带式输送机胶带跑偏故障分析与解决措施

卢 勇

(大同煤矿集团安全监管五人小组管理部轩煤分部，山西 原平 034100)

0 引言

煤矿带式输送机是煤矿中的重要工具之一，随着煤矿生产机械化程度的提高，输送机运行正常与否直接影响着煤矿生产。具体来说，在实际运行过程中，煤矿带式输送机最常遇到的是跑偏故障，严重地影响到了煤炭的运输速度，甚至造成相关设备毁坏。解决带式输送机跑偏故障是设备检修工面临的大量基础性工作。

1 煤矿带式输送机

1.1 概述

煤矿带式输送机广泛使用于煤炭采掘、生产、转运、加工等各个环节。其主要组成部分有运输带、托辊、滚筒、驱动、制动装置、张紧和改向装置以及装载、卸载和清扫装置。其中运输任务主要是通过运输带的运动来实现的。而运输带的运动又是通过滚筒与托辊、运输带之间的摩擦力的作用实现的，因此滚筒和托辊的安装位置都需要较高的精准性，即滚筒要与带式输送机长度方向中心线相垂直，托辊的横向中心线与带式输送机的纵向中心线重合。

1.2 带式输送机胶带跑偏的形式

煤矿带式输送机胶带跑偏主要有3种表现形式，①煤矿带式输送机的运输带松紧度不一致时，会逐渐向紧的一侧移动；②煤矿带式输送机的托辊支架没有保持在统一水准上的时候，运输带会向后移动；③煤矿带式输送机的运输带两侧没有在同一高度时，会移动向高侧。

煤矿带式输送机跑偏故障带来的直接后果就是运输带与输送机脱离，相关的生产线就会被迫停止，延误生产。同时也会导致相关的生产设备受到损坏，不仅是带式输送机，也会给其它与运输带并没有直接联系的生产设备造成不正常的磨损。另外，煤矿带式输送机跑偏故障的发生也会带来不小的安全隐患，不仅会使得物料翻卷，使得运输带单侧受到了过分的力的作用，从而断裂，危及生产人员的安全，更有甚者会使得皮带软化、烧焦、起火。

2 胶带跑偏故障机理分析

2.1 带式输送机自身的问题

煤矿带式输送机在制造的时候也会出现质量不过关的问题，使得运输带的结构不平整，其所受的力也就会出现不均匀的问题，运输带随即跑偏。其次煤矿皮带在长久的使用过程中也会由于老化等原因使得皮带两侧的张力不均，从而导致跑偏故障的发生。另外由于煤矿所开采的矿料都具有一定的粘性，带式输送机在运行了一定时间后，其托辊和滚筒就会沾染上这些矿料，这也会使得运输带两侧受力不均，使得运输带跑偏。

2.2 带式输送机安装时出现问题

煤矿带式输送机在安装时出现的问题主要集中在机架、运输带、导料槽两侧的橡胶板等设备上。其中机架的安装问题主要是安装时歪斜，使得两侧出现高低倾斜的问题，导致两侧受力不均，运输带自然也就跑偏了。而运输带的安装问题则是接头不平直，导料槽两侧的橡胶板则容易出现受力不均的问题，使得运输带两侧所受到的张力和摩擦力出现偏差而跑偏。 另外，托辊和滚筒安装位置的不准确会使得垂直度的误差过大，从而加重运输带跑偏的现象。

2.3 带式输送机运行时出现问题

煤矿带式输送机在运行时，相关的工作人员也要按照操作规范严格进行操作，才能降低跑偏故障的发生概率。工作人员如果不注意，给料不均匀就会导致矿料的下落方向和下落位置的错误，从而使得运输带跑偏。另外已经投入使用了一段时间的运输带也会出现接头不平直、毛躁的问题，同时其它设备也会出现或松弛、或老化、或相互之间磨合度下降的问题，这些问题会导致运输带的内部应力不均匀，从而导致运输带跑偏。

3 基于FTA的胶带跑偏故障分析

3.1 故障树的建立

通过前面的分析，结合故障树分析原理，建立带式输送机跑偏故障的故障树如图1所示。

图1 带式输送机胶带跑偏故障树示意图

该故障树由3个中间事件，8个底事件，3个或门以及一个与门组成。图中各事件的说明见表1。

表1 带式输送机胶带跑偏故障的故障事故树代号说明

3.2 故障树分析

对图1所示的事故树进行布尔运算，可以得到最小割集的计算公式

T=A1+A2+A3=(x1+…+x7+x7·x8)

(1)

从上式中可以看出，该事故树的最小割集共有17个，且除了{x7，x8}外均为单独事件割集。因此，可以判断该事故树的可靠性并不是很高。

从故障树结构中可以看出，或门所占百分比为90.9%，与门数量为9.1%。根据故障树定量计算方法，可知顶事件的发生概率如式(2)所示

P(A)=P(x1)+P(x2)+…+P(x7)P(x8)

(2)

当已知各事件基本概率时，就可以通过式(2)求得顶事件发生的概率。

4 带式输送机胶带跑偏的解决措施

4.1 安装调整好托辊及其相关设备

托辊及其相关设备对煤矿带式输送机的正常运行有着很重要的作用。因此可以通过安装调整托辊及其相关设备的方法来预防处理煤矿带式输送机的跑偏故障。针对托辊而言，在安装时，可以对托辊两侧的安装孔进行加工，使其变成长孔，以方便调整托辊。在调整时就要根据实际情况，将其向运输带跑偏方向的反方向且向后调整。而托辊的相关设备，即调心托辊组，主要针对的是煤矿带式输送机前期运输过程中出现的跑偏故障，可以起到有效将事故控制在合理范围内的作用。这是由托辊组的特殊工作原理造成的。托辊在水平面上转动时会产生一种横向附加力，然后围绕着中心轴托辊组就会转动成一个弧度。由于运输带在运行时与托辊不会出现垂直的状况，当满足上述条件时，运输带就会自动向中心移动。

4.2 对带式输送机的其它设备进行调整

要预防和处理带式输送机的跑偏故障，还要对它的其它设备进行调整，主要有滚筒和运输带两方面进行调整。一个输送机中大概有2～5个数量的滚筒，因此在安装滚筒时，就要极度小心谨慎，以确保滚筒的安装位置与输送机的长度中心线成垂直状态。当处理跑偏故障时，可以调整驱动滚筒位置和改向滚筒位置，但在调整前，要先对其安装位置做好固定处理，所调整的方向与运输带跑偏的方向也应当相反且向后，然后反复调整直至达到要求即可。另外一个需要调整的设备就是运输带，其实主要调整的是运输带的紧张程度。①机械式张紧，即螺旋张紧，在使用这种措施时，要确保在张紧滚筒的轴承座移动过程中滚筒的轴线与运输带的纵向方向成垂直；②重锤式张紧，这种措施又有2个小的措施，中部重锤式张紧和尾部重锤式张紧。其操作要点是为了确保滚筒轴心线始终处在一个水平上，不仅要使其轴心线垂直于运输带的长度方向，更要保证其垂直于重力垂线。

4.3 安装防偏开关

防偏开关能够有效地预防处理煤矿带式输送机的跑偏故障。防偏开关的功能分为两级，一是报警，二是自动停机。当煤矿带式输送机开始出现跑偏现象时，防偏开关的立棍倾斜到一级动作角度，防偏开关就会发出警示提醒。如果跑偏现象进一步发展，立棍倾斜到二级动作角度，防偏开关就会发出另一组信号，并自动停机。待到煤矿带式输送机的跑偏故障被解决后，防偏开关的立棍就会自动回到原来的位置，防偏开关重新开始正常工作。另外，防偏开关还具有检测煤矿带式输送机发生跑偏故障的原因的功能。

4.4 落料位置进行调整

落料位置的不均会导致煤矿带式输送机发生跑偏故障，因此对落料的位置进行调整也是预防处理跑偏故障的重要手段。在调整落料位置时，首先要考虑好转载点处2条运输带的相对高度，以在允许的范围内尽量高为宜。除此之外还要考虑好散料运输带式输送机的导流槽形式和尺寸，确保其在合理范围之内。

4.5 加强对带式输送机的监管

煤矿带式输送机是煤矿企业生产线的重要机械，加强对其的监管是很有必要的。具体来说，企业要针对煤矿带式输送机的特点，构建相应的、科学的管理体系，将管理责任落实到个人身上，同时还要加强对技术人员的培训。

5 结语

煤矿带式输送机在实际生产过程中发生跑偏的现象，多数是由煤矿带式输送机的组件出现了问题和生产人员操作不当等因素引起的。为了改善这种情况，煤矿企业的主要对策就是要调整相关设备设置，安装防偏开关，对生产人员进行技术培训，构建监管体系。这样不仅能有效处理煤矿带式输送机跑偏故障，还能进行预防，同时也大大地提高了煤矿企业的生产效率和经济效益。