煤矿皮带机跑偏机理与防护措施

刘根民

（同煤集团煤峪口矿，山西 大同037041）

0 引言

皮带机是仿照蚂蚁搬家研发的一种机械设备，主要由牵引部件、皮带以及承载部件构成，利用皮带与上下托辊和滚筒的滚动摩擦实现运输功能。皮带机以其运输距离长、运量大、效率高等特点，成为了煤矿重要的运输机械设备[1]。但皮带机常发生皮带跑偏事故。皮带跑偏是指皮带运行过程中纵向中心线发生偏离现象，一旦发生，就会出现落撒煤料、磨损皮带，甚至撕裂皮带等事故。

1 皮带机跑偏的原因

（1）安装不当。煤矿井下环境恶劣导致皮带机机架安装不平，以及皮带机的张紧机构、上下托辊以及滚筒等安装不当，致使皮带两侧受力不均，造成皮带跑偏[2]。

（2）煤料放置不均或不对称。由于煤料在皮带上放置不均，皮带机负载运行时托辊两侧的压力不同，引发皮带两侧的摩擦力不同，造成皮带跑偏，这是最常见的跑偏原因。煤料偏左，由力学原理可知皮带会向右跑偏，煤料偏右则皮带向左跑偏。

（3）皮带应力不匀。由于皮带长时间使用容易发生老化或磨损等现象，造成皮带内部应力不均，使得皮带两侧张紧力不同而发生跑偏[3]。皮带机的皮带一般采用硫化接头或机械式接头连接，接头部位连接发生倾斜或者接头不平，也会导致皮带横向应力不均而发生跑偏。

（4）皮带两侧的伸缩率或伸缩量不同。由于皮带机的滚筒及上下托辊维护不当，其上粘煤料造成直径变大，从而产生的拉力变大，引起皮带的张紧力不均，最终导致皮带跑偏。

2 皮带机跑偏防护措施

2.1 传统皮带防跑偏方法

安装调心托辊组是目前常见的一种煤矿皮带防跑偏的措施[4]。主要的工作原理是利用立辊阻挡皮带。它不仅可防止皮带向两侧跑偏，还可以产生横向作用力使得皮带自动调心，进而防止皮带的跑偏[5]。类型有立辊式、连杆式、中间转轴调心式等。

2.2 传统防皮带跑偏方法的缺陷

（1）皮带机防跑偏立辊对皮带的边缘容易产生磨损，影响皮带的使用寿命。（2）如果皮带机防跑偏辊安装间距大，皮带上的煤料依然会撒落，防跑偏效果不佳。（3）皮带机防跑偏装置结构设计不合理，容易损坏[6-7]。

3 新型皮带机防跑偏装置

3.1 新型皮带机防跑偏装置设计

新型皮带机防跑偏装置主要由支架、支撑带托辊、矫正托辊以及矫正托辊的调节机构组成。将支架固定在皮带机H架上，在支架中间横梁上安设支撑带托辊，用于支撑皮带，横梁两段下侧分别设计有平面翼板[8-9]。矫正托辊的调节机构由弹簧、定位移动架以及用于固定的固定轴组成。定位移动架两侧分别安装有矫正托辊，下部安装有支撑滚轮，用于在翼板上自由滑动。同时定位移动架与支架通过固定轴以及矫正弹簧连接。

3.2 工作原理

当皮带在工作运行中出现跑偏时，皮带跑偏侧会逐渐接触矫正托辊，带动矫正托辊转动，并对矫正托辊产生横行推力，引起定位移动架向一侧偏移并压缩支架上的矫正弹簧。这时支架上的两个矫正弹簧就会对定位移动架产生反向作用力，使得定位移动架反向移动，这样就实现了皮带跑偏后的自动调整。

3.3 调试

该皮带机防跑偏装置在使用前，需要对装置的各个部件进行检查调试，以保证装置的灵活、稳定和高效。在皮带机空载静止状态下，调整皮带纵向中心线与装置支带托辊中心以及皮带机的中心大致在一条线上(即调中)。装置运行前检查内容主要有：（1）支架安装要稳固。（2）支撑滚轮滚动要灵活。（3）矫正弹簧要牢靠有效。

3.4 使用效果

在某煤矿410盘区21020巷、21010巷等运输巷皮带机跑偏严重的路段进行该装置的测试。在实际运行过程中有效地改善了皮带机皮带跑偏现象，减少了皮带跑偏造成的煤料撒落，提高了巷道标准化的管理建设，并减少了皮带的损坏现象，有效地降低了维护成本以及工作人员的劳动量。

结束语

该皮带机防跑偏装置采用了柔性设计，利用矫正弹簧的弹性缓冲吸收皮带跑偏的载荷[10]，通过滚动轮的移动带动定位移动架的运动，对跑偏的皮带进行自动恢复调节，应用效果良好，有效地提高了经济效益，降低了劳动强度。