煤礦皮帶機(jī)跑偏故障機(jī)理及對(duì)策研究

關(guān)志鵬

（晉煤集團(tuán)寺河煤礦二號(hào)井，山西 晉城 048000）

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，對(duì)煤的需求量也隨之增多，這就對(duì)煤礦企業(yè)的安全高效生產(chǎn)提出了更高的要求。而煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)在煤礦的實(shí)際生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，它的生產(chǎn)效能會(huì)直接影響到煤礦的生產(chǎn)效率。為了提高煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性與高效性，許多現(xiàn)代化的大型礦井開始大量運(yùn)用高速皮帶機(jī)。但煤礦皮帶機(jī)在運(yùn)行的過程中很容易發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象，如寺河煤礦二號(hào)井97301采面（9號(hào)煤，2015年元月）初采期間經(jīng)常發(fā)生常規(guī)性跑偏，和15號(hào)煤生產(chǎn)過程中（2014年）煤量大，膠帶運(yùn)輸大巷上坡區(qū)段皮帶重載及跑偏現(xiàn)象。一旦發(fā)生皮帶跑偏，會(huì)嚴(yán)重影響到煤礦的運(yùn)輸速度，甚至?xí)p毀設(shè)備導(dǎo)致皮帶機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)礦井停產(chǎn)。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2013年某省各類皮帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)跑偏故障嚴(yán)重影響到正常生產(chǎn)的就有1 500起，因此對(duì)煤礦皮帶機(jī)跑偏機(jī)理及對(duì)策進(jìn)行研究對(duì)煤礦的安全高效生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤礦皮帶機(jī)跑偏的故障機(jī)理及皮帶機(jī)優(yōu)點(diǎn)

通過摩擦力工作是皮帶運(yùn)輸機(jī)主要的工作機(jī)理，從力學(xué)角度分析，導(dǎo)致皮帶工作時(shí)跑偏的根本原因是：在皮帶寬度方向上皮帶所受的合外力不為零，或者是給皮帶提供動(dòng)力的拉應(yīng)力不均勻?qū)е峦休伝驖L筒產(chǎn)生一個(gè)偏向一側(cè)的反分力，在此力的作用下導(dǎo)致皮帶偏向一側(cè)。

在煤礦的整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)中皮帶機(jī)的作用非常重要，優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在五個(gè)方面：皮帶機(jī)的輸送量較大，每秒可達(dá)數(shù)百噸的運(yùn)輸量；皮帶機(jī)不但能夠運(yùn)送散碎物料，還可以運(yùn)送成件物料；能適應(yīng)大多數(shù)的輸送路線，如水平輸送或傾斜輸送；能夠靈活地調(diào)節(jié)輸送距離，隨時(shí)都可以裝卸；由于皮帶輸送機(jī)不但具有高效性、穩(wěn)定性且易于安裝和維修。所以，皮帶運(yùn)輸機(jī)在煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)中廣泛的被采用。

2 煤礦皮帶跑偏原因分析

2.1 皮帶跑偏現(xiàn)象

煤礦皮帶機(jī)之所以會(huì)發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象，這主要是由于皮帶在垂直受到了不均勻的載荷或者是在皮帶寬度方向上所受的合力大小不為零，之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況往往是由于皮帶機(jī)的滾筒加工與安裝時(shí)的不科學(xué)、不合理造成的。

根據(jù)本人多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)皮帶機(jī)皮帶跑偏一般有三個(gè)規(guī)律：跑緊不跑松即當(dāng)皮帶松緊度不一致發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象時(shí)皮帶會(huì)向相對(duì)緊的一側(cè)跑偏；跑后不跑前即安裝托輥支架時(shí)，若一端在前，一端在后，皮帶會(huì)向后側(cè)跑偏；跑高不跑低即若皮帶兩側(cè)的高度不一致時(shí)，皮帶會(huì)向較高的一側(cè)跑偏。

2.2 皮帶跑偏故障的原因分析

1）皮帶制造及安裝誤差。

有很多皮帶在設(shè)計(jì)制造的時(shí)候由于質(zhì)量不過關(guān)很容易導(dǎo)致表面結(jié)構(gòu)不平整，若把這種皮帶安裝在皮帶機(jī)上受力很難均勻，很容易發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象。對(duì)于這種情況，要嚴(yán)格把關(guān)皮帶的質(zhì)量，并且要及時(shí)把一些磨損嚴(yán)重的皮帶進(jìn)行更換，以確保皮帶機(jī)的正常工作。除了皮帶的制造質(zhì)量外，皮帶安裝質(zhì)量的好壞也會(huì)嚴(yán)重影響到皮帶機(jī)的正常運(yùn)行。若皮帶機(jī)在安裝時(shí)，機(jī)架發(fā)生歪斜現(xiàn)象，皮帶機(jī)在正常工作時(shí)也容易發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象，這種由于安裝上的誤差造成的皮帶跑偏現(xiàn)象往往很難調(diào)整。一般在安裝皮帶機(jī)的托輥時(shí)，托輥一定要水平且垂直于皮帶機(jī)的中心線，這樣可以使皮帶在正常工作時(shí)水平方向上所受的合力為零，跑偏現(xiàn)象不容易發(fā)生。若在安排皮帶機(jī)托輥時(shí)，托輥軸線沒有完全垂直于皮帶機(jī)的中心線，這樣會(huì)導(dǎo)致皮帶機(jī)在正常工作時(shí)水平方向上所受的合力不能為零，造成皮帶的跑偏。機(jī)理如圖1所示。

圖1 皮帶托輥安裝不當(dāng)造成的皮帶跑偏示意圖

圖中V1為皮帶的運(yùn)行方向，當(dāng)皮帶機(jī)托輥沒有完全垂直于皮帶機(jī)的中心線時(shí)，根據(jù)物理知識(shí)我們可知，V1會(huì)分解為垂直于托輥方向的V2分量和平行于托輥方向的V3分量。當(dāng)皮帶正常工作時(shí)，由于V3反方向的摩擦力會(huì)作用于皮帶，導(dǎo)致皮帶跑偏向右側(cè)。若遇到此種情況我們可以通過調(diào)整托輥使托輥垂直與皮帶中心線，這時(shí)V2與V3方向上的速度分量就不存在了，皮帶的運(yùn)行就可以正常了。

2）機(jī)頭、機(jī)尾與中間架的中心不在一條直線上。

皮帶機(jī)機(jī)頭中心、機(jī)尾中心、中間架中心沒在同一條直線上時(shí)，皮帶也會(huì)發(fā)生跑偏現(xiàn)象。安裝時(shí)的不科學(xué)、不合理也是造成這種現(xiàn)象的主要原因。皮帶機(jī)的中間架和機(jī)尾要在把皮帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)試好后再安裝。之所以會(huì)造成上述皮帶跑偏現(xiàn)象，主要是由于整個(gè)皮帶機(jī)沒有調(diào)試好中心線，在調(diào)試皮帶機(jī)的中心線時(shí)一定要確保托輥中心線的水平，使機(jī)架的實(shí)際中心線重合于理論中心線。若完全重合實(shí)在無法實(shí)現(xiàn)，那么也不能超過3 mm的偏差度，這樣可以使皮帶機(jī)的這一跑偏現(xiàn)象得到解決。

3）皮帶接頭不正或物料落入皮帶造成皮帶跑偏。

若皮帶機(jī)的皮帶接頭發(fā)生了傾斜或偏移等現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致皮帶機(jī)皮在工作時(shí)發(fā)生皮帶跑偏現(xiàn)象。機(jī)械接頭和硫化接頭是當(dāng)前皮帶機(jī)皮帶接頭的兩種主要形式，為了避免皮帶在正常工作時(shí)兩側(cè)拉力的不均造成皮帶跑偏現(xiàn)象，無論采用哪種方式連接皮帶機(jī)接頭，都要保證接頭處的平整和光滑。此外在往皮帶機(jī)上裝物料時(shí)若物料的落點(diǎn)偏離皮帶中心線較遠(yuǎn)時(shí)，物料在重力的作用下會(huì)沖擊皮帶，也會(huì)造成皮帶機(jī)皮帶發(fā)生跑偏。

3 故障處理方法研究

3.1 皮帶跑偏的調(diào)整

1）對(duì)于滾筒位置安裝不正確引起的皮帶機(jī)皮帶跑偏現(xiàn)象，可以通過滾筒的安裝位置進(jìn)行改變，使?jié)L筒軸線平行與水平面同時(shí)垂直于皮帶中心線，來調(diào)整皮帶跑偏現(xiàn)象。皮帶偏離向哪一側(cè)的軸承，則向皮帶方向移動(dòng)該側(cè)軸承即可。

2）對(duì)于皮帶機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾、中間架不在同一直線上引起的皮帶跑偏現(xiàn)象，可以通過把三者之間的位置進(jìn)行調(diào)整使三者在同一直線上來解決此類皮帶跑偏現(xiàn)象。

3）對(duì)于皮帶接頭不正造成的皮帶跑偏，可以通過將不正的皮帶接頭切掉重新制造皮帶接頭的方式加以解決。此外為了保證皮帶接頭的性能良好，最好使用皮帶扣（皮帶扣要能隨托輥長度分段）。對(duì)于物料落點(diǎn)偏離皮帶中心線造成的皮帶跑偏，可以通過調(diào)整皮帶落料漏斗的落料位置加以解決。

3.2 皮帶跑偏的預(yù)防

1）提高皮帶機(jī)的安裝質(zhì)量。

在皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定的前提下，通過把皮帶機(jī)的安裝質(zhì)量提高，可以有效地預(yù)防皮帶機(jī)皮帶跑偏，在安裝皮帶機(jī)時(shí)一定要皮帶機(jī)的安裝使用說明，一步一步的進(jìn)行安裝，只有這樣才能使安裝出來的皮帶機(jī)更好地為我們服務(wù)。

2）安裝自動(dòng)糾偏裝置。

對(duì)于皮帶向某一側(cè)跑偏的問題，可以通過安裝限位托輥法來解決。對(duì)于皮帶與托輥摩擦發(fā)生的跑偏，可以通過安裝皮帶調(diào)偏托輥的方法加以解決。此外還可以通過給皮帶機(jī)安裝自動(dòng)調(diào)偏托輥來對(duì)皮帶機(jī)的皮帶跑偏現(xiàn)象進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整。

4 結(jié)語

在煤礦井下的實(shí)際運(yùn)輸工作中對(duì)于皮帶機(jī)皮帶的跑偏現(xiàn)象，要依據(jù)實(shí)際情況，找出造成皮帶機(jī)皮帶跑偏的原因，并根據(jù)這些原因采用一些針對(duì)性的調(diào)整方法進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)積極采用一些科學(xué)、合理的預(yù)防措施進(jìn)行預(yù)防，只有這樣才能確保煤礦皮帶機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，提高煤礦安全生產(chǎn)的效率。

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