皮帶跑偏的危害和原因及糾偏方法

尹志遠(yuǎn)

（神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司，河北　滄州　061113）

皮帶跑偏的危害和原因及糾偏方法

尹志遠(yuǎn)

（神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司，河北滄州061113）

針對帶式輸送機系統(tǒng)在運行中易發(fā)生皮帶跑偏的問題，對其危害、引發(fā)原因及糾偏方法進(jìn)行分析，為帶式輸送機的設(shè)計、維護(hù)、保養(yǎng)工作提供了思路，利于提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

帶式輸送機；皮帶跑偏；糾偏；擋料板

帶式輸送機主要由驅(qū)動、承載、牽引、張緊等機構(gòu)組成，是一種以橡膠或尼龍輸送帶運輸物料的連續(xù)性運輸系統(tǒng)。它既可以水平或傾斜運輸碎散物料，也可以輸送成件物品。它是裝船機、堆料機、斗輪堆取料機等大型機械的核心組成部分，并作為單獨的連續(xù)散狀物料運輸系統(tǒng)已廣泛的被應(yīng)用于港口、電廠、礦山、冶金、糧食等各行各業(yè)。橡膠或尼龍輸送帶簡稱皮帶，起到牽引和承載作用。

一、皮帶跑偏的危害

1.造成生產(chǎn)系統(tǒng)全面停機

在生產(chǎn)過程連續(xù)運行的單位，均采用帶式輸送機。例如，燃煤發(fā)電機組的燃料的輸送，煉鋼高爐、水泥窯中所需各類原料的輸送，港口內(nèi)的船舶貨倉裝卸等。由于帶式輸送機是裝船機、堆料機、斗輪堆取料機等大型機械的核心組成部分，同時也是生產(chǎn)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以皮帶一旦跑偏，機械將停止工作，整個生產(chǎn)流程中斷。降低了生產(chǎn)效率，給企業(yè)造成巨大的停機損失。

2.縮短生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備的壽命

皮帶跑偏會造成生產(chǎn)設(shè)備的長期的非正常停止和啟動，啟停時候的沖擊載荷降低了生產(chǎn)流程上的所有機械和電氣設(shè)備的使用壽命。在跑偏過程中，皮帶邊緣會受到不同程度的破壞，皮帶本身的不均衡受力更縮短了皮帶的使用壽命。

3.造成皮帶撕邊、鋼結(jié)構(gòu)損壞、托輥掉落、火災(zāi)等機損事故

跑偏發(fā)生時，皮帶脫離了正常的設(shè)計運行軌跡。它會進(jìn)入鋼結(jié)構(gòu)、滾筒、托輥、驅(qū)動站的各類安裝縫隙中，并發(fā)生摩擦、擠壓、剮蹭等接觸，對沿線的各類部件都會造成巨大的破壞。暴露出來的承載托輥在震動的情況下，非常容易脫落進(jìn)而卷入帶式輸送機，撕毀整條皮帶。如果在高溫條件下，周邊環(huán)境存在煤塵、油脂、易燃?xì)怏w等物質(zhì)，皮帶長時間的發(fā)生摩擦還會導(dǎo)致火災(zāi)，造成不可估量的損失。

4.物料在沿線灑落，增加企業(yè)生產(chǎn)成本

跑偏發(fā)生之后，皮帶上面承載的物料會在運行沿線沿著傳輸路徑一路灑落，而灑落的物料則需要人工清理。如果跑偏時間過長，灑落的各類物料就會堆積如山。既造成了大量物料的不正常損耗，又增加了人工成本等管理費用。

5.造成環(huán)境污染

皮帶跑偏之后，運輸中的煤炭、礦石粉、石灰等各種粉塵會從沿線的密封導(dǎo)料槽噴涌而出，危害周邊環(huán)境，影響清潔生產(chǎn)。

二、跑偏發(fā)生前后的現(xiàn)象、原因及受力分析

前期的設(shè)備安裝和后期的生產(chǎn)運行都可以成為皮帶跑偏的客觀原因。但追根溯源是皮帶受到了側(cè)向力。進(jìn)行受力分析，分為以下3種情況。

1.皮帶兩側(cè)張力不一致

（1）現(xiàn)象1：在沒有運輸物料的連續(xù)運行周期中，皮帶發(fā)生有規(guī)律的跑偏。

原因為皮帶在熱硫化之前，兩段皮帶的中心線沒有對齊，制作了對接失誤的硫化接頭；皮帶本身質(zhì)量不合格、不直；皮帶老化松弛，內(nèi)部拉力分布不均衡。

（2）現(xiàn)象2：在沒有運輸物料的連續(xù)運行周期中，無規(guī)律的跑偏。

原因為皮帶張緊裝置的張緊力不夠。

2.承載、驅(qū)動機構(gòu)持續(xù)產(chǎn)生與皮帶中心線有夾角的側(cè)向力

現(xiàn)象：在沒有運輸物料的連續(xù)運行周期中，皮帶發(fā)生持續(xù)的同一方向的單向跑偏。在某處嚴(yán)重跑偏，離此處越遠(yuǎn)則趨于正常。

原因為滾筒、托輥支架的安裝軸線與皮帶的中心線不垂直；滾筒、糾偏托輥的表面潮濕打滑；滾筒、托輥表面有結(jié)冰或者粘附了物料，形狀從圓柱體變?yōu)閳A錐體。

如圖1所示，皮帶向右前進(jìn)時，它給承載機構(gòu)一個向前的牽引力Fq，這個牽引力分解為使承載物發(fā)生轉(zhuǎn)動的分力Fz和一個向上的軸向分力Fc。這個軸向分力使承載物有軸向竄動的趨勢，但是由于軸端固定端的阻攔，轉(zhuǎn)動中的承載物對皮帶產(chǎn)生一個反作用力Fy。向下的Fy使得皮帶移動，發(fā)生了跑偏。

圖1　承載機構(gòu)發(fā)生偏斜時的受力分析

3.下落的物料對皮帶兩側(cè)產(chǎn)生的摩擦力不一致

現(xiàn)象：皮帶在空載運行時候不跑偏，尾部一旦開始落料，就發(fā)生跑偏。

原因為物料在經(jīng)過溜槽下落到皮帶的過程中，沒有落到皮帶的1/2的中央位置，造成皮帶對承載托輥兩側(cè)的壓力不同，皮帶兩側(cè)受到的承載托輥施加的摩擦力也不同，摩擦力的左右不平衡，產(chǎn)生了側(cè)向力。這種重載跑偏是運行中最常見的，屬于較難處理的情況。

尾部的落料位置不對正，肯定會造成皮帶跑偏。尤其當(dāng)兩條轉(zhuǎn)載的皮帶機在水平面的投影成垂直時，這種影響更為嚴(yán)重。如圖2所示，斜向沖擊力Fc的水平分力Fy最終導(dǎo)致皮帶向左跑偏。同理，如果物料偏落到左側(cè)，則皮帶向右跑偏。

圖2　落料點不正時的受力情況

三、處理措施

造成跑偏的原因可能有一個，更可能是多種因素共同作用的結(jié)果。按照先糾正空載跑偏、再糾正重載跑偏的原則，循序漸進(jìn)，根據(jù)不同的跑偏現(xiàn)象區(qū)別處理。

1.皮帶兩側(cè)張力不一致

（1）由于皮帶的硫化接頭的中心線不對齊、皮帶不直、皮帶老化造成的空載跑偏，如果跑偏輕微不影響正常作業(yè)，可以不更換。否則，必須通過熱硫化重新制作皮帶接頭或者更換質(zhì)量缺陷段的皮帶。

（2）在空載的糾偏過程中，技術(shù)人員必須認(rèn)真檢查、核實皮帶張緊力在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。皮帶張緊力過小的時候，正常運行受外界因素干擾就較大，甚至?xí)a(chǎn)生打滑現(xiàn)象。重錘、螺旋或液壓張緊裝置能夠保證皮帶有足夠的張緊力。重錘配重箱上部的兩個改向滾筒的安裝軸線，不但要垂直于皮帶長度方向，還要垂直于重力垂線。在使用螺旋或液壓張緊裝置的帶式輸送機上，技術(shù)人員可以在保證皮帶張力的前提下，調(diào)整單邊的滾筒軸承座的前后位置。

（3）在皮帶總長度500m以下或者雙向運行的帶式輸送機系統(tǒng)中，技術(shù)人員應(yīng)該選型安裝調(diào)心托輥組。通過采用直接阻擋、托輥在水平面內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)動阻擋、產(chǎn)生橫向推力等方式，實現(xiàn)皮帶自動糾偏。常見的形式有：錐型托輥、鼓型中間轉(zhuǎn)軸式、防偏依輪、四連桿式擋邊糾偏托輥、立輥液壓型自動糾偏裝置等。

（4）安裝反壓托輥組，即反V型糾偏托輥支架。在皮帶機頭部和尾部的回程托輥架中間各安裝3組反壓托輥，每組反壓托輥的間距在3～6m。3組反壓托輥通過阻礙回程皮帶的側(cè)向移動，實現(xiàn)回程皮帶的自動糾偏。

2.承載、驅(qū)動機構(gòu)持續(xù)產(chǎn)生與皮帶中心線有夾角的側(cè)向力

（1）皮帶空載發(fā)生跑偏時，可調(diào)整承載托輥支架的位置。為了適度調(diào)整安裝位置，承載托輥支架的兩側(cè)安裝孔都為標(biāo)準(zhǔn)長孔。如果皮帶向左跑偏，承載托輥支架的左側(cè)朝皮帶前進(jìn)方向向前移，或者將承載托輥支架的右側(cè)向后移。如圖3所示，皮帶向上方跑偏，承載托輥支架的上方處向右移動，或者承載托輥支架的下方處向左移動。在調(diào)整好承載托輥支架，皮帶空載運行不跑偏之后，托輥支架必須全部采用防松螺母緊固，防止運行中的振動導(dǎo)致松動。

圖3　托輥支架的調(diào)整原則

（2）同理，在皮帶空載發(fā)生跑偏時，也要考慮調(diào)整滾筒位置。首先要準(zhǔn)確安裝所有滾筒，每一個滾筒的軸線必須垂直于帶式運輸機的長度方向的中心線，如果安裝發(fā)生偏斜超過了允許范圍，皮帶肯定會發(fā)生跑偏。滾筒的調(diào)整方法與調(diào)整承載托輥支架類似。對于圖4左側(cè)的頭部滾筒，皮帶向下跑偏，則下側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向右移動，或者將上側(cè)軸承座向左移動。對于圖4右側(cè)的尾部滾筒的調(diào)整方法，與頭部滾筒相反。

圖4　滾筒軸承座的調(diào)整方法

（3）清除托輥、滾筒表面的結(jié)冰或粘附的粉料，旋轉(zhuǎn)部件表面不能存在異物。

3.下落的物料對皮帶兩側(cè)產(chǎn)生的摩擦力不一致

（1）溜槽內(nèi)必須設(shè)計安裝可靠靈活的擋料板來阻擋物料。技術(shù)人員通過擋料板來調(diào)整物料的下落方向和位置，精確控制物料的下落點。圖5和圖6為改造后的9000t/h堆料機尾車中心漏斗內(nèi)的擋料板的正反面圖片。改造之前，滿載或超載作業(yè)時的物料不受擋料板的控制導(dǎo)致懸臂的皮帶嚴(yán)重跑偏。通過在原有的擋料板兩側(cè)增加襟翼，在物料過載甚至達(dá)到10000t/h時也可以有效的控制物料下落到懸臂皮帶的中央。

（2）帶式輸送機尾部導(dǎo)料槽的的寬度不能大于皮帶寬度的2/3，這樣才可以有效的阻擋下落不正的物料。如果導(dǎo)料槽的寬度在皮帶寬度的1/2左右，則可以完全避免因為落料不正導(dǎo)致的皮帶跑偏問題。

（3）在帶式輸送機的圖紙設(shè)計過程中，溜槽、漏斗、導(dǎo)料槽、擋料板等結(jié)構(gòu)件的形狀與尺寸必須認(rèn)真計算校核，確保運動的物料在各種工況下都可以受控準(zhǔn)確的下落到皮帶的中央。

圖5　改造后的擋料板的背面

圖6　改造后的擋料板的正面

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（2015-10-18）