帶式輸送機(jī)輸送帶跑偏原因分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

付振興 李志濤

北方重工集團(tuán)有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110000

目前，由于井下環(huán)境惡劣、設(shè)備超負(fù)荷作業(yè)、運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)等原因，導(dǎo)致礦用帶式輸送機(jī)在使用中出現(xiàn)各類運(yùn)行故障，給煤礦企業(yè)的煤礦開采及經(jīng)濟(jì)收入造成了重大影響。掌握帶式輸送機(jī)使用程中的動(dòng)態(tài)變化特性，對(duì)提高其設(shè)備的運(yùn)行效率和安全型至關(guān)重要。因此，以帶式輸送機(jī)靜特性、動(dòng)特性為理論基礎(chǔ)，通過分析其使用中存在問題，采用soliworks和adams軟件，建立了帶式輸送機(jī)的仿真模型，開展了其起動(dòng)及制動(dòng)時(shí)的加速度變化動(dòng)態(tài)特性變化分析，由此掌握了其啟動(dòng)及制動(dòng)過程的加速度變化規(guī)律，這對(duì)提高礦用帶式輸送機(jī)的作業(yè)效率及安全具有重要意義[1]。

1 輸送帶跑偏的原因分析

造成輸送帶跑偏的根本原因是輸送帶在制造、安裝、使用和維護(hù)過程中所受的外力在寬度方向上的矢量和不為零，或垂直于寬度方向上的拉應(yīng)力不均勻，從而導(dǎo)致托輥或滾筒等部件對(duì)輸送帶產(chǎn)生一個(gè)偏向一側(cè)的反作用力，致使輸送帶向一側(cè)發(fā)生偏移。輸送帶跑偏具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是由于輸送帶老化或接頭不正使輸送帶張力不均衡造成跑偏；二是以驅(qū)動(dòng)滾筒中心線為基準(zhǔn)，改向滾筒中心線和托輥中心線的平行度以及機(jī)架中心線的垂直度不符合安裝要求，致使?jié)L筒和托輥等部件對(duì)輸送帶產(chǎn)生沿寬度方向的反作用力造成跑偏；三是因滾筒、托輥對(duì)輸送帶兩側(cè)摩擦力不均衡造成跑偏，這主要是由滾筒外圓圓柱度過大、機(jī)架因安裝或腐蝕發(fā)生傾斜、滾筒和托輥發(fā)生磨損以及傾斜落料等原因引起的。

2 跑偏故障的應(yīng)對(duì)措施

2.1 基礎(chǔ)應(yīng)對(duì)措施

①根據(jù)皮帶跑偏位置的不同，可以將調(diào)整方法分為2種。如果皮帶輸送機(jī)的頭部或尾部發(fā)生皮帶跑偏，應(yīng)當(dāng)調(diào)整跑偏一側(cè)的驅(qū)動(dòng)滾筒或是轉(zhuǎn)向滾筒，使與皮帶的中軸線對(duì)齊，幫助皮帶回到正常方向。如果皮帶輸送機(jī)的中部發(fā)生皮帶跑偏，應(yīng)當(dāng)將皮帶跑偏方向的托輥前移，反方向的托輥后移，使皮帶回到正常運(yùn)行方向。②對(duì)于皮帶張緊力失調(diào)引起的皮帶跑偏故障，需要加強(qiáng)檢修工作，定期對(duì)皮帶的張緊力進(jìn)行校正，使皮帶輸送機(jī)處于合適的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于由皮帶的雜物引起的皮帶跑偏故障，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)皮帶清掃工作，如在皮帶輸送機(jī)上安裝清掃裝置，在開啟皮帶輸送機(jī)的同時(shí)啟動(dòng)清掃裝置，并安排清理人員定期對(duì)皮帶進(jìn)行清理，避免由清掃裝置無法清除的雜物附著在皮帶上，導(dǎo)致皮帶輸送機(jī)跑偏。③與單向皮帶輸送機(jī)相比，雙向皮帶輸送機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理更加復(fù)雜，如果發(fā)生皮帶跑偏故障，不能使用單向皮帶輸送機(jī)跑偏的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行處理。當(dāng)雙向皮帶輸送機(jī)發(fā)生皮帶跑偏故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)對(duì)雙向輸送機(jī)以及驅(qū)動(dòng)滾筒、改向滾筒進(jìn)行調(diào)整，先將一個(gè)方向調(diào)整至正常狀態(tài)，再對(duì)另一個(gè)方向進(jìn)行調(diào)整，使皮帶恢復(fù)到正常運(yùn)行位置[2]。

2.2 減小橫向沖擊力防偏

導(dǎo)致輸送帶跑偏的另外一個(gè)因素是輸送帶上存在橫向力，除制造、安裝、維護(hù)不當(dāng)外，落料方式和角度是產(chǎn)生橫向力的主要原因，因此沿輸送帶運(yùn)動(dòng)方向是給料最佳的落料方式和角度，但是在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)受到各種外在因素的限制，這種落料方式很難實(shí)現(xiàn)。例如我公司“增加重堿6#皮帶裝置”項(xiàng)目中所有的落料點(diǎn)都是傾斜給料，根據(jù)動(dòng)能定理可知：給料溜管與輸送帶的夾角越小，物料在輸送帶寬度方向上的分速度就越大，對(duì)輸送帶的橫向沖擊力就越大，因此該項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)在落料點(diǎn)輸送機(jī)導(dǎo)料槽處設(shè)置了可調(diào)節(jié)擋板，根據(jù)物料的流量和流速通過調(diào)節(jié)擋板在倒料槽上的位置降低物料對(duì)輸送帶的橫向沖擊力，不僅如此該項(xiàng)目還增設(shè)了下料擋板以增大給料溜管與輸送帶間的夾角。

2.3 設(shè)置側(cè)擋輥防偏

設(shè)計(jì)時(shí)采取預(yù)防輸送帶跑偏措施可大大降低其跑偏概率，但由于制造、安裝誤差和設(shè)備自然磨損是必然存在的，實(shí)際生產(chǎn)中輸送帶跑偏是不可避免的。通過總結(jié)我公司多條輸送帶糾偏經(jīng)驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)心托輥的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，研發(fā)出一種新式調(diào)偏機(jī)構(gòu)——側(cè)擋輥，輸送機(jī)在安裝時(shí)根據(jù)其長(zhǎng)度和跑偏嚴(yán)重程度每隔四五組托輥安裝一組側(cè)擋輥。側(cè)擋輥的安裝傾角α大于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)心托輥的安裝傾角，這樣側(cè)擋輥的糾偏能力就會(huì)大于調(diào)心托輥，輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)若跑偏嚴(yán)重，超出調(diào)心托輥的調(diào)節(jié)能力，側(cè)擋輥可進(jìn)一步糾偏，安裝于側(cè)擋輥頭部的翼圓還可限制輸送帶脫落[3]。

2.4 選擇防跑偏新型帶式輸送機(jī)

防跑偏新型帶式輸送機(jī)主要由底座、支撐板、支撐架、轉(zhuǎn)軸、固定環(huán)、防脫板、移動(dòng)輥、傳動(dòng)輪、傳動(dòng)帶、主動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定架、支撐臺(tái)、支腳、橡膠墊、傳輸皮帶等部分組成。底座的上端固定有支撐臺(tái)與兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的第一支撐架，第一支撐架之間設(shè)有轉(zhuǎn)軸并貫穿套設(shè)有第一傳動(dòng)輥；支撐臺(tái)的外側(cè)壁上固定有固定架，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在固定架與支撐臺(tái)之間；傳動(dòng)帶安裝在主動(dòng)輪與傳動(dòng)輪之間，主要用于動(dòng)力傳輸作用；支撐桿之間安裝轉(zhuǎn)動(dòng)桿及移動(dòng)輥。

3 結(jié)語

綜上所述，皮帶輸送機(jī)跑偏故障是大部分機(jī)場(chǎng)、港口和工程必須面對(duì)的難題。皮帶輸送機(jī)使用單位應(yīng)當(dāng)充分了解皮帶輸送機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，針對(duì)引發(fā)皮帶輸送機(jī)故障的不同原因采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，將新技術(shù)應(yīng)用到皮帶輸送機(jī)的優(yōu)化升級(jí)中，保證運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。