膠帶輸送機跑偏原因分析與治理研究

（陜西咸陽化學(xué)工業(yè)有限公司，陜西 咸陽 712000）

膠帶輸送機具有運行距離遠、運輸能力大等特點。膠帶輸送機屬于摩擦型驅(qū)動，是連續(xù)式物料運輸式的機械。根據(jù)膠帶的輸送能力可以分為兩種，一種是用于運輸大宗礦石、物料的重型膠帶運輸機，另一種是用于流水線生產(chǎn)的輕型膠帶機。膠帶輸送機主要牽引力運用傳給滾筒及膠帶間的摩擦力進行傳遞。膠帶及物料都在托輥上運動，膠帶是牽引機構(gòu)，同時也是承載機構(gòu)。

由于膠帶輸送機運動是閉合循環(huán)運動，因此，上下行部分膠帶輸送機中心線要確保平行，或者是處在同個平面之內(nèi)，使運行速度保持平穩(wěn)，膠帶輸送機寬度方向偏移量為帶寬度的5%，如果處于該范圍內(nèi)則屬于偏移正常，這時膠帶受到的拉力與帶寬方向也是等同的。但是，如果膠帶輸送機偏移量超過5%則認(rèn)為是出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。膠帶跑偏是輸送機運轉(zhuǎn)過程中極易出現(xiàn)的故障，若是膠帶輸送機跑偏，則中心線處在同個平面之內(nèi)，則相應(yīng)的膠帶會沿著帶寬跑偏方向拉力加大。

膠帶跑偏是隨著寬帶跑偏方向拉力的不斷加大，長時間的跑偏可引發(fā)膠帶磨損、撒煤、縮短膠帶的使用壽命、影響環(huán)境衛(wèi)生、增加設(shè)備維護等問題，給工作帶來大量負擔(dān)。所以膠帶出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，必須予以防止和調(diào)整。處理故障時需要根據(jù)不同的原因，對其故障進行合理分析，有利于膠帶輸送機安全穩(wěn)定地運行，提高工作效率。跑偏是輸送機運轉(zhuǎn)過程中極易出現(xiàn)的故障。

一、膠帶輸送機的工作原理

膠帶運輸機的工作原理主要包括 2 個滾筒和 1 條輸送帶。滾筒的作用，主要是為使輸送帶轉(zhuǎn)動的驅(qū)動滾筒和改變輸送帶輸送方向的改向滾筒。

膠帶運輸機主要是由運輸帶、裝載裝置、卸載裝置、張緊裝置、改向裝置、清掃裝置、制動裝置、驅(qū)動裝置、滾筒、托輥組成。輸送帶是閉合緊套滾筒的。輸送帶繞過兩端的滾筒，使用膠帶卡子或通過硫化，將兩端接好，形成一個閉環(huán)的結(jié)構(gòu)。尤其是通過運輸帶來完成運輸，而運輸帶又經(jīng)過滾筒、托輥、運輸帶間的摩擦來完成運行，這對托輥和滾筒的安裝位置要求極為嚴(yán)格，即滾筒垂直帶式輸送機長度方向中心線，托輥橫向中心線重合帶式輸送機的縱向中心線。具體分析一下運輸膠帶和驅(qū)動設(shè)備。

（一）運輸膠帶：運輸膠帶是該設(shè)備的牽引裝置和承重裝置，因此對于運輸膠帶來說，它必須有一定的負荷沖擊承受能力和拉伸強度?；诖?，膠帶輸送機通常會選擇擁有一定寬度的柔性帶芯，使用邊緣防護層和上覆蓋層對帶芯進行防護。就目前而言，我國煤礦企業(yè)的膠帶輸送機通常采用兩種材質(zhì)膠帶，即鋼絲繩芯橡膠膠帶和分層式織物芯橡膠膠帶。

（二）驅(qū)動設(shè)備：為了讓運輸膠帶能夠正常進行，膠帶輸送機是使用驅(qū)動設(shè)備把電動機的機械力傳送到膠帶輸送機中。一般情況下，如果膠帶輸送機驅(qū)動功率不是很大，就可以使用電動機、軟啟動器和減速器共同作為驅(qū)動設(shè)備直接進行帶動。如果膠帶輸送機驅(qū)動功率相對較高，則必須要使用變頻電機和減速器共同進行驅(qū)動。所以安裝的驅(qū)動設(shè)備必須要擁有兩種功能，即過載保護與速度可調(diào)式這兩種功能，這樣可以實現(xiàn)在短時間內(nèi)進行多次的啟動。在多部電動機設(shè)備運轉(zhuǎn)的同時，驅(qū)動需要保障每臺電動機也都是同步啟動的。因此，在正常生產(chǎn)的過程中，每臺電動機的功率也需要是大致相同的。

二、膠帶跑偏原因分析

對于膠帶輸送機在運行中出現(xiàn)膠帶跑偏的問題，應(yīng)當(dāng)從膠帶跑偏的原因出發(fā)，對膠帶的受力進行分析，尋找解決的原因。

膠帶跑偏的根本原因是膠帶在運行過程中受到不均衡的橫向力，導(dǎo)致膠帶縱向兩側(cè)拉力不同，引起膠帶總是向張力偏小的一側(cè)跑偏。從受力分析的角度分為一下三種情況：

（一）膠帶兩側(cè)張力不平衡導(dǎo)致膠帶跑偏。

膠帶兩側(cè)張力不平衡主要是發(fā)生在膠帶膠結(jié)時，當(dāng)膠帶本身縱向不直時或是硫化接頭接偏時，會出現(xiàn)膠帶單側(cè)應(yīng)力集中的情況，使得膠帶在運行過程中，在接頭和膠帶不直處發(fā)生跑偏現(xiàn)象。另外，單邊磨損或者是膠帶老化時會造成內(nèi)部應(yīng)力分布不均的情況，也會出現(xiàn)膠帶兩側(cè)張力不平衡的現(xiàn)象。

（二）滾筒、托輥與皮帶中心線產(chǎn)生偏斜的側(cè)向力。

當(dāng)滾筒、托輥與皮帶中心線產(chǎn)生偏斜時，三者不在同一軸線上，會產(chǎn)生側(cè)向力。如當(dāng)尾部是車式拉緊裝置膠帶機，其改向滾筒安裝位置是浮動的，產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象且調(diào)整困難；當(dāng)上、下托輥兩側(cè)支架不在同一水平線上，輸送機膠帶會經(jīng)常出現(xiàn) “跑高不跑低、跑后不跑前”的現(xiàn)象。

（三）滾筒、托輥對皮帶兩側(cè)摩擦力不平衡。

當(dāng)滾筒、托輥對皮帶兩側(cè)摩擦力不平衡是，會出現(xiàn)輸送機膠帶跑偏現(xiàn)象。如膠帶機受料不均勻或是落料點不對中，造成受料處的緩沖托輥兩端受力不均，引起膠帶兩側(cè)摩擦力不平衡，造成跑偏現(xiàn)象；再如皮帶機中間架支腿老化、失修，造成中間架沉降變形也會導(dǎo)致膠帶兩側(cè)摩擦力不平衡，造成跑偏現(xiàn)象。

膠帶輸送機發(fā)生跑偏后，最先會導(dǎo)致運輸帶和輸送機發(fā)生脫離，然后與其相關(guān)的生產(chǎn)線就得停止。另外，也會損壞相關(guān)設(shè)備，不僅僅會損壞膠帶輸送機，與其相聯(lián)的設(shè)備也會受到不同程度的磨損。最為關(guān)鍵的是，膠帶輸送機發(fā)生跑偏會引發(fā)安全事故，翻卷物料，或者是因為受力不均導(dǎo)致膠帶斷裂，對工作人員造成一定的安全威脅，如果情況嚴(yán)重，還會導(dǎo)致皮帶起火、軟化、燒焦等現(xiàn)象發(fā)生，帶來更大的經(jīng)濟財產(chǎn)損失。

三、膠帶跑偏處理方法

點檢人員應(yīng)首先就對出現(xiàn)膠帶跑偏的原因進行查找，對膠帶的整體受力情況進行檢測分析。在確定膠帶跑偏的原因之后，點檢人員便需要根據(jù)故障發(fā)生的種類有針對性地進行故障排除。

一般情況下，膠帶跑偏故障的發(fā)生一般隱含有三種模式：第一種模式，是緊跑松不跑，換句話說就是在膠帶輸送機當(dāng)中，兩側(cè)膠帶的松緊程度存在一定差異，膠帶會朝著更緊的一方偏移；第二種模式，是后跑前不跑，也就是托輥支架沒有和膠帶的運輸方向在豎直方向的統(tǒng)一平面時，膠帶便會朝著后方的一段跑偏；第三種模式，是高跑低不跑，它是膠帶在運輸?shù)倪^程中高低位置存在著一定的差異，則膠帶通常會朝著更高的一端跑偏。

如果是緊跑松不跑的跑偏現(xiàn)象，膠帶在空載過程中便會發(fā)生跑偏現(xiàn)象，通常在膠帶運輸時便能夠得到有效的改善，但是因為張力過大，膠帶過緊也會出現(xiàn)跑偏的可能，在發(fā)生這一狀況時，需要放松拉緊設(shè)備或者降低重錘塊的重量來對膠帶進行糾正。如果是后跑前不跑的跑偏現(xiàn)象，膠帶在空載的過程中是不會跑偏的，但是一添加物料便會跑偏，物料在水平方向上的運動速度、物料的分量對膠帶側(cè)面產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致物料不能在膠帶上聚合，會朝著左右兩邊跑偏。在這樣的狀況下，需要變更落料的傾斜角，降低落料的速度或變化落料的位置。如果是高跑低不跑的膠帶跑偏，點檢人員可以調(diào)試承載托輥的位置。簡單地說，就是根據(jù)膠帶的偏移特征，把托輥朝著膠帶的偏離方向進行前移。

膠帶在穿入過程中要自動旋轉(zhuǎn)，將其內(nèi)部應(yīng)力釋放，防止在安裝過程中造成膠帶單邊拉傷，產(chǎn)生變形。針對出現(xiàn)的問題，進行跑偏處理，主要分析以下兩種情況。

（一）膠帶在頭部傳動滾筒位置跑偏。

對輸送機膠帶傳動滾筒安裝位置都是固定的，對電機和減速機都要進行驅(qū)動。在設(shè)備安裝的期間，傳動滾筒與膠帶帶機中間架中軸線進行了調(diào)整。要通過觀察，發(fā)現(xiàn)膠帶是在哪組上托輥處開始發(fā)生跑偏，要檢查該托輥組是否有損壞、變形等現(xiàn)象是否出現(xiàn)，如果有缺陷要及時進行處理。調(diào)整如圖1所示：

（二）膠帶在皮帶機中間位置跑。

膠帶在皮帶機中間位置發(fā)生跑偏時，要相應(yīng)的調(diào)整上下托輥組。承載段跑偏要調(diào)整上托輥組，膠帶向哪一測偏移，就將跑偏的一測托輥組單邊向前移動20～50mm，要看跑偏跨度的大小，相應(yīng)的調(diào)整3～5組即可?；爻潭闻芷{(diào)整下托輥組，調(diào)整方向要與上托輥組相反，將膠帶的單邊應(yīng)力進行釋放。

四、非接觸式膠帶機跑偏保護裝置的研制

當(dāng)膠帶發(fā)生跑偏時，膠帶碰到跑偏開關(guān)的探桿，并帶動探桿軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)探桿偏轉(zhuǎn)到動作角度時，使其內(nèi)部的行程開關(guān)動作，發(fā)出跑偏信號。盡管如此，仍然會出現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)人員因檢查、維護不到位等原因，因跑偏保護裝置失靈而引發(fā)的膠帶機跑偏故障。鑒于此種現(xiàn)象，研制了一種故障率極低的非接觸式的膠帶機跑偏保護裝置，并應(yīng)用于生產(chǎn)實際中，取得良好效果。

針對膠帶機跑偏保護現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，研制了一種膠帶機非接觸跑偏保護裝置，利用光電開關(guān)紅外檢測原理和自制可調(diào)式支架組裝而成的一種故障率極低的非接觸式的膠帶機跑偏保護裝置，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環(huán)境。

（一）非接觸式跑偏裝置構(gòu)造

非接觸式膠帶機跑偏裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2所示，此裝置包括兩組結(jié)構(gòu)相同的檢測裝置，在膠帶機的兩側(cè)有兩組檢測裝置對稱設(shè)置，其檢測裝置主要包括基礎(chǔ)支座、水平調(diào)節(jié)支架、垂直調(diào)節(jié)支架、光電開關(guān) 1、光電開關(guān) 2 和控制單元。

（二）非接觸式跑偏裝置工作方式

非接觸式跑偏裝置控制單元為 PLC 控制器。在控制單元處連接了報警器和緊急停車裝置。當(dāng)帶面處于輕微跑偏狀態(tài)時，控制單元將會執(zhí)行報警功能；當(dāng)帶面處于嚴(yán)重跑偏狀態(tài)時，控制單元將會執(zhí)行緊急停車功能。

（三）非接觸式膠帶機跑偏保護裝置的應(yīng)用效果

非接觸式膠帶機跑偏保護裝置作為輸送機的重要保護裝置之一，通過在生產(chǎn)中運用，收到了很好的效果。其靈敏可靠的跑偏保護裝置對于延長膠帶機帶面的使用壽命是相當(dāng)重要，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，即時進行維修糾偏。另外，在保證安全生產(chǎn)的同時，也可以有效提高經(jīng)濟效益和社會效益。

五、結(jié)束語

膠帶輸送機是煤礦生產(chǎn)中的主要裝備，保持膠帶輸送機的正常運轉(zhuǎn)關(guān)系到煤企的安全生產(chǎn)。膠帶輸送機發(fā)生跑偏情況是不可避免，主要是因為其組件和人員操作等因素引起，為避免上述情況的發(fā)生，煤企主要就是針對其原理來對相關(guān)設(shè)備進行調(diào)整，加強人員培訓(xùn)，安裝防偏保護，建立監(jiān)管體系，通過多管齊下來及時解決膠帶跑偏故障，提高煤企效益。