皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏原因分析及防跑偏措施研究

盧俊杰

（云廈白龍礦建分公司， 山西 霍州 031400）

引言

在皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作過程中，最可能發(fā)生的故障就是皮帶出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，而在實(shí)際工作環(huán)境中，礦井開采工藝不斷精進(jìn)，開采深度也在逐步增加，從而對皮帶運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)和皮帶運(yùn)輸長度的要求也越來越高，那么在運(yùn)行過程中，皮帶出現(xiàn)跑偏的可能性也隨著皮帶長度的增加而增大。一旦皮帶出現(xiàn)跑偏等故障，整個(gè)生產(chǎn)線將會(huì)受到影響甚至是叫停。因此，為保證生產(chǎn)過程中皮帶運(yùn)輸?shù)陌踩€(wěn)定，該研究針對皮帶跑偏現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出可能造成皮帶跑偏的原因，并針對具體原因提出相應(yīng)改進(jìn)措施[1]。

1 皮帶運(yùn)輸機(jī)皮帶跑偏原因分析

皮帶運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行過程中，較為常見的故障就是皮帶出現(xiàn)跑偏，如果跑偏現(xiàn)象不及時(shí)制止，則會(huì)造成機(jī)器使用壽命縮短、影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)生安全隱患等不良后果。本研究基于霍州煤電集團(tuán)中某項(xiàng)目常見的皮帶跑偏現(xiàn)象，找到跑偏原因并展開研究，經(jīng)總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，造成皮帶經(jīng)常跑偏的原因主要分為內(nèi)外兩大類，一是皮帶運(yùn)輸機(jī)在設(shè)計(jì)上存在缺陷，另一方面則是外界環(huán)境所帶來的影響[2]。

分析內(nèi)部設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)機(jī)身有兩處容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)上的失誤：一是皮帶運(yùn)輸路線的問題，要想實(shí)現(xiàn)皮帶不偏離原軌道，則須保證運(yùn)輸路線為嚴(yán)格意義上的直線，即機(jī)頭、托架中心和機(jī)尾符合三點(diǎn)一線的原則。如有一點(diǎn)出現(xiàn)微小的偏差，必然會(huì)使得直線軌道發(fā)生改變從而產(chǎn)生皮帶跑偏現(xiàn)象；二是皮帶接頭部位的問題，皮帶接頭處所有部位受力均勻是保證皮帶正常運(yùn)行的根本前提，如果出現(xiàn)不均勻的受力，則會(huì)產(chǎn)生側(cè)向力對皮帶進(jìn)行拉伸從而發(fā)生跑偏，因此，對于皮帶接頭處應(yīng)密切關(guān)注，按時(shí)檢查以防止跑偏現(xiàn)象發(fā)生。

對于外部環(huán)境分析發(fā)現(xiàn)，主要是物料和機(jī)器運(yùn)行這兩方面存在問題：一是在重力和慣性的影響下，物料落入皮帶的位置會(huì)不同，如果落入位置不在皮帶的中心線上，那么皮帶中心線兩邊會(huì)受到不同大小摩擦力的作用，在這作用的不斷影響下，皮帶運(yùn)輸會(huì)慢慢發(fā)生偏移最終跑偏；其次，物料在皮帶機(jī)托輥或滾筒上的殘留以及托輥或滾筒的磨損，都會(huì)改變其直徑而造成中心線發(fā)生偏離，從而造成皮帶跑偏，在機(jī)器運(yùn)行方面，如果運(yùn)行時(shí)間過長，機(jī)器必然會(huì)遭遇損耗，尤其是皮帶長期遭遇磨損，如果中心線兩邊受到的磨損程度不一樣時(shí)，會(huì)直接影響皮帶兩側(cè)的拉伸率，當(dāng)兩側(cè)的拉伸率之間相差越來越大時(shí)，會(huì)對兩側(cè)的拉伸量造成最為直接的改變，這種拉伸量的不一致就會(huì)造成皮帶跑偏。

通過以上對皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏的內(nèi)、外兩方面原因及影響方式進(jìn)行分析，可以得出最終影響的根本機(jī)制均在于，驅(qū)動(dòng)滾筒和張緊滾筒之間的軸線無法保持同一直線，從而導(dǎo)致皮帶兩側(cè)受力不均而造成偏移現(xiàn)象的發(fā)生[3]。

2 皮帶運(yùn)輸機(jī)防跑偏措施

2.1 皮帶運(yùn)輸機(jī)軸線的檢測與調(diào)整

皮帶運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)受到各種外界因素的影響，很難保持驅(qū)動(dòng)和張緊兩滾筒的軸線處于同一直線上，雖然機(jī)器在出廠時(shí)的平行度滿足要求，但在設(shè)備運(yùn)行過程中也無法避免驅(qū)動(dòng)和張緊滾筒的軸線偏移。因此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展，提出在實(shí)際生產(chǎn)過程中加入激光測距儀對軸線進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)檢測到的偏移量超出閾值時(shí)，則立馬對設(shè)備進(jìn)行糾偏調(diào)整，確保設(shè)備一直處于穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 皮帶運(yùn)輸機(jī)滾筒的改造

對皮帶運(yùn)輸機(jī)跑偏進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，拉伸率也是影響皮帶跑偏的一個(gè)重要因素，哪側(cè)拉伸率更高，皮帶就會(huì)往該側(cè)偏移。針對該現(xiàn)象提出的解決措施是，用直徑較大的鼓形滾筒來替代原有的標(biāo)準(zhǔn)圓柱滾筒。鼓形滾筒示意圖如圖1所示。與傳統(tǒng)的圓柱形滾筒相比，鼓形滾筒的對中特性在一定程度上可以改善偏移情況，但其在直徑設(shè)計(jì)上要求會(huì)更嚴(yán)格，工作效果會(huì)受到物料重量和皮帶質(zhì)量等因素的影響，因此直徑的設(shè)計(jì)需要結(jié)合具體工作環(huán)境來進(jìn)行處理。因此，考慮到陽煤集團(tuán)某項(xiàng)目現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境，并經(jīng)過多次試驗(yàn)和設(shè)計(jì)改進(jìn)，研究出最為合適的鼓形滾筒直徑設(shè)置為：中間直徑-兩端直徑=兩端直徑×2%。

圖1 鼓型滾筒示意圖

2.3 隨動(dòng)式斜坡?lián)醢宓膽?yīng)用

當(dāng)皮帶兩側(cè)受力不均時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)側(cè)向的力使得皮帶發(fā)生跑偏。那么為了消除這個(gè)側(cè)向的跑偏力，則應(yīng)考慮給予一個(gè)外力來中和這個(gè)跑偏力，從而使皮帶兩側(cè)在運(yùn)輸過程中受力均衡而保持穩(wěn)定。增設(shè)的擋板就作為這個(gè)外力的角色，皮帶的偏移會(huì)給擋板帶來力的作用，同時(shí)這個(gè)力也會(huì)反作用給皮帶，以抵消原來的跑偏力，使皮帶達(dá)到穩(wěn)定。另外，為了盡可能地避免擋板在摩擦皮帶的過程中磨損皮帶，擋板在設(shè)計(jì)形式上要進(jìn)行改進(jìn)，保證擋板與滾筒運(yùn)行角速度一致。擋板示意圖如圖2所示，在設(shè)計(jì)擋板時(shí)考慮到擋板給皮帶產(chǎn)生的反作用力會(huì)形成擠壓效果從而不利于機(jī)器良好運(yùn)行，因此將直接接觸的那側(cè)采取坡度形狀處理。而坡度的選擇又是一個(gè)新的難題，不可過小或過大，過小則無法產(chǎn)生與跑偏力相匹敵的中和力，過大則會(huì)使皮帶向中間擠壓帶來過度損耗。因此，坡度的設(shè)計(jì)與選擇需要考慮到施工現(xiàn)場的實(shí)際生產(chǎn)條件，結(jié)合陽煤某礦的實(shí)地情況，對皮帶在運(yùn)行過程中的跑偏力進(jìn)行測量與計(jì)算處理，最終得出擋板坡度在10°～20°時(shí)效果最好。

圖2 鼓形滾筒及擋板示意圖

3 現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用

將以上提出的皮帶運(yùn)輸機(jī)防跑偏措施應(yīng)用于霍州煤電集團(tuán)中某項(xiàng)目，首先用鼓形滾筒替代原有的圓柱形滾筒，并添加可隨動(dòng)性擋板，然后將激光測距儀投入使用，實(shí)施監(jiān)測滾筒中心線的偏移量，旨在通過這三種有效措施的共同作用，來保證皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過對該試運(yùn)行進(jìn)行長期跟蹤和監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)在防跑偏措施的影響下，皮帶運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定性得到了很大的提升，不僅驅(qū)動(dòng)滾筒和張緊滾筒的軸線偏移量在可接受范圍內(nèi)，而且在這段監(jiān)測過程中沒有皮帶跑偏的現(xiàn)象發(fā)生，說明經(jīng)過防跑偏改進(jìn)后的皮帶運(yùn)輸機(jī)更加穩(wěn)定可靠，改進(jìn)效果良好。