主斜井帶式輸送機(jī)調(diào)偏托輥設(shè)計應(yīng)用

(山西焦煤山煤國際長春興煤業(yè)有限公司，山西 大同 037101)

1 概述

某礦主斜井帶式輸送機(jī)由寧夏天地西北煤機(jī)有限公司設(shè)計施工，巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.5 m×3.8 m，設(shè)計總長度為2400 m。巷道內(nèi)安裝了一部DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機(jī)，輸送機(jī)采用鋼絲繩芯膠帶，內(nèi)含76根鋼絲繩，帶寬1200 mm，帶厚25 mm。

DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機(jī)最大運(yùn)輸距離為2500 m，運(yùn)輸能力為400 t/h，運(yùn)輸速度為2.0 m/s；該輸送機(jī)主要由電機(jī)、減速機(jī)、滾筒(卸載滾筒、卷帶滾筒、尾滾筒等)、阻燃輸送帶、托輥(上托輥、底托輥)、H架、清帶器、各類保護(hù)裝置等部分組成；該輸送機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動方式，電機(jī)功率為40 kW；輸送帶為塑料面織物整芯阻燃輸送帶，輸送帶寬度為0.8 m。

主斜井在掘進(jìn)過程中對帶式輸送機(jī)安裝調(diào)偏托輥防止輸送機(jī)跑偏，傳統(tǒng)調(diào)偏托輥安裝在H架兩側(cè)，當(dāng)輸送機(jī)發(fā)生跑偏時調(diào)偏托輥給跑偏輸送帶相反的作用力，從而阻止跑偏，但是傳統(tǒng)跑偏托輥?zhàn)詣踊降?、調(diào)偏效果差[1]，導(dǎo)致主斜井在前期掘進(jìn)時出現(xiàn)三次因輸送帶跑偏導(dǎo)致皮帶撕裂現(xiàn)象，撕帶總長度為218 m，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)52萬元。

2 新型彈力調(diào)偏托輥設(shè)計應(yīng)用

為了解決傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)調(diào)偏托輥主要存在的問題，某礦通過技術(shù)研究，對原調(diào)偏托輥進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，設(shè)計了一套新型彈力調(diào)偏托輥。

2.1 新型調(diào)偏托輥結(jié)構(gòu)組成

(1)新型調(diào)偏托輥主要由兩根中心軸、橡膠外套、兩組強(qiáng)力復(fù)位彈簧、活動軸承、彈簧固定銷、限位裝置、固定座等部分組成，如圖1所示。

(2)新型調(diào)偏托管總長度為1.0 m，直徑為0.4 m，其中每根中心軸長度為0.2 m，每組復(fù)位彈簧長度為0.3 m，兩根中心軸兩端分別與固定架固定，另一端安裝一組強(qiáng)力復(fù)位彈簧；兩組彈簧之間采用固定銷連接[2]。

(3)在中心軸與復(fù)位彈簧外部安裝內(nèi)套，固定銷可在內(nèi)套上移動，中間固定銷兩端分別與活動軸承連接，活動軸承外部安裝橡膠托輥，橡膠托輥成凹型，與輸送帶彎曲弧度一致。

(4)橡膠托輥與滾筒軸承采用限位裝置固定安裝，限位距離為0.10 m，每組強(qiáng)力復(fù)位彈簧最大張拉行程為0.3 m。

圖1 彈力調(diào)偏托輥結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 彈力調(diào)偏托輥安裝要求

新型強(qiáng)力調(diào)偏托輥安裝在帶式輸送機(jī)上輸送帶下方，通過固定架固定在H架兩側(cè)，帶式輸送機(jī)每隔80 m安裝一個，調(diào)偏托輥安裝后保證調(diào)偏托輥軸線與輸送帶中心線垂直，托輥中心線與輸送帶中心線水平投影重合，且托輥與輸送帶安裝間距為0.1 m，如圖2所示。

圖2 新型彈力調(diào)偏托輥安裝平面示意圖

2.3 工作原理

(1)當(dāng)帶式輸送機(jī)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象時，輸送帶在跑偏過程中與橡膠托輥接觸，并帶動橡膠托輥向跑偏一側(cè)移動，當(dāng)帶式輸送機(jī)左右跑偏量在0.1 m范圍內(nèi)，調(diào)偏托輥不進(jìn)行防跑偏保護(hù)動作，即橡膠托輥通過活動軸承左右擺動。

(2)當(dāng)輸送帶跑偏量大于0.1 m時，橡膠托輥通過限位塊限位作用無法繼續(xù)移動，此時橡膠托輥帶動活動軸承繼續(xù)向跑偏方向移動，此時固定在活動軸承上的彈簧固定銷同時移動。

(3)固定銷在移動過程中拉伸非跑偏側(cè)彈簧，并壓縮跑偏側(cè)彈簧，當(dāng)帶式輸送機(jī)跑偏量達(dá)0.3 m時，復(fù)位彈簧已張拉至最大行程時兩組彈簧在彈力作用下向非跑偏側(cè)復(fù)位，在復(fù)位過程中帶動固定銷移動，固定銷移動過程中促使橡膠托輥向非跑偏側(cè)移動，從而實現(xiàn)阻止輸送帶跑偏的目的。

3 優(yōu)缺點(diǎn)及實際應(yīng)用效果分析

3.1 裝置優(yōu)點(diǎn)

(1)結(jié)構(gòu)簡單、成本費(fèi)用低：新型調(diào)偏托輥結(jié)構(gòu)相對簡單，在使用過程中故障率低，托輥配件成本費(fèi)用低，每套調(diào)偏托輥成本不足0.2萬元；而且可根據(jù)不同型號的帶式輸送機(jī)設(shè)計不同規(guī)格，實用性強(qiáng)，應(yīng)用區(qū)域廣[3]。

(2)防跑偏效果好：傳統(tǒng)調(diào)偏托輥通過對跑偏輸送帶進(jìn)行擠壓作用防止跑偏，但是在擠壓過程中無法實現(xiàn)輸送帶完全復(fù)位的目的，只能控制跑偏范圍擴(kuò)大；而強(qiáng)力調(diào)偏托輥通過彈簧張拉作用使輸送帶跑偏復(fù)位，輸送帶跑偏范圍越大，調(diào)偏效果越好[4]；而且傳統(tǒng)調(diào)偏托輥調(diào)偏精度在0.3～0.5 m范圍內(nèi)，而彈力調(diào)偏托輥一旦輸送帶跑偏范圍達(dá)0.1 m時即可進(jìn)行防調(diào)偏保護(hù)動作，調(diào)偏效果好。

(3)減少調(diào)偏裝置安裝數(shù)量：采用傳統(tǒng)調(diào)偏托輥時，輸送帶每隔20 m安裝一組，整部輸送機(jī)共計需安裝120組，而采用彈力調(diào)偏托輥時每隔80 m安裝一個即可，整部輸送機(jī)安裝30個即可，減少了調(diào)偏裝置安裝數(shù)量，降低了成本費(fèi)用[5]。

3.2 實際應(yīng)用效果分析

2020年12月某礦對主斜井DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機(jī)調(diào)偏托輥進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，共計安裝了30套彈力調(diào)偏托輥，截止2021年6月，通過6個月實際應(yīng)用效果來看，在此期間調(diào)偏托輥共計更換2套，與傳統(tǒng)調(diào)偏托輥相比故障率降低了87.5%，同時輸送機(jī)安裝彈力調(diào)偏托輥后輸送機(jī)在后期運(yùn)輸過程中未發(fā)生一起因輸送機(jī)跑偏，導(dǎo)致輸送帶斷帶、撕帶事故，全年可減少設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)50余萬元，有效保證了帶式輸送機(jī)安全高效運(yùn)輸。

4 結(jié)束語

某礦對主斜井DTC120/650/3×630大傾角帶式輸送機(jī)調(diào)偏托輥進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，設(shè)計了一套新型彈力調(diào)偏托輥，通過實際應(yīng)用效果來看，該托輥整體結(jié)構(gòu)相對簡單，便于操作維護(hù)，相比傳統(tǒng)調(diào)偏托輥具有更好的調(diào)偏效果以及實用性，能夠滿足煤礦井下采掘工作面帶式輸送機(jī)安全高效運(yùn)輸需求，具有很強(qiáng)的實際應(yīng)用效果，可進(jìn)行推廣應(yīng)用。