DTL型皮帶輸送機常見故障分析及改進優(yōu)化研究

胡 敏

（晉能控股煤業(yè)集團同忻煤礦<山西>有限公司，山西 大同 037000）

在煤礦生產(chǎn)中，最關鍵的設備就是皮帶輸送機，超前的運載能力、較足的動力、較長的運距等是皮帶輸送機所具有的優(yōu)點，并普遍使用到了煤礦中。按照功率的大小與運輸距離長短的真實要求，選取雙速或單速的皮帶輸送機來調控，可操控性比較高，進而使運煤出矸過程中的運行更加穩(wěn)定?？墒牵驗樵谄匠＞S護與檢修中沒有到位，或安裝的標準不高，就造成皮帶正常運行過程中有過載、打滑、跑偏、斷帶等問題出現(xiàn)，特別是嚴重磨損了托輥，就造成有毛邊出現(xiàn)在皮帶的兩邊，對使用期限有很大的影響[1-4]。所以，就分析了存在于DTL 型礦用皮帶輸送機結構中機理的不足，并將改進方法提出來了。

1 皮帶輸送機的應用和機械結構

過流保護、過載、超溫、斷帶、輔助脹拉絞車與壓帶裝置、冷卻水包、減速機、驅動電機、機尾滾筒、機頭等構成了皮帶輸送機。圖1就是DTL 型礦用皮帶輸送機的結構圖。

圖1 DTL型礦用皮帶輸送機結構

由于持續(xù)延伸了掘進的進尺，經(jīng)過使用掐接皮帶來對接口進行選擇，然后在對皮帶扣進行砸釘，進而來連接新皮帶，繼而延長端就形成了，在選取點帶措施來使皮帶運行，經(jīng)過壓帶倉張拉絞車來收緊新皮帶，且壓帶倉張拉絞車位于皮帶底部，進而使皮帶的鋪設與延伸得以實現(xiàn)。由于巷道的不斷掘進，需要將皮帶向前移動時，能夠適當將皮帶釋放，使其延伸，且皮帶位于壓帶倉內(nèi)，一直延伸至延長完成。

2 分析故障

2.1 托輥發(fā)生損壞的因素

在皮帶運行時，主要是憑借托輥來使承載負荷與向前傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)，托輥所安裝的位置是支架。由于要將作用到皮帶上的阻力降低，就對托輥進行了分類，分別是直托輥、兩聯(lián)輥與三聯(lián)輥，任意一節(jié)托輥都能夠單獨旋轉。因為使用的時間比較長，就不可避免的有煤泥滲入到托輥與托輥的連接位置，或者有毛邊出現(xiàn)在皮帶時，由于跑偏，就會有毛邊線在托輥的連接軸處纏繞，就造成托輥無法自主轉動，就會有抱死狀況發(fā)生，皮帶正常運轉過程中，在其阻力比承載能力大時，就會有斷開出現(xiàn)在托輥中。持此之外，由于有落差發(fā)生在皮帶的搭接位置，在將矸石進行輸送并下落之后，而且矸石的塊比較大，矸石的重量和下落的加速度就會直接將托輥砸斷，將托輥損壞，就不能輸送皮帶[5-7]。

2.2 減速器斷軸的因素

當皮帶正常運行，且運行時間比較長時，連接減速機和電機的軸承，因為磨損比較嚴重，因此就有過載斷軸出現(xiàn)。經(jīng)過觀察斷開處的裂痕和斷軸處得知，斷裂點一般會在軸承中間位置出現(xiàn)，而且，裂痕所呈現(xiàn)的形狀是最具代表性的疲勞斷裂。當減速機進行變速時，由于不小的拉伸應力對軸承進行作用，就會有偏心出現(xiàn)在減速軸上，因為旋轉剪應力的不斷作用而導致無法在一個軸線中進行運動，就會疊加應力作用到軸承，繼而有斷裂產(chǎn)生。

2.3 皮帶跑偏的因素

由于前、后驅動滾筒有不同的拉力，跑偏就會出現(xiàn)在皮帶輸送機中。當對皮帶的延伸進行鋪設時，從動裝置就是機尾滾筒，只是安裝了機尾滾筒并沒有進行調試，造成皮帶運行之前與之后的軸心線不同，而且由于巷道的高度不同，當開機進行運行之后，由于有不同的張力進行作用，并且皮帶的從動滾筒與主動滾動造成有差異存在于帶速中，導致跑偏發(fā)生；當對托輥進行安裝時，如果發(fā)生皮帶的輸送面和托輥的支撐面的角度不是90°時，跑偏依然會發(fā)生[8-10]。

3 優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化托輥設計

以托輥的基本結構和其工作原理為基礎，來把該裝置之前就存在的圓柱托輥進行改進，且改進的裝置能夠伸縮、彈簧、圓柱體，該裝置能夠支撐皮帶，當皮帶是重載時，還可以通過彈簧所具有的伸縮性與其抗拉來平衡緩沖皮帶，經(jīng)過對彈簧所對應的彈力系統(tǒng)進行利用，可以防止有跑偏灑煤漏矸出現(xiàn)，進而來保護皮帶。圖2就是皮帶彈簧托輥的改進圖。

圖2 皮帶彈簧托輥改進

3.2 改進安裝減速器——電機軸銷的工藝

（1）保證中線準確度的要求。當對電機聯(lián)軸與減速機進行安裝時，可以選用激光來將軸對準，確保電機主軸、聯(lián)軸節(jié)、液力耦合器、減速機主軸可以在相同的中心線與水平高度上，使由于偏軸而產(chǎn)生的震動進而引發(fā)斷軸的幾率下降。

（2）將液力藕合器安裝到電機輸出端的軸承中，就會使電機所提供的所有主動力會經(jīng)過傳遞直接傳輸?shù)綔p速機軸承中，保證受力分布是均勻的，防止由于受力分布的不均勻而發(fā)生失衡，將發(fā)生斷軸的幾率降低。

（3）定期檢修減速機上的換擋軸，要及時將噪聲增大、抖動異常等故障的原因發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過整改與排查，保證皮帶所具有的張緊力逐漸平穩(wěn)，將比較大的波動減少，對運行的穩(wěn)定性有很大的影響。圖3就是其對比圖。

圖3 減速器一電機軸銷改進前后皮帶張緊力對比

從圖3 得知：在未改進減速器一電機軸銷時，當皮帶制動與啟動時會有沖擊波動產(chǎn)生，且沖擊波動比較大，張緊力所表現(xiàn)的曲線是密集的，且是曲線是波動曲線，這就表示在這個期間，皮帶因為受力而有變化發(fā)生，在停機與開機時，不能保證皮帶啟停的穩(wěn)定性，當負荷比較大時進行轉動，就極易導致有折損發(fā)生在軸銷中。在進行改進之后，如圖3（b）可以得知，在制動、啟動時，張緊力沒有太大波動，波動的比較平緩，不會影響連接軸銷。所以，當進行啟停時，因為受力不大，進而就把部件所發(fā)生的磨損降低了，使電機聯(lián)軸與減速機的使用期限延長[11]。

3.3 設計自動糾偏

對糾偏夾與糾偏托輥相組合的裝置進行設計與安裝。經(jīng)過對DTL 型礦用皮帶進行結構與設計的改進、優(yōu)化，將托輥底座加裝到之前托輥上，托輥支撐架、蝸輪轉軸、蝸輪、蝸桿支撐架、蝸桿等構成了托輥底座，在有非常顯著的跑偏出現(xiàn)在皮帶中之后，發(fā)生跑偏的那一側上的載荷要比沒有發(fā)生跑偏的那側的載荷要高，就會有離心出現(xiàn)在托輥、皮帶的中心線中。由于蝸桿的不斷調解，就會激發(fā)轉軸與渦輪調向，在將支撐力進行施加，且此支撐力與蝸桿調解方向是相反的，進而就可以對偏轉載荷上的重力進行平衡，推動皮帶主動運行至之前的中線處，使其自動糾偏得以實現(xiàn)，保證運行的正常性。圖4就是其改進圖。

圖4 自動糾偏托輥改進

4 分析使用效果

通過對結構、設計進行改進與優(yōu)化之后，DTL型皮帶輸送機就被晉能控股煤業(yè)集團某礦在現(xiàn)場進行了試驗。就托輥進行更換這方面來說，在未優(yōu)化時，1 個月平均就更換17條托輥，在優(yōu)化之后，需要更換的托輥是6 條，且托輥都是損壞的。就維修的次數(shù)來說，比之前的檢修次數(shù)降低了大概60%以上，在運行過程中，皮帶的噪聲也降低了很多。通過使用糾偏裝置，降低了皮帶的落矸灑煤量，降低了工人的勞動量，而且皮帶也沒有在由于跑偏而有毛邊發(fā)生，沒有線繩纏繞到托輥上，當更換了減速機與電機的連接軸以后，將使用周期延長了，使設備的維護與投入成本降低了。

5 結束語

（1）經(jīng)過優(yōu)化托輥的設計之后，會使皮帶的啟停期間的運行更加穩(wěn)定，使皮帶的張緊力變化幅度降低，防止皮帶在啟停時由于受力過載而有拉斷發(fā)生。

（2）集中改進防跑偏與托輥裝置，對結構設計進行優(yōu)化，將皮帶正常運行時所發(fā)生的超限跑偏降低，造成灑煤漏矸現(xiàn)象的發(fā)生，于此同時，還將作用到皮帶上的方向不同的力平衡了，盡可能地進行了保護。

（3）在保護了電機與減速機的連接軸銷之后，會使皮帶的傳動系統(tǒng)更加安全，保證皮帶運行的更加穩(wěn)定與安全，使維護成本下降。