摘要：皮带运输机跑偏是运行过程中最常见的一种故障。通过对皮带运输机跑偏的自身特点、规律以及原因分析，探讨了防止跑偏的方法与技术措施。
关键词：井下皮带机；跑偏；防偏技术
随着社会的发展，人们生活水平的提高，对煤的需求量也随之增多，这就对煤矿企业的安全高效生产提出了更高的要求。而煤矿运输系统在煤矿的实际生产中占据着重要地位，它的生产效能会直接影响到煤矿的生产效率。为了提高煤矿运输系统的安全性与高效性，许多现代化的大型矿井开始大量运用高速皮带机。但煤矿皮带机在运行的过程中很容易发生皮带跑偏现象，在井下皮带机运转过程中，皮带中心线脱离皮带机中心线，而偏向一边的现象称为跑偏。由于皮带跑偏可能造成皮带边缘与机架相互磨损，使皮带边缘损坏，缩短使用寿命。跑偏严重时，胶带将脱离托辊而掉下来，造成皮带机运行中的重大事故。造成输送机皮带跑偏的根本原因是：皮带所受的外力在胶带宽度方向上的合力不为零或垂直于皮带宽度方向上的拉应力不均匀而引起的。因此，在皮带机的安装、调整、运转和维护中都应特别注意胶带的运转状态，防止皮带跑偏造成事故。
1煤矿皮带机跑偏的故障机理及皮带机优点
通过摩擦力工作是皮带运输机主要的工作机理，从力学角度分析，导致皮带工作时跑偏的根本原因是：在皮带宽度方向上皮带所受的合外力不为零，或者是给皮带提供动力的拉应力不均匀导致托辊或滚筒产生一个偏向一侧的反分力，在此力的作用下导致皮带偏向一侧。
在煤矿的整个运输系统中皮带机的作用非常重要，优点主要表现在五个方面：皮带机的输送量较大，每秒可达数百吨的运输量；皮带机不但能够运送散碎物料，还可以运送成件物料；能适应大多数的输送路线，如水平输送或倾斜输送；能够灵活地调节输送距离，随时都可以装卸；由于皮带输送机不但具有高效性、稳定性且易于安装和维修。所以，皮带运输机在煤矿的运输系统中广泛的被采用。
2煤矿皮带机跑偏的危害
煤矿皮带机运行过程中发生皮带跑偏是一种常见的故障，其危害性较大，主要体现在以下几个方面。
①造成跑偏传感器动作而停机，影响皮带机的正常工作。皮带机上按照《煤矿安全规程》规定都安装了防跑偏传感器，一旦皮带跑偏，将使皮带停止运行以待检修，这将影响生产效率。
②使皮带机主要部件造成损坏。皮带一旦跑偏，滚筒、托辊所受的轴向力将增大，在轴向力的作用下，滚筒或托辊会产生轴向窜动，导致轴承损坏；跑偏的皮带会导致皮带边缘磨损加剧，缩短了其使用寿命。
③产生安全隐患。一旦胶带跑偏，严重时会使皮带翻卷、皮带跑偏一侧受力过大导致皮带纵向撕裂等。
④造成环境污染。皮带跑偏使皮带机上的煤等物料洒落引起煤尘飞扬，造成井下环境污染。由此可见，皮带机皮带跑偏带来的危害是极大的，对煤矿安全生产影响较大。
3 皮带机出现跑偏问题的原因
皮带机运行中所利用的是牵引系统，对胶带进行牵引后就对货物进行承载和运输。当皮带机运行中出现跑偏问题，主要是由于以下的原因造成的。
3.1 皮带两侧受力不够均衡
皮带出现跑偏的主要因素就是由于其两侧的受力不够均衡。
（1）出现这种现象的原因在于，在对皮带机安装皮带的时候，没有掌握好松紧度而产生了误差，这样就会导致皮带机的出现两侧受力不均的现象而导致企运货的时候跑偏。
（2）皮带机的输送带的硫化接头在连接的时候出现了歪斜，使得原本就不是很直的皮带而使得两侧的张力不够均衡。此时，如果皮带的一侧张力相对较大，就会由于拉紧力降低而导致跑偏现象发生。
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（3）皮带两侧所装载的货物如果布置不均匀时，就会引起皮带两侧没有均匀受力，此时，下降位置不够准时而出现了偏斜。
3.2 皮带在运输的过程中有侧向力存在
皮带机的输送带在运行的过程中会受到滚筒所施加的侧向力而跑偏。如果在安装滚筒或者托辊的时候出现质量问题，主要体现为安装的位置不够正确。受到侧向力的影响，皮带的运行就会受到影响。造成皮带机的输送带出现跑偏的另一个重要原因是安装托辊的位置出现误差，与皮带机的中心线之间的垂直度不够。如果这种误差过大，就会出现皮带的承载段跑偏。如果是在托辊或者滚筒所安装的位置出现偏差，则皮带运行中，包括承载段和回程段都会有所跑偏。如果此时驱动滚筒出现倾斜，跑偏的现象就会更为严重。如果皮带机的机架出现了变形，包括机架中心线出现了歪斜或者机架的两边出现了倾斜，因此而导致的跑偏，就会使得皮带运行中受到侧向力的影响而跑偏。此时，皮带就很难做出调整。
4防偏技术研究
分析了皮带机发生跑偏的原因,针对这些原因可以从输送机的设计、制造、安装调试、使用及维护等方面来制定有效的措施从而对皮带机进行完善。在安装的过程中引起的跑偏可以利用创新技术,消除误差,同时保证皮带机两侧受力均匀,并且消除侧向力的影响,避免运输过程中引起的不必要的振动,对皮带接头处进行维修保养,及时更换老化部分等,这些都是防偏技术提升皮带机运行质量的措施。具体有以下几方面。
(1) 相应性地调整托辊组的位置。在对皮带机进行调整的时候可以将托辊支架两侧的安装孔加工成长孔,以便在机架出现偏移情况时,可以通过长孔调整托辊组位置,这样能避免皮带机出现跑偏现象。具体方法是:皮带向哪一侧偏,就把那一侧的托辊向前移,或把另一侧向后移
(2) 对滚筒的位置进行必要的调整,这是防止皮带机发生跑偏现象的重要措施。因此在安装滚筒的时候利用滚筒的特点将位置设置在中轴线垂直于皮带机方向的中心线处。如果出现偏离中心线就会造成皮带机跑偏。头部滚筒的调整方法如下:皮带向右跑偏,右轴承座前移或左轴承座向后移;皮带向左跑偏,左轴承座前移或右轴承座向后移。尾部滚筒则正好相反,直到调整到合适的位置为止。
(3) 针对皮带机早期运输过程中发生的跑偏现象可以安装调心托辊组,这是防止事故进一步扩大的主要措施。调心托辊组防偏原理主要是利用托辊在水平面上的转动产生横向附加力,使得托辊组架绕中心轴转动成一个弧度,而根据皮带运行时不垂直于托辊的规律,使皮带自动移向中心,以此达到调心目的。
(4) 安装皮带机防偏开关也能够控制跑偏现象,能够检测出皮带跑偏的原因,根据跑偏情况发出警报或者是停机信号,以保证皮带安全有效运行。皮带机防偏开关主要有报警和自动停机两级动作功能。在运行中出现跑偏趋势时,开关就会发出报警信号,如果跑偏趋势逐渐增大,达到一定程度时,立棍倾斜大于二级动作角度并且会发出另一组信号。两组信号主要用于报警和停机。同时在皮带机复位正常运行之后,立棍自动复位,正常工作。
(5) 对张紧程度进行调整能够避免皮带机出现跑偏,重锤式张紧和机械式张紧是纠正皮带机跑偏的两种主要措施。重锤式张紧又可分为尾部重锤式张紧和中部重锤式张紧,而机械式张紧一般指螺旋张紧。在重锤式张紧中,改向滚筒的轴心线除了要垂直于皮带长度方向外,还必须垂直于重力垂线,以此确保其轴心线保持水平。而使用螺旋张紧时,不管怎么移动张紧滚筒的轴承座,都要确保滚筒轴线垂直于皮带的纵向方向。这两种措施能够通过螺旋或重锤来拉紧装置,以调整尾部滚筒轴承座的位置,从而避免皮带发生松弛现象造成皮带机出现跑偏。
(6) 对炭料的下落点进行调整也可避免皮带机出现跑偏现象。在一般情况下,炭料很少能够落到皮带机中心部位,炭料在皮带机上发生的倾斜情况将会导致皮带机出现跑偏。针对这种情况,可以采用漏斗和导料槽对炭料进行接收。经过试验证明通常导料槽的宽度为皮带宽度的2/3 时最为合适。同时可以在皮带机上设置挡板用于阻挡炭料,这样也能够避免皮带机发生跑偏现象。
5 结语
皮带跑偏是皮带输送机常见的故障，及时处理和预防可以减少或者避免皮带输送机运输停滞，有利于提高煤炭、物料的运输率。在使用皮带输送机时，若出现皮带跑偏，应善于观察，及时总结和分析，了解皮带跑偏的具体原因，然后采取合理的方法或措施来进行解决，可以快速排出故障，保证运输机正常运行。
作者简介：王立龙，男，2009年参加工作，现在神东煤炭集团柳塔煤矿从事矿井机电工作。
论文作者:王立龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
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