任 博

0 引言

同煤集團(tuán)四臺(tái)礦掘進(jìn)工作面常用的皮帶機(jī)全部使用的是SSJ800 型膠帶輸送機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)80 皮帶機(jī)。80皮帶機(jī)在井下使用過(guò)程中由于皮帶跑偏、打滑，以及操作不當(dāng)，造成膠帶磨損、劃傷，頻繁地維修不僅影響了井下生產(chǎn)還增加了設(shè)備的修理費(fèi)用，因此如何處理皮帶跑偏故障以及如何管理、維護(hù)、使用好皮帶機(jī)尤其重要[1]。

1 SSJ800 型膠帶輸送機(jī)的機(jī)架故障及改造

1.1 SSJ800 型膠帶輸送機(jī)機(jī)架故障

機(jī)架是由側(cè)板和底架組成，采用焊接結(jié)構(gòu)，用螺栓組裝。需出井修理的80 皮帶機(jī)，大部分是由于機(jī)架與托輥連接處的托輥耳子焊接處出現(xiàn)了斷裂，以及耳子與托輥連接處的銷(xiāo)軸孔出現(xiàn)了斷口（圖1 中1 處即為托輥耳子與機(jī)架易出現(xiàn)損壞的地方），使得托輥脫落，皮帶機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于井下工作環(huán)境所限，焊接任務(wù)必須運(yùn)往井上來(lái)完成，嚴(yán)重影響了井下生產(chǎn)進(jìn)度。

圖1 80 皮帶機(jī)機(jī)架

1.2 機(jī)架改造一

考慮到井下作業(yè)環(huán)境以及耳子作為易損件需要經(jīng)常更換這兩方面因素，決定制作1 件可以在井下更換的活動(dòng)耳子。

首先對(duì)機(jī)架進(jìn)行了改造，在其原來(lái)焊接耳子處銑1 個(gè)孔，然后再制作1 件可活動(dòng)耳子（見(jiàn)圖2），根據(jù)其形狀稱(chēng)之為酒杯。這樣，當(dāng)在井下發(fā)現(xiàn)耳子有磨損或斷裂時(shí)就可以在井下更換，避免了往返井上修理的麻煩。同時(shí)在機(jī)架兩側(cè)焊接了加強(qiáng)板，對(duì)機(jī)架進(jìn)行了加固，提高了機(jī)架的強(qiáng)度。

圖2 改造前后耳子對(duì)比

1.3 機(jī)架改造二

由于1 m 皮帶機(jī)托輥與機(jī)架之間不用耳子連接，而且托輥拆取方便，因此將80 皮帶機(jī)架結(jié)構(gòu)改裝成1 m 皮帶機(jī)樣式，這樣既不用考慮耳子斷裂問(wèn)題，又便于托輥拆取。根據(jù)1 m 皮帶機(jī)托輥的結(jié)構(gòu)（見(jiàn)37頁(yè)圖3），首先將80 皮帶機(jī)架原來(lái)焊接托輥耳子處銑一個(gè)25×16 的U 形槽，并在機(jī)身架中間部位根據(jù)1 m皮帶托輥尺寸焊兩件已開(kāi)好25×16U 形槽的支撐架（見(jiàn)圖4）；同時(shí)用1 m 皮帶機(jī)托輥代替80 皮帶托輥，將1 m 皮帶機(jī)托輥架在改造好的兩U 形槽之間（1 m 皮帶機(jī)托輥端頭為25×16），兩U 形槽恰好將皮帶托輥端頭卡住，并在U 形槽兩側(cè)焊上加強(qiáng)筋，做好加強(qiáng)防護(hù)。這樣既方便了托輥拆卸，又保證了皮帶的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)了皮帶機(jī)的使用壽命（見(jiàn)圖5）。

圖3 1 m 皮帶機(jī)耳子結(jié)構(gòu)

圖4 支撐架

圖5 80 皮帶機(jī)架改造后的結(jié)構(gòu)

這兩項(xiàng)改造在四臺(tái)礦井下使用之后，取得了很好的效果。

2 皮帶跑偏的分析及處理辦法

膠帶在皮帶運(yùn)輸機(jī)中，是牽引機(jī)構(gòu)又是承載機(jī)構(gòu)，所以要求它不僅要有足夠的強(qiáng)度，還應(yīng)有一定的撓性。膠帶用量較大，其長(zhǎng)度為機(jī)身長(zhǎng)的2 倍以上，且成本高，約為輸送機(jī)成本的45%～50%。同時(shí)它容易損壞，不能承受較大的沖擊與摩擦。但是在日常的使用過(guò)程中，由于皮帶打滑、跑偏以及尖角礦石等雜物的落入，都會(huì)造成膠帶不同程度的磨損、撕裂。在此對(duì)引起膠帶磨損的幾種情況進(jìn)行分析并提出合理的處理辦法。

2.1 皮帶跑偏的分析

皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶跑偏根本原因是由于膠帶受力不均勻造成的。主要?dú)w結(jié)為：安裝質(zhì)量、使用和維護(hù)不當(dāng)、膠帶的結(jié)構(gòu)與制造質(zhì)量、以及其他方面所造成的跑偏。為解決這類(lèi)故障，重點(diǎn)要注意安裝尺寸精度與日常維護(hù)保養(yǎng)。

2.2 皮帶跑偏的處理

跑偏的現(xiàn)象和原因很多，要根據(jù)跑偏現(xiàn)象的不同原因采取相應(yīng)的調(diào)整方法，有效地解決問(wèn)題。在此利用力學(xué)原理分析說(shuō)明此類(lèi)故障的原因及處理方法。

2.2.1 調(diào)整承載托輥組

承載托輥組安裝位置與輸送機(jī)中心線(xiàn)的垂直度誤差較大，導(dǎo)致皮帶在承載段向一側(cè)跑偏。見(jiàn)圖6 所示，皮帶向前運(yùn)行時(shí)給托輥一個(gè)向前的牽引力Fq，這個(gè)牽引力分解為使托輥轉(zhuǎn)動(dòng)的分力Fz 和一個(gè)平行于托輥的分力Fc，這個(gè)分力使托輥軸向竄動(dòng)，由于托輥支架的固定托輥是無(wú)法軸向竄動(dòng)的，必然會(huì)對(duì)皮帶產(chǎn)生一個(gè)反作用力Fy，使皮帶向另一側(cè)移動(dòng)，從而導(dǎo)致了跑偏。

圖6 皮帶跑偏受力分析

根據(jù)承載托輥組安裝偏斜時(shí)的受力情況，不難得出調(diào)整方案：皮帶偏向哪一側(cè)，托輥組的哪一側(cè)朝皮帶前進(jìn)方向前移，或另外一側(cè)后移(制造時(shí)，托輥組的兩側(cè)安裝孔都加工成長(zhǎng)孔，以便進(jìn)行調(diào)整)。

2.2.2 調(diào)整驅(qū)動(dòng)滾筒與改向滾筒位置

一條皮帶運(yùn)輸機(jī)至少有2～5 個(gè)滾筒，所有滾筒的安裝位置必須垂直于皮帶運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度方向的中心線(xiàn)，偏斜過(guò)大必然導(dǎo)致膠帶在頭部滾筒或尾部改向滾筒處跑偏。

滾筒偏斜時(shí)，皮帶在滾筒兩側(cè)的松緊度不一致，沿寬度方向上所受的牽引力也就不一致，成遞增或遞減趨勢(shì)，這樣就會(huì)使皮帶附加一個(gè)向遞減方向的移動(dòng)力，導(dǎo)致皮帶向松側(cè)跑偏，即所謂的“跑松不跑緊”。其調(diào)整方法為：相對(duì)頭部滾筒，如果膠帶向滾筒的右側(cè)跑偏，則右側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)；如果膠帶向滾筒的左側(cè)跑偏，則左側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)；相對(duì)應(yīng)的也可將左側(cè)軸承座后移或右側(cè)軸承座后移。改向滾筒的調(diào)整方法與驅(qū)動(dòng)滾筒相反。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整直到皮帶調(diào)到較理想的位置。在調(diào)整驅(qū)動(dòng)或改向滾筒前其安裝位置一定要準(zhǔn)確。

2.2.3 安裝調(diào)心托輥組

安裝調(diào)心托輥組，是在普通托輥的兩側(cè)分別增加一個(gè)立滾，立滾可以沿膠帶運(yùn)行方向旋轉(zhuǎn)，立滾下方托架和一個(gè)止推軸承相連，下面用一根槽鋼焊接在皮帶架上，托架可以在槽鋼上的止推軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)。其原理是采用托輥在水平面內(nèi)方向轉(zhuǎn)動(dòng)與膠帶摩擦產(chǎn)生橫向推力使膠帶自動(dòng)向心達(dá)到調(diào)整膠帶跑偏的目的。其受力情況和承載托輥組偏斜受力情況相同[2]。一般帶式輸送機(jī)總長(zhǎng)度較短或帶式輸送機(jī)雙向運(yùn)行時(shí)采用此方法比較合理。原因是較短帶式輸送機(jī)更容易跑偏并且不容易調(diào)整。而長(zhǎng)帶式輸送機(jī)最好不采用此方法（調(diào)心托輥組的使用會(huì)對(duì)膠帶的使用壽命產(chǎn)生影響）。

2.2.4 張緊力的調(diào)整

張緊裝置是保證膠帶始終保持足夠張緊力的有效裝置。張緊力不夠，膠帶的穩(wěn)定性就很差，受外力干擾的影響就越大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。對(duì)于使用重錘張緊裝置的帶式運(yùn)輸機(jī)可添加配重來(lái)解決，但不應(yīng)添加過(guò)多，以免使皮帶承受不必要的過(guò)大張力而降低皮帶的使用壽命。對(duì)于使用螺旋張緊或液壓張緊的帶式運(yùn)輸機(jī)可調(diào)整張緊行程來(lái)增大張緊力[3]。若張緊行程不夠，皮帶出現(xiàn)了永久性變形，這時(shí)可將皮帶截去一段重新進(jìn)行膠接。

2.2.5 皮帶直徑大小不一導(dǎo)致的跑偏

滾筒外表面加工誤差、粘煤或磨損不均使得皮帶直徑大小不一，皮帶會(huì)向直徑較大的一側(cè)跑偏，即所謂的“跑大不跑小”。膠帶的牽引力產(chǎn)生一個(gè)向直徑大側(cè)的移動(dòng)分力，在此作用力下，膠帶產(chǎn)生偏移[4]。對(duì)于這種情況，解決方法就是清理干凈滾筒表面粘煤，加工有誤差和磨損不均的就要更換下來(lái)重新加工處理。

2.2.6 皮帶本身導(dǎo)致的跑偏

皮帶本身的問(wèn)題，例如膠帶中有數(shù)根鋼絲繩芯，制造時(shí)如果各鋼絲繩受力不均或者整條膠帶在縱向方向上成S 形；又如皮帶使用時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生老化變形、邊緣磨損，或者皮帶損壞后重新制作的接頭中心不正，這些都會(huì)使皮帶兩側(cè)邊所受拉力不一致而導(dǎo)致跑偏[5]。在這種情況下皮帶全長(zhǎng)會(huì)向一側(cè)跑偏，最大跑偏在不正的接頭處，處理的方法只有對(duì)中心不正的膠接頭重新制作，皮帶老化變形的給予更換處理。

3 帶式輸送機(jī)的安裝、使用與維護(hù)

當(dāng)然所有的故障發(fā)生究其原因都與帶式輸送機(jī)前期的安裝和后期的使用、維護(hù)分不開(kāi)。所以歸根到底是要做好設(shè)備的安裝、使用和維護(hù)工作。

3.1 帶式輸送機(jī)的安裝與試運(yùn)行

3.1.1 安裝

縱向上，機(jī)頭、機(jī)尾滾筒寬度中心線(xiàn)及機(jī)身應(yīng)成一條直線(xiàn)，且機(jī)身要平；橫向上，各滾筒軸線(xiàn)、機(jī)架及托輥軸線(xiàn)應(yīng)與輸送機(jī)的中心線(xiàn)互相垂直。膠帶接頭必須保證正和直。整機(jī)及各部件安裝后應(yīng)達(dá)到總裝圖的技術(shù)要求和有關(guān)規(guī)定的要求。

3.1.2 試運(yùn)行

首先應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)行前的全面檢查，若無(wú)問(wèn)題，做空轉(zhuǎn)試運(yùn)行。第一步先做未裝膠帶的空運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查驅(qū)動(dòng)裝置、張緊絞車(chē)、卷帶裝置等運(yùn)轉(zhuǎn)部件是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，以及各軸承溫升情況是否正常。運(yùn)行合格后，再做裝上膠帶的試運(yùn)行，主要觀(guān)察是否打滑和跑偏。空運(yùn)行一切正常后，方可加載運(yùn)行，加載應(yīng)從輕載、半載到滿(mǎn)載逐漸進(jìn)行，正常后再做重載啟動(dòng)運(yùn)行。

3.2 使用與維護(hù)

3.2.1 使用

司機(jī)必須按規(guī)定信號(hào)開(kāi)停帶式輸送機(jī)。檢修設(shè)備時(shí)，維護(hù)工必須通知司機(jī)停機(jī)，閉鎖電氣控制開(kāi)關(guān)后方可作業(yè)。檢修完畢試機(jī)時(shí)必須與司機(jī)聯(lián)系，通知周?chē)嘘P(guān)人員后方可發(fā)出信號(hào)送電試機(jī)。發(fā)現(xiàn)膠帶松弛應(yīng)立即張緊。緊帶過(guò)程中，嚴(yán)禁用手掰、撬棍別運(yùn)行中拉緊車(chē)和鋼絲繩，運(yùn)行中嚴(yán)禁用手或工具清理托輥、滾筒上的粘接物。轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的托輥要更換。

在更換膠帶或做膠帶接頭時(shí)，如確需點(diǎn)動(dòng)開(kāi)機(jī)拉動(dòng)膠帶，嚴(yán)禁操作人員站在轉(zhuǎn)動(dòng)部位的上方。膠帶跑偏應(yīng)及時(shí)調(diào)整。處理跑偏時(shí)，嚴(yán)禁手抓腳蹬運(yùn)行中的輸送帶。

停機(jī)時(shí)，無(wú)特殊情況應(yīng)將膠帶上的煤拉空，避免重載啟動(dòng)。

3.2.2 維護(hù)

膠帶輸送機(jī)的工作場(chǎng)所必須保持清潔。煤粉應(yīng)及時(shí)清除。清掃后的膠帶以及傳動(dòng)滾筒表面不允許粘附碎煤或煤粉。每班工作前必須仔細(xì)檢查液力聯(lián)軸器有無(wú)漏油現(xiàn)象，定期檢查其充油量，發(fā)現(xiàn)油量不足應(yīng)立即按規(guī)定補(bǔ)充。工作中禁止取掉液力聯(lián)軸器的護(hù)罩。定期檢查機(jī)身鋼絲繩的張緊度，發(fā)現(xiàn)松弛現(xiàn)象應(yīng)立即張緊，緊繩后要注意觀(guān)察膠帶是否跑偏。嚴(yán)禁在運(yùn)輸?shù)拿簤K中混有較長(zhǎng)的鐵器，以防膠帶跑偏時(shí)劃破膠帶。經(jīng)常檢查膠帶接頭，發(fā)現(xiàn)斷裂應(yīng)及時(shí)修理或更換。發(fā)現(xiàn)膠帶跑偏應(yīng)立即調(diào)整，不允許產(chǎn)生磨膠帶邊緣現(xiàn)象。托輥應(yīng)定期檢修，檢修時(shí)密封圈必須填滿(mǎn)潤(rùn)滑脂，轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的托輥應(yīng)立即更換。不允許膠帶沿傳動(dòng)滾筒有打滑現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)膠帶松弛應(yīng)立即張緊。裝載應(yīng)保證貨載裝在膠帶正中，不允許在較大的高度上直接裝載，以防止大塊煤砸壞膠帶。維護(hù)工作應(yīng)按照各類(lèi)檢查規(guī)定的內(nèi)容認(rèn)真進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

4 結(jié)語(yǔ)

80 皮帶運(yùn)輸機(jī)的兩項(xiàng)改造方案在四臺(tái)煤礦礦井下使用之后取得了很好的效果。合理的維護(hù)方案也極大延長(zhǎng)了80 皮帶的使用壽命，為同煤集團(tuán)四臺(tái)礦井運(yùn)輸提供了可靠的保障，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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