皮带运输机跑偏原因分析及防跑偏措施研究

卢俊杰

（云厦白龙矿建分公司， 山西 霍州 031400）

引言

在皮带运输机的工作过程中，最可能发生的故障就是皮带出现跑偏现象，而在实际工作环境中，矿井开采工艺不断精进，开采深度也在逐步增加，从而对皮带运输设备的型号和皮带运输长度的要求也越来越高，那么在运行过程中，皮带出现跑偏的可能性也随着皮带长度的增加而增大。一旦皮带出现跑偏等故障，整个生产线将会受到影响甚至是叫停。因此，为保证生产过程中皮带运输的安全稳定，该研究针对皮带跑偏现象进行分析，找出可能造成皮带跑偏的原因，并针对具体原因提出相应改进措施[1]。

1 皮带运输机皮带跑偏原因分析

皮带运输机在运行过程中，较为常见的故障就是皮带出现跑偏，如果跑偏现象不及时制止，则会造成机器使用寿命缩短、影响生产效率和产生安全隐患等不良后果。本研究基于霍州煤电集团中某项目常见的皮带跑偏现象，找到跑偏原因并展开研究，经总结分析发现，造成皮带经常跑偏的原因主要分为内外两大类，一是皮带运输机在设计上存在缺陷，另一方面则是外界环境所带来的影响[2]。

分析内部设计发现机身有两处容易出现设计上的失误：一是皮带运输路线的问题，要想实现皮带不偏离原轨道，则须保证运输路线为严格意义上的直线，即机头、托架中心和机尾符合三点一线的原则。如有一点出现微小的偏差，必然会使得直线轨道发生改变从而产生皮带跑偏现象；二是皮带接头部位的问题，皮带接头处所有部位受力均匀是保证皮带正常运行的根本前提，如果出现不均匀的受力，则会产生侧向力对皮带进行拉伸从而发生跑偏，因此，对于皮带接头处应密切关注，按时检查以防止跑偏现象发生。

对于外部环境分析发现，主要是物料和机器运行这两方面存在问题：一是在重力和惯性的影响下，物料落入皮带的位置会不同，如果落入位置不在皮带的中心线上，那么皮带中心线两边会受到不同大小摩擦力的作用，在这作用的不断影响下，皮带运输会慢慢发生偏移最终跑偏；其次，物料在皮带机托辊或滚筒上的残留以及托辊或滚筒的磨损，都会改变其直径而造成中心线发生偏离，从而造成皮带跑偏，在机器运行方面，如果运行时间过长，机器必然会遭遇损耗，尤其是皮带长期遭遇磨损，如果中心线两边受到的磨损程度不一样时，会直接影响皮带两侧的拉伸率，当两侧的拉伸率之间相差越来越大时，会对两侧的拉伸量造成最为直接的改变，这种拉伸量的不一致就会造成皮带跑偏。

通过以上对皮带运输机跑偏的内、外两方面原因及影响方式进行分析，可以得出最终影响的根本机制均在于，驱动滚筒和张紧滚筒之间的轴线无法保持同一直线，从而导致皮带两侧受力不均而造成偏移现象的发生[3]。

2 皮带运输机防跑偏措施

2.1 皮带运输机轴线的检测与调整

皮带运输机在实际运行过程中会受到各种外界因素的影响，很难保持驱动和张紧两滚筒的轴线处于同一直线上，虽然机器在出厂时的平行度满足要求，但在设备运行过程中也无法避免驱动和张紧滚筒的轴线偏移。因此，考虑到现有技术的发展，提出在实际生产过程中加入激光测距仪对轴线进行实时检测，当检测到的偏移量超出阈值时，则立马对设备进行纠偏调整，确保设备一直处于稳定运行。

2.2 皮带运输机滚筒的改造

对皮带运输机跑偏进行分析发现，拉伸率也是影响皮带跑偏的一个重要因素，哪侧拉伸率更高，皮带就会往该侧偏移。针对该现象提出的解决措施是，用直径较大的鼓形滚筒来替代原有的标准圆柱滚筒。鼓形滚筒示意图如图1所示。与传统的圆柱形滚筒相比，鼓形滚筒的对中特性在一定程度上可以改善偏移情况，但其在直径设计上要求会更严格，工作效果会受到物料重量和皮带质量等因素的影响，因此直径的设计需要结合具体工作环境来进行处理。因此，考虑到阳煤集团某项目现场的实际环境，并经过多次试验和设计改进，研究出最为合适的鼓形滚筒直径设置为：中间直径-两端直径=两端直径×2%。

图1 鼓型滚筒示意图

2.3 随动式斜坡挡板的应用

当皮带两侧受力不均时，会出现一个侧向的力使得皮带发生跑偏。那么为了消除这个侧向的跑偏力，则应考虑给予一个外力来中和这个跑偏力，从而使皮带两侧在运输过程中受力均衡而保持稳定。增设的挡板就作为这个外力的角色，皮带的偏移会给挡板带来力的作用，同时这个力也会反作用给皮带，以抵消原来的跑偏力，使皮带达到稳定。另外，为了尽可能地避免挡板在摩擦皮带的过程中磨损皮带，挡板在设计形式上要进行改进，保证挡板与滚筒运行角速度一致。挡板示意图如图2所示，在设计挡板时考虑到挡板给皮带产生的反作用力会形成挤压效果从而不利于机器良好运行，因此将直接接触的那侧采取坡度形状处理。而坡度的选择又是一个新的难题，不可过小或过大，过小则无法产生与跑偏力相匹敌的中和力，过大则会使皮带向中间挤压带来过度损耗。因此，坡度的设计与选择需要考虑到施工现场的实际生产条件，结合阳煤某矿的实地情况，对皮带在运行过程中的跑偏力进行测量与计算处理，最终得出挡板坡度在10°～20°时效果最好。

图2 鼓形滚筒及挡板示意图

3 现场实际应用

将以上提出的皮带运输机防跑偏措施应用于霍州煤电集团中某项目，首先用鼓形滚筒替代原有的圆柱形滚筒，并添加可随动性挡板，然后将激光测距仪投入使用，实施监测滚筒中心线的偏移量，旨在通过这三种有效措施的共同作用，来保证皮带运输机的安全稳定运行。通过对该试运行进行长期跟踪和监测，发现在防跑偏措施的影响下，皮带运输机的稳定性得到了很大的提升，不仅驱动滚筒和张紧滚筒的轴线偏移量在可接受范围内，而且在这段监测过程中没有皮带跑偏的现象发生，说明经过防跑偏改进后的皮带运输机更加稳定可靠，改进效果良好。