闫 峰

（山西西山煤电集团 屯兰矿，山西 太原 030052）

0 引言

带式输送机是重要的散装物料运输设备，其输送距离远、效率高、结构简单、易于维护、设备成本和维护成本低，因此广泛应用于采煤、选煤、电力等领域。在煤矿企业，带式输送机主要安装在平直或倾斜的井下运输巷道，或地面的煤炭转运系统。由于带式输送机的输送距离一般较长，且是煤炭生产和运输的重要输送通道，因此其工作稳定性对企业的高效生产意义重大。跑偏是带式输送机的常见故障之一，其发生率较高，且发生位置随机，因此故障的防护和治理难度较大［1－3］。

1 输送带跑偏分类及原因

输送带距离长、单体设备多，因此跑偏发生位置较多，不同位置的跑偏原因分析如下。

（1）滚筒位置跑偏原因：①滚筒加工的圆柱度差，导致靠近滚筒位置的输送带两侧张力不均匀，向直径较大一侧跑偏；②滚筒安装精度差，与输送带中心线不垂直，导致输送带向张力较大一侧跑偏；③滚筒部件上的轴承等零件损坏，导致滚筒倾斜。

（2）前后滚筒中间位置跑偏原因：①局部的托架支架变形，中心线偏离；②托辊轴承或轴承座损坏，失去承载和导向能力；③托辊缺失或局部基础沉降，使局部托辊间距增大，诱发跑偏。

（3）卸料点后跑偏原因：卸料点给料偏心，导致输送带上的物料在宽度一侧偏重或受冲击。

（4）任意位置跑偏原因：①张紧滚筒未调节到位，输送带张紧力偏小；②各托辊架安装精度差，沿输送带运行方向忽左忽右；③输送带的拼接缝接口质量差或自身质量较差，导致输送带张紧后宽度方向呈现一边紧一边松状态，从而向紧边方向跑偏；④设备安装后，基础整体变形较大，向一侧倾斜［4－5］。

2 跑偏防治措施

针对上述跑偏原因，具体跑偏防治措施如下。

2.1 滚筒位置跑偏防治

（1）对于滚筒位置跑偏，一方面，应从设计角度对滚筒的圆柱度、轴头同心度等提出合理要求；另一方面，根据输送带“跑大不跑小”的发生规律，可将常规圆柱形滚筒设计为圆弧凸度或双锥度形滚筒，从而使输送带在滚筒宽度两侧分别产生指向滚筒中心的摩擦力，该摩擦力可保证输送带在微小扰动下跑偏后的自纠偏，提高滚筒位置输送带的抗跑偏能力和运动稳定性。

（2）从加工和检验角度，严格控制滚筒的加工精度，防止出现较大轴径偏差；另外，还需注意控制滚筒表面粗糙度的均匀性，防止因局部粗糙表面煤粉层叠导致的轴径改变。

（3）从安装角度，应严格控制滚筒中心线与输送带对称中心线的垂直度，并使用水平仪测量，保证输送带水平误差小于0.3mm／m。

（4）从设备维护角度，在设备维护期间，应及时清理滚筒和托辊表面的煤粉，对损坏的轴承等部件应及时更换。

2.2 前后滚筒中间位置跑偏防护

（1）对于前后滚筒中间位置跑偏，可采用托辊前倾结构，托辊前倾纠偏原理如图1所示。托辊前倾是指通过移动安装支点使两侧托辊的中轴线相对中间托辊向前倾斜一定角度，其纠偏原理如下：假设F为托辊对输送带产生的摩擦阻力，将该力分解为两个方向的分力F1和F2，其中F1与托辊轴线垂直，是使托辊旋转的驱动力的反作用力；F2与托辊轴线方向平行，使输送带受到指向运行中心线的力，且输送带两侧的力相互平衡，可有效防止输送带跑偏；另外，当跑偏发生时，输送带较宽一侧的重量大，因此摩擦反力也较大，则该侧的纠偏力F2将输送带推回中心位置，起到自平衡作用。

但是，需要注意设置合理的托辊倾角，否则过大的倾角容易造成摩擦阻力增大，设备能耗增加，且输送带过快磨损。

（2）及时更换损坏、变形的托架支架，保证托架中心与设备中心偏差不超过允许范围。

（3）注意控制托辊的加工质量，尤其是托辊的圆柱度和直径尺寸偏差，保证托辊安装后输送带宽度方向左右受力均匀，无偏心力。

（4）在巡检过程中，注意对托辊轴承座和轴承的检查，保证轴承座安装稳固、轴承润滑充足。

（5）及时修复缺失的托辊，在沉降的托辊支架位置增加垫板，保证托辊水平等安装精度。

图1 托辊前倾纠偏原理

2.3 卸料点后跑偏防治

（1）设计过程中，避免使用单侧卸料的犁式卸料器，提高卸料过程中煤料覆盖在输送带上的均匀性，且防止输送带单侧受冲击作用。

（2）加装导料板，提高卸料的准确性。

2.4 任意位置跑偏防治

（1）提高输送带生产质量，检查拼接缝是否满足质量要求，对于由拼接缝歪斜导致的输送带跑偏，应重新进行连接；另外，应控制输送带生产工艺，保证输送带中织物纤维、橡胶等分布均匀，保证各段绳芯长度均匀一致，避免宽度方向弹性伸长不匀。

（2）通过调节张紧滚筒的位置，给输送带施加一定的预张紧力，数值大小可根据经验或传感器读数调节。

（3）设备安装后，应检查各托辊支架的中心线偏差，做好设备基础的沉降控制和监测，并进行局部调整。

（4）对于容易发生跑偏或输送带跑偏量较大的位置，可采用调心托辊装置进行纠偏。根据装置结构调心托辊可分为以下几种：①带立辊的调心托辊；②摩擦上调心托辊；③无源液压纠偏托辊；④有源纠偏托辊。

带立辊的调心托辊结构如图2所示。该装置在常规托辊的基础上增加了两侧的立辊，且托辊支架可绕中心旋转，当输送带发生跑偏时，跑偏一侧的输送带与该侧的立辊发生接触，使得立辊所受的力驱动托辊支架绕中心偏转，偏转方向与跑偏方向相反，而输送带有与托辊中心平行的运动趋势，因此跑偏后的输送带逐渐向相反方向移动，直至输送带回到对称中心。

摩擦上调心托辊是指在两侧托辊的边部增加一段曲面侧辊，且侧辊内有摩擦阻尼装置，其结构如图3所示。与带立辊的调心托辊纠偏原理相似，输送带跑偏后，与一侧的侧辊接触，侧辊内产生的阻力使支架绕中心发生偏转，输送带趋向于与托辊中心平行，由此实现纠偏。

带立辊的调心托辊和摩擦上调心托辊纠偏量有限，对于跑偏发生率较高、跑偏量较大的情况，可采用如图4所示的无源液压纠偏托辊结构。该装置主要由检驱辊、齿轮泵、复合油缸、调心托辊、底座等组成。正常工作状态下，输送带与其两侧的检驱辊不发生接触，两台齿轮泵不工作，调心托辊也处于平衡位置；当输送带向一侧跑偏时，输送带与该侧的检驱辊接触，并使其旋转，驱动齿轮泵将液压油由油箱输入油缸的有杆腔或无杆腔，从而推动油缸杆缩回或伸长，由此使调心托辊偏转，从而纠正输送带的跑偏。

图2 带立辊的调心托辊结构

图3 摩擦上调心托辊结构

图4 无源液压纠偏托辊结构

带立辊的调心托辊、摩擦上调心托辊和无源液压纠偏托辊均采用了无源自纠偏，而有源纠偏托辊则增加了纠偏动力源。有源纠偏装置结构如图5所示，其主要由伺服电机、蜗轮蜗杆装置、调心托辊、底座、跑偏检测装置等组成。当输送带发生跑偏时，检测装置对跑偏量进行检测，并实时将信号传回控制装置，控制装置根据程序设定决定是否启动纠偏，以及具体的纠偏量；纠偏信号发送至伺服电机，从而驱动蜗轮蜗杆装置，使调心托辊组整体旋转特定度数。该装置成本较高，但纠偏能力最强。

图5 有源纠偏装置结构

3 结语

本文针对煤矿带式输送机的跑偏问题，首先分析了输送带的常见跑偏类型和原因，然后分别从滚筒结构改进、托辊前倾、卸料结构、不同类型调心托辊等方面，对不同类型跑偏的防护和纠偏方法进行了广泛研究，为煤矿带式输送机的跑偏治理提供了有益借鉴。