主斜井带式输送机调偏托辊设计应用

(山西焦煤山煤国际长春兴煤业有限公司，山西 大同 037101)

1 概述

某矿主斜井带式输送机由宁夏天地西北煤机有限公司设计施工，巷道断面规格为宽×高=4.5 m×3.8 m，设计总长度为2400 m。巷道内安装了一部DTC120/650/3×630大倾角带式输送机，输送机采用钢丝绳芯胶带，内含76根钢丝绳，带宽1200 mm，带厚25 mm。

DTC120/650/3×630大倾角带式输送机最大运输距离为2500 m，运输能力为400 t/h，运输速度为2.0 m/s；该输送机主要由电机、减速机、滚筒(卸载滚筒、卷带滚筒、尾滚筒等)、阻燃输送带、托辊(上托辊、底托辊)、H架、清带器、各类保护装置等部分组成；该输送机采用双电机驱动方式，电机功率为40 kW；输送带为塑料面织物整芯阻燃输送带，输送带宽度为0.8 m。

主斜井在掘进过程中对带式输送机安装调偏托辊防止输送机跑偏，传统调偏托辊安装在H架两侧，当输送机发生跑偏时调偏托辊给跑偏输送带相反的作用力，从而阻止跑偏，但是传统跑偏托辊自动化水平低、调偏效果差[1]，导致主斜井在前期掘进时出现三次因输送带跑偏导致皮带撕裂现象，撕带总长度为218 m，经济损失达52万元。

2 新型弹力调偏托辊设计应用

为了解决传统带式输送机调偏托辊主要存在的问题，某矿通过技术研究，对原调偏托辊进行优化改进，设计了一套新型弹力调偏托辊。

2.1 新型调偏托辊结构组成

(1)新型调偏托辊主要由两根中心轴、橡胶外套、两组强力复位弹簧、活动轴承、弹簧固定销、限位装置、固定座等部分组成，如图1所示。

(2)新型调偏托管总长度为1.0 m，直径为0.4 m，其中每根中心轴长度为0.2 m，每组复位弹簧长度为0.3 m，两根中心轴两端分别与固定架固定，另一端安装一组强力复位弹簧；两组弹簧之间采用固定销连接[2]。

(3)在中心轴与复位弹簧外部安装内套，固定销可在内套上移动，中间固定销两端分别与活动轴承连接，活动轴承外部安装橡胶托辊，橡胶托辊成凹型，与输送带弯曲弧度一致。

(4)橡胶托辊与滚筒轴承采用限位装置固定安装，限位距离为0.10 m，每组强力复位弹簧最大张拉行程为0.3 m。

图1 弹力调偏托辊结构示意图

2.2 弹力调偏托辊安装要求

新型强力调偏托辊安装在带式输送机上输送带下方，通过固定架固定在H架两侧，带式输送机每隔80 m安装一个，调偏托辊安装后保证调偏托辊轴线与输送带中心线垂直，托辊中心线与输送带中心线水平投影重合，且托辊与输送带安装间距为0.1 m，如图2所示。

图2 新型弹力调偏托辊安装平面示意图

2.3 工作原理

(1)当带式输送机出现跑偏现象时，输送带在跑偏过程中与橡胶托辊接触，并带动橡胶托辊向跑偏一侧移动，当带式输送机左右跑偏量在0.1 m范围内，调偏托辊不进行防跑偏保护动作，即橡胶托辊通过活动轴承左右摆动。

(2)当输送带跑偏量大于0.1 m时，橡胶托辊通过限位块限位作用无法继续移动，此时橡胶托辊带动活动轴承继续向跑偏方向移动，此时固定在活动轴承上的弹簧固定销同时移动。

(3)固定销在移动过程中拉伸非跑偏侧弹簧，并压缩跑偏侧弹簧，当带式输送机跑偏量达0.3 m时，复位弹簧已张拉至最大行程时两组弹簧在弹力作用下向非跑偏侧复位，在复位过程中带动固定销移动，固定销移动过程中促使橡胶托辊向非跑偏侧移动，从而实现阻止输送带跑偏的目的。

3 优缺点及实际应用效果分析

3.1 装置优点

(1)结构简单、成本费用低：新型调偏托辊结构相对简单，在使用过程中故障率低，托辊配件成本费用低，每套调偏托辊成本不足0.2万元；而且可根据不同型号的带式输送机设计不同规格，实用性强，应用区域广[3]。

(2)防跑偏效果好：传统调偏托辊通过对跑偏输送带进行挤压作用防止跑偏，但是在挤压过程中无法实现输送带完全复位的目的，只能控制跑偏范围扩大；而强力调偏托辊通过弹簧张拉作用使输送带跑偏复位，输送带跑偏范围越大，调偏效果越好[4]；而且传统调偏托辊调偏精度在0.3～0.5 m范围内，而弹力调偏托辊一旦输送带跑偏范围达0.1 m时即可进行防调偏保护动作，调偏效果好。

(3)减少调偏装置安装数量：采用传统调偏托辊时，输送带每隔20 m安装一组，整部输送机共计需安装120组，而采用弹力调偏托辊时每隔80 m安装一个即可，整部输送机安装30个即可，减少了调偏装置安装数量，降低了成本费用[5]。

3.2 实际应用效果分析

2020年12月某矿对主斜井DTC120/650/3×630大倾角带式输送机调偏托辊进行优化改进，共计安装了30套弹力调偏托辊，截止2021年6月，通过6个月实际应用效果来看，在此期间调偏托辊共计更换2套，与传统调偏托辊相比故障率降低了87.5%，同时输送机安装弹力调偏托辊后输送机在后期运输过程中未发生一起因输送机跑偏，导致输送带断带、撕带事故，全年可减少设备维修费用达50余万元，有效保证了带式输送机安全高效运输。

4 结束语

某矿对主斜井DTC120/650/3×630大倾角带式输送机调偏托辊进行优化改进，设计了一套新型弹力调偏托辊，通过实际应用效果来看，该托辊整体结构相对简单，便于操作维护，相比传统调偏托辊具有更好的调偏效果以及实用性，能够满足煤矿井下采掘工作面带式输送机安全高效运输需求，具有很强的实际应用效果，可进行推广应用。