DTL型皮带输送机常见故障分析及改进优化研究

胡 敏

（晋能控股煤业集团同忻煤矿<山西>有限公司，山西 大同 037000）

在煤矿生产中，最关键的设备就是皮带输送机，超前的运载能力、较足的动力、较长的运距等是皮带输送机所具有的优点，并普遍使用到了煤矿中。按照功率的大小与运输距离长短的真实要求，选取双速或单速的皮带输送机来调控，可操控性比较高，进而使运煤出矸过程中的运行更加稳定。可是，因为在平常维护与检修中没有到位，或安装的标准不高，就造成皮带正常运行过程中有过载、打滑、跑偏、断带等问题出现，特别是严重磨损了托辊，就造成有毛边出现在皮带的两边，对使用期限有很大的影响[1-4]。所以，就分析了存在于DTL 型矿用皮带输送机结构中机理的不足，并将改进方法提出来了。

1 皮带输送机的应用和机械结构

过流保护、过载、超温、断带、辅助胀拉绞车与压带装置、冷却水包、减速机、驱动电机、机尾滚筒、机头等构成了皮带输送机。图1就是DTL 型矿用皮带输送机的结构图。

图1 DTL型矿用皮带输送机结构

由于持续延伸了掘进的进尺，经过使用掐接皮带来对接口进行选择，然后在对皮带扣进行砸钉，进而来连接新皮带，继而延长端就形成了，在选取点带措施来使皮带运行，经过压带仓张拉绞车来收紧新皮带，且压带仓张拉绞车位于皮带底部，进而使皮带的铺设与延伸得以实现。由于巷道的不断掘进，需要将皮带向前移动时，能够适当将皮带释放，使其延伸，且皮带位于压带仓内，一直延伸至延长完成。

2 分析故障

2.1 托辊发生损坏的因素

在皮带运行时，主要是凭借托辊来使承载负荷与向前传输得以实现，托辊所安装的位置是支架。由于要将作用到皮带上的阻力降低，就对托辊进行了分类，分别是直托辊、两联辊与三联辊，任意一节托辊都能够单独旋转。因为使用的时间比较长，就不可避免的有煤泥渗入到托辊与托辊的连接位置，或者有毛边出现在皮带时，由于跑偏，就会有毛边线在托辊的连接轴处缠绕，就造成托辊无法自主转动，就会有抱死状况发生，皮带正常运转过程中，在其阻力比承载能力大时，就会有断开出现在托辊中。持此之外，由于有落差发生在皮带的搭接位置，在将矸石进行输送并下落之后，而且矸石的块比较大，矸石的重量和下落的加速度就会直接将托辊砸断，将托辊损坏，就不能输送皮带[5-7]。

2.2 减速器断轴的因素

当皮带正常运行，且运行时间比较长时，连接减速机和电机的轴承，因为磨损比较严重，因此就有过载断轴出现。经过观察断开处的裂痕和断轴处得知，断裂点一般会在轴承中间位置出现，而且，裂痕所呈现的形状是最具代表性的疲劳断裂。当减速机进行变速时，由于不小的拉伸应力对轴承进行作用，就会有偏心出现在减速轴上，因为旋转剪应力的不断作用而导致无法在一个轴线中进行运动，就会叠加应力作用到轴承，继而有断裂产生。

2.3 皮带跑偏的因素

由于前、后驱动滚筒有不同的拉力，跑偏就会出现在皮带输送机中。当对皮带的延伸进行铺设时，从动装置就是机尾滚筒，只是安装了机尾滚筒并没有进行调试，造成皮带运行之前与之后的轴心线不同，而且由于巷道的高度不同，当开机进行运行之后，由于有不同的张力进行作用，并且皮带的从动滚筒与主动滚动造成有差异存在于带速中，导致跑偏发生；当对托辊进行安装时，如果发生皮带的输送面和托辊的支撑面的角度不是90°时，跑偏依然会发生[8-10]。

3 优化措施

3.1 优化托辊设计

以托辊的基本结构和其工作原理为基础，来把该装置之前就存在的圆柱托辊进行改进，且改进的装置能够伸缩、弹簧、圆柱体，该装置能够支撑皮带，当皮带是重载时，还可以通过弹簧所具有的伸缩性与其抗拉来平衡缓冲皮带，经过对弹簧所对应的弹力系统进行利用，可以防止有跑偏洒煤漏矸出现，进而来保护皮带。图2就是皮带弹簧托辊的改进图。

图2 皮带弹簧托辊改进

3.2 改进安装减速器——电机轴销的工艺

（1）保证中线准确度的要求。当对电机联轴与减速机进行安装时，可以选用激光来将轴对准，确保电机主轴、联轴节、液力耦合器、减速机主轴可以在相同的中心线与水平高度上，使由于偏轴而产生的震动进而引发断轴的几率下降。

（2）将液力藕合器安装到电机输出端的轴承中，就会使电机所提供的所有主动力会经过传递直接传输到减速机轴承中，保证受力分布是均匀的，防止由于受力分布的不均匀而发生失衡，将发生断轴的几率降低。

（3）定期检修减速机上的换挡轴，要及时将噪声增大、抖动异常等故障的原因发现，经过整改与排查，保证皮带所具有的张紧力逐渐平稳，将比较大的波动减少，对运行的稳定性有很大的影响。图3就是其对比图。

图3 减速器一电机轴销改进前后皮带张紧力对比

从图3 得知：在未改进减速器一电机轴销时，当皮带制动与启动时会有冲击波动产生，且冲击波动比较大，张紧力所表现的曲线是密集的，且是曲线是波动曲线，这就表示在这个期间，皮带因为受力而有变化发生，在停机与开机时，不能保证皮带启停的稳定性，当负荷比较大时进行转动，就极易导致有折损发生在轴销中。在进行改进之后，如图3（b）可以得知，在制动、启动时，张紧力没有太大波动，波动的比较平缓，不会影响连接轴销。所以，当进行启停时，因为受力不大，进而就把部件所发生的磨损降低了，使电机联轴与减速机的使用期限延长[11]。

3.3 设计自动纠偏

对纠偏夹与纠偏托辊相组合的装置进行设计与安装。经过对DTL 型矿用皮带进行结构与设计的改进、优化，将托辊底座加装到之前托辊上，托辊支撑架、蜗轮转轴、蜗轮、蜗杆支撑架、蜗杆等构成了托辊底座，在有非常显著的跑偏出现在皮带中之后，发生跑偏的那一侧上的载荷要比没有发生跑偏的那侧的载荷要高，就会有离心出现在托辊、皮带的中心线中。由于蜗杆的不断调解，就会激发转轴与涡轮调向，在将支撑力进行施加，且此支撑力与蜗杆调解方向是相反的，进而就可以对偏转载荷上的重力进行平衡，推动皮带主动运行至之前的中线处，使其自动纠偏得以实现，保证运行的正常性。图4就是其改进图。

图4 自动纠偏托辊改进

4 分析使用效果

通过对结构、设计进行改进与优化之后，DTL型皮带输送机就被晋能控股煤业集团某矿在现场进行了试验。就托辊进行更换这方面来说，在未优化时，1 个月平均就更换17条托辊，在优化之后，需要更换的托辊是6 条，且托辊都是损坏的。就维修的次数来说，比之前的检修次数降低了大概60%以上，在运行过程中，皮带的噪声也降低了很多。通过使用纠偏装置，降低了皮带的落矸洒煤量，降低了工人的劳动量，而且皮带也没有在由于跑偏而有毛边发生，没有线绳缠绕到托辊上，当更换了减速机与电机的连接轴以后，将使用周期延长了，使设备的维护与投入成本降低了。

5 结束语

（1）经过优化托辊的设计之后，会使皮带的启停期间的运行更加稳定，使皮带的张紧力变化幅度降低，防止皮带在启停时由于受力过载而有拉断发生。

（2）集中改进防跑偏与托辊装置，对结构设计进行优化，将皮带正常运行时所发生的超限跑偏降低，造成洒煤漏矸现象的发生，于此同时，还将作用到皮带上的方向不同的力平衡了，尽可能地进行了保护。

（3）在保护了电机与减速机的连接轴销之后，会使皮带的传动系统更加安全，保证皮带运行的更加稳定与安全，使维护成本下降。