梁曉民

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司設(shè)備租賃公司， 山西 太原 030053）

引言

皮帶輸送機(jī)在煤礦中大多被安裝在巷道的傾角較大的主運(yùn)巷道，擔(dān)負(fù)著很多個(gè)礦井的煤礦運(yùn)輸任務(wù)，是礦井整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，如果輸送帶發(fā)生斷裂，就可能導(dǎo)致煤礦加速下滑出現(xiàn)嚴(yán)重的故障。在礦井中采用大型單斗挖掘機(jī)配合大型破碎機(jī)和高速帶式輸送機(jī)，具有較大的生產(chǎn)能力，生產(chǎn)效率較高，社會(huì)效益與環(huán)境效益并重，使得揚(yáng)塵減少，礦山的整體環(huán)境能夠得到改善。輸送帶也存在一定的缺點(diǎn)：第一是對(duì)于爆破巖石的質(zhì)量要求是比較高的；第二是為了使得輸送帶的運(yùn)送更加順暢，必須增加破碎的環(huán)節(jié)來(lái)使得其在運(yùn)送過(guò)程當(dāng)中不容易出現(xiàn)故障；第三是系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，系統(tǒng)如果在其中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，就可能會(huì)導(dǎo)致斷帶。因此要對(duì)其加強(qiáng)保護(hù)[1]。

1 礦井輸送帶斷帶故障分析

1.1 落料點(diǎn)不正

輸送帶在運(yùn)送過(guò)程當(dāng)中可能會(huì)受到物料的較大程度的沖擊，但是很多時(shí)候輸送帶是槽型的，在落料點(diǎn)不正的時(shí)候，物料就會(huì)落在輸送帶側(cè)面，出現(xiàn)傾斜的情況，這時(shí)候物料本身的重力可以產(chǎn)生一個(gè)沿輸送帶寬度方向的側(cè)滑力，使得輸送帶出現(xiàn)斷帶的情況，影響到生產(chǎn)和輸送的效率。

1.2 運(yùn)動(dòng)中震動(dòng)

運(yùn)動(dòng)中的震動(dòng)使得輸送帶的磨損較為嚴(yán)重，而且面積慢慢減小，強(qiáng)度和硬度也會(huì)降低，最后出現(xiàn)斷裂的情況，這樣就會(huì)導(dǎo)致輸送帶鏈條磨損之后運(yùn)作效率不如正常的鏈條，同時(shí)由于震動(dòng)產(chǎn)生輸送帶偏離主輪軸的情況，使得其出現(xiàn)嚴(yán)重的斷帶，可能出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。

1.3 安裝不合理

在對(duì)輸送帶機(jī)械的安裝過(guò)程當(dāng)中，由于安裝不合理，可能會(huì)造成軸線和平臺(tái)出現(xiàn)歪斜的情況，使輸送帶機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾在一開(kāi)始的時(shí)候就沒(méi)有在一條直線上，導(dǎo)致在輸送過(guò)程當(dāng)中傾斜程度越來(lái)越大，使得牽引力出現(xiàn)分解的情況，牽引力分解為沿著輸送帶方向的力和垂直于輸送帶方向的分力，使輸送帶產(chǎn)生橫向的斷帶情況，如果機(jī)架的安裝也有一定的歪斜，輸送帶的斷帶將會(huì)更加嚴(yán)重，同時(shí)在后續(xù)的操作當(dāng)中將難以調(diào)整，帶來(lái)極大的安全性問(wèn)題[2]。

1.4 硫化接頭溫度和壓力設(shè)計(jì)不夠合理

輸送帶接頭主要有機(jī)械接頭和硫化接頭兩部分，機(jī)械接頭質(zhì)量較差，硫化接頭質(zhì)量較好，所以現(xiàn)在采用機(jī)械接頭的輸送帶還是較少的。硫化接頭如果沒(méi)有按照一定的要求對(duì)其溫度和壓力進(jìn)行控制，溫度和壓力設(shè)計(jì)不夠合理的話，就可能會(huì)使得硫化工藝受到一定的影響，最終使輸送帶出現(xiàn)嚴(yán)重的斷裂。

為了減少這樣的問(wèn)題，使斷帶的事故發(fā)生率降低，除了要對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常的維修和維護(hù)之外，加強(qiáng)其斷帶保護(hù)，為其安排一定的斷帶保護(hù)裝置也是極為關(guān)鍵的，它可以在事故突然發(fā)生的時(shí)候，對(duì)其進(jìn)行有效的解決，通過(guò)設(shè)備的動(dòng)作使輸送帶能夠迅速地被固定，使得物料的運(yùn)輸不受到影響，設(shè)備的安全也能夠得到保障[3]。

2 礦井輸送帶斷帶保護(hù)裝置設(shè)計(jì)

目前，皮帶輸送機(jī)的斷帶保護(hù)裝置有很多種結(jié)構(gòu)，但是通過(guò)從輸送帶夾緊這個(gè)方面來(lái)看原理是基本類似的，都是在輸送帶斷裂之后利用輸送帶的下滑力作為其制動(dòng)的源動(dòng)力，當(dāng)出現(xiàn)輸送帶斷裂之后，輸送帶的運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)變慢，然后產(chǎn)生向下的滑動(dòng)力，所以斷帶保護(hù)裝置從這個(gè)時(shí)候開(kāi)始啟動(dòng)，讓對(duì)于傳送帶的夾緊力越來(lái)越大，其受力較為平穩(wěn)，可以在加緊的瞬間由動(dòng)態(tài)摩擦轉(zhuǎn)化為靜態(tài)摩擦力，極大地阻止輸送帶進(jìn)一步出現(xiàn)安全問(wèn)題。

2.1 摩擦棘輪式機(jī)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)是利用棘輪機(jī)構(gòu)的反向制動(dòng)原理來(lái)對(duì)斷帶實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)的，如下頁(yè)圖2，在實(shí)際工作當(dāng)中停止裝置在輸送帶兩側(cè)成對(duì)地進(jìn)行布置，當(dāng)皮帶的輸送機(jī)正常進(jìn)行工作的時(shí)候輸送帶是沿著斜面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的，在摩擦力的影響之下，輸送帶驅(qū)動(dòng)夾緊可以正向轉(zhuǎn)動(dòng)，夾緊輪對(duì)于輸送帶來(lái)說(shuō)是滾動(dòng)的，由于在支撐軸和桿之間有滾動(dòng)的軸承，那么就會(huì)使得阻力減小，如果出現(xiàn)異常情況導(dǎo)致斷帶的時(shí)候，輸送帶就會(huì)由于重力而向下產(chǎn)生滑動(dòng)，在摩擦力的作用之下，輸送帶就可以?shī)A緊反向的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于摩擦式的扇形棘爪升角較小，就可以使得夾緊輪產(chǎn)生自鎖，無(wú)法進(jìn)行進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，那么夾緊桿和夾緊輪之間連接就是剛性的，夾緊桿和輪之間可以順時(shí)針共同擺動(dòng)，產(chǎn)生的下滑越嚴(yán)重，夾緊力就越大，偏心凸輪可以對(duì)于輸送帶的預(yù)緊力進(jìn)行調(diào)整，再對(duì)其進(jìn)行固定之后，就可以保證在正常工作的時(shí)候，扇形棘爪和棘輪是相互接觸的，不容易被棘輪所推開(kāi)，所以當(dāng)棘輪反轉(zhuǎn)的時(shí)候，扇形棘爪就有一定的接觸力，可以使得棘輪進(jìn)行自鎖[4]。

圖2 摩擦棘輪式

2.2 滾輪擠壓式結(jié)構(gòu)

輸送機(jī)的機(jī)架兩端可以采用楔型的結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)其進(jìn)行固定，傳送帶可以從中間通過(guò)，如圖3，在這個(gè)裝置內(nèi)部放置一個(gè)圓柱形的滾輪，當(dāng)輸送機(jī)出現(xiàn)斷帶的時(shí)候，輸送帶就會(huì)沿著這個(gè)滾輪向下滑動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)滾輪與斜面相接觸，在開(kāi)始的時(shí)候就可以壓住輸送帶，同時(shí)壓力越來(lái)越大，使其固定從而使滑車的底面摩擦力提升，當(dāng)其大于下滑力的時(shí)候，輸送帶就會(huì)鎖死可以有效地防止其斷裂。皮帶輸送帶的斷帶保護(hù)裝置是極為關(guān)鍵的，一般來(lái)說(shuō)使用輸送機(jī)作為提升機(jī)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)都非常重視輸送帶斷帶保護(hù)機(jī)制，因此采用這樣的方法可以對(duì)于功率較大的輸送帶起到有效的保護(hù)作用[5]。

輸送帶的技術(shù)是較為成熟的，因此其在礦山開(kāi)采當(dāng)中應(yīng)用廣泛，但是通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和探討后認(rèn)為對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化可以使其運(yùn)送效果得到有效的提升。目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)在某些地區(qū)存在著參數(shù)設(shè)計(jì)不夠合理的情況，使得斷帶的發(fā)生率較高，這樣會(huì)影響到采礦的進(jìn)行，如果這個(gè)問(wèn)題遲遲得不到解決，就會(huì)使得輸送帶的參數(shù)受到影響，因此必須對(duì)于運(yùn)送參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于其斷帶的問(wèn)題給以重視，這有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)還需要做好對(duì)其的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，對(duì)于其中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要進(jìn)行提前的預(yù)測(cè)與制定，盡量規(guī)避整個(gè)輸送帶中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，最大限度減少風(fēng)險(xiǎn)損失降低成本，使整個(gè)輸送帶運(yùn)輸過(guò)程能夠盡量降低成本。因此必須加強(qiáng)輸送帶可靠性試驗(yàn)和仿真試驗(yàn)、電子技術(shù)、系統(tǒng)和運(yùn)用工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、機(jī)械設(shè)備、控制技術(shù)等業(yè)務(wù)，在相關(guān)專業(yè)得到顯著性成果，并且保持國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

圖3 滾輪擠壓式

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于輸送帶進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)其斷帶保護(hù)，可以有效地使輸送的參數(shù)改善，使輸送帶的運(yùn)送能力更加符合于實(shí)際情況，使傳送效果更好。在對(duì)煤礦進(jìn)行有效的資源利用時(shí)，需要認(rèn)真地分析各地區(qū)的放礦模式及礦石性質(zhì)、組成成分，從而對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，因地制宜地實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化、科學(xué)規(guī)劃與合理布局，達(dá)到礦產(chǎn)資源化利用的目的。