煤炭作为社会经济发展的重要资源保障，其采掘量逐年增加，进而也推动了煤炭机械行业的发展。带式输送机作为煤炭开采必须的运输设备之一，其工作的安全性和可靠性备受煤炭行业的广泛关注。滚筒作为带式输送机实现煤炭连续运输的重要组成部件，工作条件较为恶劣，也是带式输送机中的易损件，一旦出现问题将会导致带式 输送机失效，煤炭掘进工作停滞。针对某煤炭企业运行中的带式输送机滚筒包胶胶面磨损问题，开展不同因素对磨损影响规律的研究，对于提高带式输送机运行可靠性具有重要的意义。

1 滚筒包胶表面概述

带式输送机滚筒表面的结构形式包括钢制光面和橡胶胶面。钢制光面制作加工容易，多用在改向和张紧功能，受限于钢制光面摩擦系数较小的缘故，在小功率、小运量的输送机中应用较多。橡胶胶面表面摩擦系数大，应用较多的是菱形式胶面结构形式，如图1所示，包胶均匀布置在滚筒表面，菱形格子的设计能够很好地保证包胶表面的摩擦性能，适用于重载带式输送机，大大提高带式输送机的适应范围。但是也存在较大的弊端，包胶极易出现磨耗，磨损量较大之后将会失去较大的摩擦系数，出现打滑等问题，需要及时进行更换，影响煤炭企业的正常生产运行。因此，有必要了解滚筒包胶胶面磨损影响因素及其规律，以便提高滚筒包胶的使用寿命。

2 包胶磨损影响因素分析

带式输送机工作过程中滚筒作连续回转运动，包胶胶面磨损主要是输送带与滚筒接触过程中发生，由二者之间的摩擦力决定，进一步得出影响包胶磨损的因素包括输送带张力、输送带内钢丝绳间距、输送带内钢丝绳直径等。为了获取上述影响因素对滚筒包胶胶面磨损程度的影响规律，借助MATLAB仿真计算软件进行仿真计算，以企业出现包胶磨损问题的带式输送机为研究对象，确定滚筒直径尺寸为1000mm，输送带与滚筒直径的摩擦系数为0.3，滚筒胶面抗拉强度2GPa。

3 影响规律分析结果

3.1 输送带张力与滚筒包胶胶面磨损规律

带式输送机连续运行功能是由驱动滚筒驱动输送带实现的。驱动滚筒与输送带之间摩擦力是实现驱动扭矩转变为输送带回转的基础，若摩擦力过大，将会增加滚筒包胶的磨损程度，摩擦力太小则不能实现动力传输。因此，有必要针对不同摩擦条件下滚筒包胶磨损的规律。对滚筒与输送带之间摩擦力影响较大的因素是输送带张紧力，故而研究输送带张力对滚筒包胶胶面磨损影响规律，就可以直接反应滚筒与输送带之间摩擦力对包胶磨损程度的影响规律。如图2所示，计算得出的输送带张紧力与包胶磨损率的对应关系，可以看出，输送带张紧力在160kN以内时，包胶磨损率较小，属于正常磨损工况；当输送带张紧力大于160kN 时，包胶磨损率急剧增大，会加剧滚筒包胶的磨损，降低滚筒包胶使用寿命，导致滚筒包胶出现磨损故障。

调整输送带滚筒磨损的方法主要包括张力和滑动角的调整，为了更清楚的得到磨损的主要影响因素，分析了输送带张力和滑动角的变化对胶面磨损程度的影响，如图3所示。由图3可以看出，输送带张力的变化对于滚筒磨损的影响程度明显大于滑动角的影响程度，故而要想更有效的控制滚筒磨损，调整输送带张力最合适。由于输送带张力可在使用过程中进行调整，因此带式输送机实际应用中通过，调整滚筒输出端输送带张力来控制磨损具有可行性。

3.2 输送带内钢丝绳间距与滚筒包胶胶面磨损规律

输送带与滚筒接触产生的张紧力主要由输送带内钢丝绳实现，钢丝绳的间距直接关系到滚筒包胶的受力带，因此也是影响滚筒包胶磨损的主要因素之一。如图4 所示，给出了输送带内钢丝绳间距与滚筒包胶磨损率的对应关系。可以看出，随着输送带内钢丝绳间距的增大，滚筒包胶磨损率在间距低于16mm 区间内的变化较小；而当间距超过16mm 之后，随着输送带内钢丝绳间距的增大，滚筒包胶磨损率急剧增大，会加剧滚筒包胶磨损，降低其使用寿命。

为了进一步分析输送带张紧力与输送带内部钢丝绳间距对滚筒包胶的磨损程度影响，分析了张紧力与钢丝绳间距对滚筒磨损率的影响程度，结果如图5所示。由图5可以看出，随着输送带张力和输送带内钢丝绳间距变大，磨损率呈递增趋势；改变输送带张力和输送带内钢丝绳间距对缓解胶面磨损程度具有同等效果，该结果对整机的设计和输送带型号的选取具有理论指导意义。

3.3 输送带内钢丝绳直径对滚筒包胶胶面磨损影响规律

输送带内部钢丝绳的直径也是决定滚筒包胶胶面磨损的重要因素之一，钢丝绳芯直径与输送带抗拉强度呈正比。输送带选择主要依据综采工作面采煤设备的总量而定，此处重点分析输送带内钢丝绳芯直径变化对滚筒胶面磨损率的影响。如图6所示，给出了计算得出的输送带内部钢丝绳直径与滚筒胶面磨损率之间的关系。可以看出，输送带内部钢丝绳直径在2.5mm 之内时，钢丝绳直径的变化对滚筒包胶胶面的磨损影响极大；当输送带内部钢丝直径超过2.5mm之后，钢丝绳直径的变化对滚筒包胶胶面的磨损几乎没有影响。

       图6 输送带内钢丝绳间距与滚筒包胶磨损率对应关系

为了进一步分析输送带内部钢丝绳芯直径和滑动角对滚筒包胶磨损程度的影响，完成了滑动角和钢丝绳芯直径同时变化时胶面磨损情况进行仿真分析，结果如图7 所示。由图7可以看出，改变滑动角对降低胶面磨损效果不是很明显。同时考虑滑动角和钢丝绳芯直径两个因素对胶面磨损情况时，应优先考虑通过改变钢丝绳芯直径来控制胶面磨损。

4 带式输送机参数设置与应用

4.1 带式输送机参数设置

为了解决带式输送机滚筒包胶胶面磨损问题，分析了张紧力、输送带内钢丝绳芯间距和直径对滚筒包胶磨损的影响规律。基于分析结果重新调整带式输送机运行参数，具体设置参数如下：带式输送机输送带的张紧力大小设置为100kN，输送带内部的钢丝间距选择不超过 18mm，输送带内部的钢丝直径选择低于2.5mm。

4.2 应用效果验证

在原来带式输送机结构参数的基础上完成上述参数设置，之后验证参数设置对滚筒包胶胶面磨损情况改进情况。结果表明，重新设置带式输送机配置参数之后，输送带运行稳定可靠，能够正常完成煤炭输送的功能。

统计结果显示，重新配置带式输送机参数之后，滚筒包胶胶面磨损速率大大降低，相较于参数重新设置之前，滚筒包胶使用寿命延长了约10个月，取得了很好的应用效果。增加了带式输送机的有效工作时间，降低了煤炭生产成本，预计能够为煤炭企业新增经济效益近100 万/年。

5 结语

包胶作为带式输送机滚筒的重要组成，其磨损程度直接关系带式输送机功能的实现。针对某煤炭企业运行中的带式输送机滚筒包胶胶面磨损问题，通过对输送带张紧力、钢丝间距和直径对滚筒包胶磨损影响规律的研究工作，并基于此规律完成了带式输送机参数的设置，应用结果表明，调整带式输送机参数之后包胶使用寿命延长了约10 个月，提高了带式输送机有效利用时间，能够为煤炭企业新增经济效益近100万/年，取得了很好的应用效果，可以有效指导带式输送机的现场应用。