帶式輸送機(jī)皮帶撕裂的原因分析及應(yīng)對(duì)措施

莊辛喆

摘要：皮帶撕裂是帶式輸送機(jī)的主要故障，本文通過對(duì)帶式輸送機(jī)皮帶撕裂的分析研究，采取相應(yīng)的對(duì)策，能夠最大限度降低皮帶撕裂的概率，提高使用壽命，保證皮帶機(jī)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī);皮帶撕裂;原因分析;應(yīng)對(duì)措施

帶式輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉，并且維護(hù)方便，可以實(shí)現(xiàn)不同距離運(yùn)送物料的要求等特點(diǎn)，目前正朝著高速、大規(guī)模、超長距離、大傾角的方向發(fā)展，是生產(chǎn)工程中常用的一種連續(xù)輸送機(jī)械，被廣泛應(yīng)用在港口、礦山、電力、冶金等行業(yè)。皮帶是整個(gè)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，所占成本的比例很高（約占整機(jī)成本的40%以上）。皮帶的類型主要有普通帆布芯皮帶、合成纖維芯皮帶、鋼繩芯皮帶等，其中，中等強(qiáng)度的合成纖維芯皮帶和鋼繩芯皮帶的價(jià)格較高。

皮帶撕裂是一種破壞性很大的損壞形式。皮帶撕裂對(duì)大型帶式輸送機(jī)來說是非常嚴(yán)重的事故，嚴(yán)重的將造成價(jià)值上百萬元以上的整條皮帶報(bào)廢。一旦發(fā)生撕裂事故，輸送帶在幾分鐘內(nèi)會(huì)全部毀壞，即使能夠修補(bǔ)，也需要耗費(fèi)相當(dāng)多的人力和時(shí)間。由于生產(chǎn)過程的連續(xù)性和設(shè)備之間的連鎖性，如果其中一條帶式輸送機(jī)發(fā)生故障，就會(huì)影響其他設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，造成整個(gè)生產(chǎn)過程的瓦解。因此，分析和研究帶式輸送機(jī)皮帶撕裂的機(jī)理和原因，找出避免和減小皮帶撕裂的方法，在生產(chǎn)中具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

1.皮帶撕裂的原因分析

皮帶撕裂一般以受料及導(dǎo)料槽處異物造成撕裂最為嚴(yán)重，影響正常的裝卸生產(chǎn)，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而皮帶撕裂以縱向撕裂為主。因此就皮帶縱向撕裂原因作以下分析：

1.1皮帶跑偏撕裂

皮帶運(yùn)行過程中，單向偏移較多時(shí)，在一側(cè)形成褶皺堆積或折疊，受到不均衡拉力或夾傷及刮傷等，造成撕裂。這種情況一般不會(huì)偶然發(fā)生，達(dá)到撕裂的程度需要有一個(gè)過程，且現(xiàn)象比較明顯、容易觀察。發(fā)現(xiàn)皮帶跑偏時(shí)及時(shí)調(diào)整，保證跑偏傳感器工作正常、可靠，即可防止這類撕裂事故的發(fā)生。

1.2抽芯撕裂（只發(fā)生于鋼繩芯皮帶）

皮帶在劇烈的沖擊力的作用下，有時(shí)會(huì)造成皮帶中的鋼絲繩斷裂，經(jīng)過長時(shí)間的磨、壓、折、拉等外力作用，斷裂的鋼絲繩頭會(huì)從皮帶接頭處、粘口處或磨損比較嚴(yán)重處露出蓋膠之外。當(dāng)露出的鋼絲繩達(dá)到一定的長度，就可能絞入滾筒、托輥等處，隨著皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)，鋼絲繩從皮帶蓋膠中抽出，造成撕傷。還有一種情況是機(jī)頭部清掃器刮板夾掛住皮帶表面的金屬或其他雜物，把皮帶磨透。防止這種撕裂只能加強(qiáng)巡視力度，發(fā)現(xiàn)外露鋼絲繩頭時(shí)，立即剪掉，以免后患。

1.3物料卡壓堵塞撕裂

這種情況發(fā)生在溜槽下部，由于溜槽前沿和皮帶面之間的距離有限，且皮帶下方緩沖托輥呈間隔分布，自然承載力強(qiáng)度不均勻，當(dāng)所運(yùn)輸?shù)奈锪蠁蝹?cè)投影長度超過這個(gè)距離時(shí)，在特殊情況下容易使大塊物料卡在溜槽前沿與皮帶之間，強(qiáng)力擠壓皮帶造成撕裂。還有一種情況就是當(dāng)裝載點(diǎn)處給料突然增大，使皮帶裝料堵塞，在沒有因堵塞而造成系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，經(jīng)過長時(shí)間的摩擦，從而引起皮帶撕裂。

1.4異物損傷

這種損傷也發(fā)生在溜槽下部，有以下幾種情況。一是長桿狀利器壓力性劃傷。當(dāng)進(jìn)入溜槽異物的縱向尺寸大于其通過能力時(shí)，異物就會(huì)別在溜槽下部，通過皮帶向前運(yùn)動(dòng)增壓，從而劃傷皮帶。二是利器穿透皮帶卡在托輥上，上部被溜槽前沿?fù)踝?，形成利刀，在皮帶向前運(yùn)動(dòng)的過程中造成撕裂。三是其他損傷，例如托輥端蓋未焊好，自由旋轉(zhuǎn)的端蓋就像旋轉(zhuǎn)刀片一樣把皮帶割開。

皮帶縱向撕裂主要發(fā)生在機(jī)尾裝載點(diǎn)處，其主要原因就是上述分析之結(jié)果。從皮帶撕裂的原因分析：原因1、2可以歸之為可預(yù)知性皮帶撕裂，原因3、4可以歸之為未知性皮帶撕裂。針對(duì)原因1、2，如果我們積極消除現(xiàn)場導(dǎo)致發(fā)生撕裂的各種隱患，并完善各方面的措施，加強(qiáng)對(duì)操作及維修人員的安全教育，落實(shí)崗位責(zé)任制，就可以杜絕這方面撕裂事故的發(fā)生。而原因3、4一般情況下光靠人力很難杜絕，因?yàn)槠毫褧r(shí)基本上沒有明顯的征兆，因此現(xiàn)在很多檢測裝置也就應(yīng)運(yùn)而生了。從原因3、4我們不難發(fā)現(xiàn)皮帶撕裂時(shí)不外乎這兩種可能：一是皮帶被異物或大塊物料卡壓，造成皮帶反復(fù)被擦刮從而被撕裂。另一種情況是皮帶被利器直接孔穿，造成皮帶撕裂。

2.防止皮帶撕裂的應(yīng)對(duì)措施

為了防止皮帶撕裂，進(jìn)行皮帶的撕裂檢測，目前國內(nèi)外主要有以下幾種措施：

2.1從源頭主動(dòng)防止撕裂。加強(qiáng)物料質(zhì)量的控制，增加除雜設(shè)備進(jìn)行除雜。在初級(jí)皮帶前設(shè)置除大塊裝置，減少大塊物料進(jìn)入整個(gè)輸送系統(tǒng)。

2.2增大溜槽的通過能力。在溜槽寬度因皮帶寬度而決定的前提下，向上擴(kuò)大溜槽出口，盡量增大其通過能力，避免卡住雜物或大塊物料。

2.3加強(qiáng)設(shè)備的管理。提高皮帶巡視和檢查力度，特別是對(duì)帶式輸送機(jī)其他附屬設(shè)備的管理。如轉(zhuǎn)載漏斗、清掃器等設(shè)施的檢查，防止襯板等尖銳物件脫落。

2.4改善輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。通過降低落料點(diǎn)落差、增加緩沖格柵，細(xì)物料先于大塊物料下落等，減少?zèng)_擊，降低物料速度，減少雜質(zhì)插入皮帶的可能性。

2.5增設(shè)撕裂檢測裝置。當(dāng)皮帶發(fā)生撕裂時(shí)，在最短的時(shí)間內(nèi)盡快檢測出來，發(fā)出警報(bào)并停機(jī)，盡量降低撕裂長度，減少損失。

目前，帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)廠家及用戶都研制了一些皮帶防撕裂裝置和撕裂檢測裝置，取得了一定效果。但是皮帶撕裂是多種因素造成的，現(xiàn)有技術(shù)還不能完全避免皮帶撕裂。

目前應(yīng)用的皮帶防撕裂裝置主要是撕裂檢測裝置，一般設(shè)在落料點(diǎn)的位置，由傳感器和控制器組成。傳感器安裝在皮帶下方或溜槽旁邊，控制器安裝在機(jī)側(cè)或室內(nèi)。當(dāng)雜物撕裂皮帶后，穿透皮帶的雜物或物料觸碰傳感器，傳感器發(fā)出信號(hào)至控制器，控制器發(fā)出警報(bào)信號(hào)并且停機(jī)。此類的檢測裝置有多種形式，其基本原理相似，主要有：斗式開關(guān)、拉線開關(guān)、導(dǎo)電橡膠開關(guān)、全向輕觸開關(guān)等。這些檢測裝置可以起到較好的效果，尤其是對(duì)于中部較寬的皮帶及導(dǎo)料槽的槽角部位。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中還存在一些不足：

首先對(duì)于皮帶重載和空載的不同工況、皮帶無物料落下時(shí)的撕裂、皮帶的撕裂點(diǎn)不是落料點(diǎn)、皮帶邊緣撕裂等情況，這種檢測裝置不能發(fā)揮作用。

其次是皮帶表面破損后如果不能及時(shí)修補(bǔ)，容易使這種檢測裝置誤動(dòng)作，需要經(jīng)常調(diào)整。

因?yàn)槟壳笆褂玫钠毫褭z測裝置仍然存在許多不足，所以有的用戶認(rèn)為效果不好影響生產(chǎn)，將其停用甚至拆除。

2.6改進(jìn)皮帶本身的結(jié)構(gòu)。例如：提高皮帶的氣密性，防止芯層進(jìn)水、鋼絲繩銹蝕，要求生產(chǎn)廠家加強(qiáng)質(zhì)量控制，提高質(zhì)量。

2.7采用抗撕裂皮帶?？顾毫哑б凿摻z繩為縱向骨架材料，在帶體中加入橫向增強(qiáng)體作為防撕裂層。該層的結(jié)構(gòu)分為兩種：一種是采用掛膠網(wǎng)布（鋼網(wǎng)布或化纖網(wǎng)布）;另一種是采用橫向繩（鋼絲繩或化纖繩）。覆蓋層采用高強(qiáng)力、高彈性、耐磨性好的膠料（不同用途的覆蓋膠強(qiáng)力級(jí)別不同）。這種抗撕裂皮帶的成本較普通皮帶高約20%，但是其抗撕裂能力有限，對(duì)于過大的雜物作用不大，而且其中的橫向鋼絲處覆膠層較薄，一旦外露對(duì)皮帶的損傷會(huì)加劇。

2.8采用可檢測撕裂的皮帶。在皮帶中加入帶有閉合線圈的傳感器，檢測器安裝在帶式輸送機(jī)的易撕裂部位，檢測器與控制器相連。皮帶正常工作時(shí)，傳感器經(jīng)過檢測器，檢測器發(fā)出脈沖信號(hào);若皮帶撕裂，傳感器閉合線圈被切斷，當(dāng)其經(jīng)過檢測器時(shí)，檢測器停止發(fā)出脈沖信號(hào)，控制器接收不到脈沖信號(hào)，立即報(bào)警并停機(jī)。目前，此種皮帶國內(nèi)無法生產(chǎn)，成本較高。在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)榻宇^硫化工藝精度達(dá)不到要求、局部磨損等情況使誤動(dòng)作次數(shù)較多，國內(nèi)用戶很少使用。

3.建議和展望

通過以上情況分析，皮帶防撕裂首先應(yīng)從管理角度入手，進(jìn)行除雜控制，加強(qiáng)物料質(zhì)量的控制;加強(qiáng)設(shè)備管理，加強(qiáng)設(shè)備的巡視和動(dòng)態(tài)檢查。另外，從技術(shù)角度來看，還可以采取以下幾點(diǎn)措施：

3.1應(yīng)在皮帶沿線設(shè)置皮帶撕裂檢測裝置，不斷完善撕裂檢測裝置的可靠性，加強(qiáng)日常維護(hù)，減少故障和誤動(dòng)作。確保各種保護(hù)可靠、有效，嚴(yán)禁任何非正常狀態(tài)運(yùn)行。

3.2對(duì)皮帶的質(zhì)量提出較高的技術(shù)要求，提高承載面蓋膠的耐磨性。

3.3皮帶撕裂檢測裝置的檢測效果和皮帶撕裂記錄引入計(jì)算機(jī)管理，對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

3.4建立皮帶的檢測手段記錄分析制度，實(shí)事求是地長期跟蹤記錄分析，比較成本和效益等，得出正確結(jié)論。

3.5注意皮帶存儲(chǔ)時(shí)對(duì)皮帶的保護(hù)。

3.6綜合運(yùn)用皮帶的各種保護(hù)裝置，如跑偏開關(guān)、調(diào)偏裝置、防回程帶料裝置、防扯邊開關(guān)等，這些保護(hù)裝置對(duì)防止皮帶撕裂均能起到保護(hù)所用。

除了上述現(xiàn)階段采用的措施外，還應(yīng)長期跟蹤了解皮帶撕裂檢測裝置的新技術(shù)、新動(dòng)向，對(duì)于一些皮帶撕裂檢測裝置和抗撕裂皮帶新產(chǎn)品、新技術(shù)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，進(jìn)行試驗(yàn)和試用，以便最大程度上的避免皮帶撕裂事故，降低損失。