皮帶運輸機重載引起的故障分析

吳 斌

(潞安化工集團司馬煤業(yè)公司，山西 長治 047100)

0 引言

皮帶運輸機在貨物運輸及煤礦開采中的應用廣泛，是不可或缺的重載運輸設備。皮帶運輸機裝置安裝操作簡單，能夠消耗較少的電能實現(xiàn)運輸作業(yè)，能夠有效地提高企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)效率。然而，皮帶運輸機重載運行中極易發(fā)生啟動失敗、跑偏、異響、斷帶、起拱打折、逆轉飛車及打滑等故障，這些故障均與其重載因素相關[1-3]。從皮帶運輸機構成結構上看，皮帶運輸機主要為轉皮帶運輸機和側傾皮帶運輸機、爬坡皮帶運輸機等類型；從其用途來看，主要有難燃型膠帶、鋼繩芯高強度型膠帶及帆皮芯膠帶等類型，其中，鋼繩芯高強度型膠帶多應用于煤礦作業(yè)中。但不管哪種類型和用途的皮帶運輸機，其機架結構都是整體支撐性，由皮帶輥筒、傳輸裝置及皮帶輸送結構等構成，皮帶運輸機重載故障在各個結構中都較為常見。

1 皮帶運輸機故障分析

1.1 皮帶運輸機重載啟動失敗

皮帶運輸機重載啟動失敗故障主要表現(xiàn)為皮帶運輸機無法起車，出現(xiàn)耦合器太熱的故障，或出現(xiàn)耦合器噴油等問題，進而造成皮帶難以正常啟動。經(jīng)過實際檢測統(tǒng)計，皮帶運輸機耦合器規(guī)格及型號均能滿足其重載啟動運行的條件，但耦合器充液量與其負載略有出入，不相配套[4--5]。重新調(diào)整了耦合器油量，雙驅(qū)耦合器的油量補充至2～3點，而單驅(qū)動耦合器的油量應控制為3點，流程中每小時的流量應控制為5 400 t。同時，對啟動時間進行校核，結果顯示，因所用耦合器為雙倍延遲沖液腔結構，其啟動力矩同額定力矩比例能夠縮小為1.2倍，進而降低其啟動張力，使電機啟動過程中能夠在低啟動力矩狀態(tài)運轉，進而確保啟動的平穩(wěn)性。當然，延長啟動時間約25 s，也能防止啟動故障。

1.2 皮帶跑偏及使用壽命不長

皮帶跑偏：皮帶跑偏是皮帶運輸機重載常見的故障問題，嚴重影響煤礦作業(yè)生產(chǎn)，加之皮帶運輸機所運輸?shù)臑槊禾康纫兹夹晕镔|(zhì)，如果發(fā)生皮帶跑偏問題極易造成皮帶過熱的問題，溫度過高則會導致這些易燃物質(zhì)受熱燃燒，進而直接威脅作業(yè)人員的生命安全，給煤礦作業(yè)生產(chǎn)帶來嚴重影響[6-8]。然而，導致皮帶跑偏的直接原因是載重過大及分布不均勻，這種重載造成皮帶和滾筒間的角度發(fā)生改變，進而造成皮帶受熱后燃燒。同時，皮帶運輸機所輸送貨物未能均勻擺放也會導致皮帶跑偏。皮帶跑偏還會出現(xiàn)皮帶撒料的問題，在落料斗及導料槽裝置處常見散料，若煤炭物料不能在皮帶中心處，就會出現(xiàn)皮帶撒料的問題。在煤礦作業(yè)生產(chǎn)中，礦料具有黏性，皮帶運輸機運行一段時間后其托輥、滾筒上會粘上礦料，托輥、滾筒徑部分變大，導致皮帶張力不均，進而出現(xiàn)跑偏，此現(xiàn)象常見于短距離運輸。不過，托輥及滾筒按照位置不正也會出現(xiàn)跑偏故障，因為皮帶輸送帶在運行中會受到側向力的影響，在側向力帶動下極易跑偏。

皮帶壽命不長：此外，皮帶壽命不長也是導致皮帶運輸機重載故障的因素之一，其直接關系到煤礦作業(yè)生產(chǎn)運行的效率及成本。通常情況下，皮帶運輸機使用年限同其承載能力及生產(chǎn)質(zhì)量有極大關系，所以，在選擇皮帶運輸機型號時必須注重其使用功能及質(zhì)量、承載參數(shù)等數(shù)值，嚴禁購買和使用存儲時間過長、出現(xiàn)龜裂及老化等問題的皮帶。

1.3 皮帶運輸機異響及斷帶

在煤礦作業(yè)生產(chǎn)中，皮帶運輸機斷帶問題較為突出，一些企業(yè)為提高生產(chǎn)率常使皮帶持續(xù)運行，長期重載下的運行加大了皮帶斷裂的概率，進而影響其正常生產(chǎn)運行，甚至給作業(yè)人員帶來安全威脅[9-10]。此外，在皮帶運輸機持續(xù)運行中還會發(fā)生異常噪聲，這種噪聲的出現(xiàn)表示皮帶運輸機已經(jīng)出現(xiàn)異常故障，正常情況下皮帶運輸機運轉中的聲音較小，而導致其產(chǎn)生異常聲音的主要原因為重載運行環(huán)境中某些零部件發(fā)生了偏移，從而增加了皮帶運輸機軸承的內(nèi)部磨損，一旦重載軸承內(nèi)部磨損增加就會發(fā)生異常聲響。

1.4 皮帶起拱打折或打滑、逆轉飛車

皮帶起拱打折：物品運輸過程中，皮帶會出現(xiàn)打折或起拱的故障，這種故障多見于凸段皮帶橫截面的中間處，發(fā)生此故障的原因是在皮帶橫斷面中間處及外部的單位長度內(nèi)載重過重，這種集中載重所產(chǎn)生的拉力值超過皮帶承受力，導致皮帶同皮輪間形成滑動，皮帶滑到中間位置時就會出現(xiàn)拱起、打折的問題，加之此凸段的曲率半徑也會遭到槽角施加力的影響，若槽角不大，那么凸段的曲率半徑會變大，若槽角超過40°，在此條件下，皮帶運輸機的頭部及尾端都會發(fā)生打折及起拱的故障[11-12]。

皮帶打滑：此外，皮帶打滑也是皮帶運輸機重載運行中常見的故障問題。造成皮帶打滑故障的原因主要是皮帶表面除塵不力導致皮帶表面積聚了許多灰塵，加上重載運行中皮帶承載的壓力巨大，進而影響皮帶張力。同時，皮帶運轉過程中帶動其轉動的主動輪所施加的摩擦力相對較小，不能滿足皮帶運轉需要，也會造成主動帶輪間摩擦力抵消的問題，多見于皮帶松弛及超載。

逆轉飛車：逆轉飛車故障是皮帶運輸重載故障中最嚴重的故障，導致發(fā)生逆轉飛車故障的原因主要是載重的物料過重，超出了皮帶運輸機的荷載范圍，制動閘力矩不足，操作人員誤操作導致貨物反向輸送運行等。

2 皮帶運輸機重載故障處理措施

2.1 啟動失敗故障處理方法

在啟動失敗故障中，需要注重皮帶運輸機電機與液力耦合器型號的選擇，使其滿足每小時5 500 t的流量下的重載啟動要求，從而確保皮帶運輸機重載啟動的穩(wěn)定性和可靠性。當然，還需要同耦合器說明書所規(guī)定加油量進行比對，核實現(xiàn)場加油量，保證所加油量匹配電機功率要求。驗證皮帶運輸機重載啟動時間，科學設定檢測打滑開關的時間，防止尾部料點存在大量的壓煤，盡可能地降低運轉過程中的頻繁重載啟動。

2.2 皮帶跑偏及使用壽命不長處理措施

對于皮帶跑偏的問題，盡量避免過載及貨物分布不均勻的問題，嚴格檢查零部件質(zhì)量，所安裝的零部件必須是性能可靠的高質(zhì)量產(chǎn)品，皮帶接頭部位應保持平直狀態(tài)，如果長度超過10 m其直線度的公差應控制為2 cm內(nèi)，以防止皮帶接頭部件發(fā)生變形。同時嚴格管控皮帶接頭質(zhì)量，以防出現(xiàn)皮帶跑偏問題。調(diào)整改向滾筒和驅(qū)動滾筒也極為關鍵，滾筒安裝位置軸線應與皮帶運輸機長度中心線垂直，如果偏斜過大也會跑偏，若皮帶向滾筒左側跑偏應向前移動左側軸承座位，或向后移動右側軸承座，保證皮帶右側緊張或左側放松。調(diào)整皮帶尾部滾筒方法同調(diào)整頭部滾筒方法相反。鑒于皮帶撒料的現(xiàn)象首先應確保物料處于皮帶中心位置，日常維護過程中也應重點關注和檢查皮帶運輸機的輸送能力，嚴格貫徹皮帶跑偏及物料傾撒問題，一旦發(fā)現(xiàn)此問題，應及時調(diào)整皮帶，使其處于準確位置上，進而有效防止撒料問題的發(fā)生。

2.3 皮帶運輸機異響及斷帶故障處理

鑒于異常聲音故障，需要定期檢查并加固皮帶運輸機零部件，避免其出現(xiàn)松動，一旦發(fā)現(xiàn)異常聲音應即刻檢查，若為軸承磨損所致，應及時更換軸承，且加注潤滑油，若是軸承承載力未能滿足設計要求所致，必須重新選型并更換軸承。當然，對于皮帶運輸機斷帶問題的解決則需要依據(jù)皮帶養(yǎng)護及適用規(guī)程的相關要求及時更換，同時選用高韌性高強度的優(yōu)質(zhì)皮帶，定時檢查皮帶運行溫度，一旦發(fā)現(xiàn)皮帶運行溫度高于正常運行溫度就及時冷卻，甚至停止運行進行檢修，以免皮帶發(fā)生斷帶。此外，還應加設皮帶運輸機運行斷帶保護裝置，以延長皮帶運行時間和避免斷帶的發(fā)生。

2.4 皮帶打折起拱或打滑、逆轉飛車故障處理

皮帶打折起拱或打滑的處理：針對皮帶打折起拱或打滑故障，可以采取針對性的措施進行處理。灰塵累積是導致皮帶打滑的主要因素，所以要定期清除皮帶表明灰塵，并確保其干凈；對于主動輪施加的摩擦力不能滿足皮帶運轉需要的問題，則可通過張緊措施進行處理，皮帶張緊后能夠明顯改善打滑現(xiàn)象。然而，如果皮帶發(fā)生了塑性變形，則應減掉變形部位，處理時要依據(jù)主動帶輪表面的皮帶來提高其摩擦力。對于皮帶打折及起拱故障，應增加皮帶曲率半徑，盡可能的降低槽角，以確保皮帶運輸機平穩(wěn)過度，也可利用減小槽角確保曲率半徑的方法進行處理。

逆轉飛車的處理：處理逆轉飛車故障必須制定可行且有效的處理措施，首先應控制皮帶運輸機上的煤炭運送量，避免出現(xiàn)超負荷運轉的問題，對于制動閘力矩則應定期調(diào)整，使其符合緊急制動的相關要求。輸送機操作人員應認真負責，嚴禁疏忽大意，確保其嚴格按照操作規(guī)程及制度進行操作，防止出現(xiàn)誤操作的問題。同時，還應從設備及技術方面進行保護和預防，比如加設逆止器設備等。

3 結語

綜上，在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，皮帶運輸機是重要的機械設備，直接影響著煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。所以，必須強化維護皮帶運輸機設備，深入分析其常見故障，做好故障預防以降低其故障發(fā)生率，延長皮帶運輸機設備的使用壽命，為煤礦企業(yè)的作業(yè)生產(chǎn)提供重要保障。