礦用帶式輸送機常見故障及對策分析

鄢 闖

(神東皮帶機公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010)

0 引言

長距離、重負載、高速度是目前帶式輸送機的發(fā)展方向，以此為背景，良好的帶式輸送機質(zhì)量就顯得尤為重要，不僅可以提高運輸效率，也能保障安全生產(chǎn)。目前，我國帶式輸送機常見故障處理方面還存在一定的問題，需要針對故障進行定向的分析，從而制定對策，在保證科學性和合理性的前提下，為礦井的安全運輸提供保障。同時，也需要提高工作人員的專業(yè)程度和技能水平，將人為失誤降到最低，從而提高礦井的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。對輸送機實際的安設(shè)和使用過程，也要按照規(guī)程操作，避免影響井下的運輸效率和質(zhì)量，甚至危害井下人員的人身安全的事故出現(xiàn)。因此，需要對常見的故障進行整合，并且制定出相應(yīng)的解決方案，不僅可以提供良好的生產(chǎn)條件，還可以保障礦井工作人員的生命安全，為礦井的安全生產(chǎn)和運輸?shù)於◤娪辛Φ幕A(chǔ)。

1 帶式輸送機應(yīng)用現(xiàn)狀

以神東集團為例，帶式輸送機早已經(jīng)成為各礦井和洗選煤廠煤炭、矸石等的運輸設(shè)備。采高越大的工作面，對與之配套的帶式輸送機的運輸能力和運輸質(zhì)量的要求就越高。目前神東各礦井單位，主要采用可伸縮帶式輸送機運輸，1～1.8 m帶寬不等，并且將其作為主要的運輸設(shè)備。由于距離較長、載荷較重、帶速較高、機體較笨重且體積較大的特點，而且輸送帶既是傳動體，又是承載體，所以在運轉(zhuǎn)中，各類方向、大小和性質(zhì)都相異的負載都作用到輸送帶上[1]，其應(yīng)力狀態(tài)難以想象的復(fù)雜。因此，輸送機在運輸過程中會有各種各樣破壞穩(wěn)定工況的因素，從而導致運輸質(zhì)量受到影響，并且工作人員操作不規(guī)范、維修和保養(yǎng)不到位等問題，也會更加嚴重的影響礦井的生產(chǎn)效率。而且隨著帶式輸送機長度及運輸量的逐步增長，帶式輸送機的啟動慣性和運行阻力也大幅增加。因此無論是在設(shè)計選型還是使用過程，控制系統(tǒng)都面臨很大的挑戰(zhàn)，所以合理的理論分析，才能合理的應(yīng)用設(shè)備[2]。

2 常見故障分析

2.1 輸送帶跑偏

輸送機安裝質(zhì)量不合格：在井下輸送機的安設(shè)，需要按照設(shè)計規(guī)則以及使用說明書嚴格執(zhí)行，并且要保證驅(qū)動部和機尾部的中心線在同一條直線上，否則，就會導致輸送帶在實際運行中跑偏。礦用帶式輸送機的輸送帶主要有2類，為鋼絲繩芯和織物芯輸送帶。它們均是由輸送帶母體和縱向的承載芯質(zhì)物粘合而成的復(fù)合體[3]。對于長距離、重負載、高帶速的帶式輸送機系統(tǒng)還是應(yīng)用鋼絲繩芯輸送帶較多。當受到外力時，輸送帶不僅呈現(xiàn)鋼絲繩的彈性，而且還具有橡膠的非線性，這種龐雜的力學特征叫做粘彈性。所以，要先創(chuàng)建輸送帶的動力學模型分析，再建立帶式輸送機系統(tǒng)的數(shù)學模型進行動態(tài)特性的研究，此為重中之重[4]。在輸送機運行的過程中，引起輸送帶跑偏的主要原因，是與輸送帶中心線垂直的側(cè)向拉力大于托輥對輸送帶擠壓力。因此，準確的理論分析能讓我們更多地掌握輸送帶的力學特性，不僅預(yù)防或者避免輸送帶跑偏問題，還可以作為分析研究輸送帶張緊方面問題的部分理論依據(jù)。

托輥質(zhì)量不合格：托輥是帶式輸送機的主要部件之一，起著調(diào)節(jié)、支撐和運輸?shù)淖饔?。①托輥質(zhì)量不合格，就會導致托輥曲面的光滑程度不一致，也會存在同一托輥軸徑不等的情況，而使輸送帶兩側(cè)的托輥對輸送帶側(cè)向擠壓力不同，導致輸送帶向擠壓力小的一側(cè)跑偏；②托輥的負載能力、運行質(zhì)量及使用壽命主要由軸承的品質(zhì)及運轉(zhuǎn)狀態(tài)決定，而軸承的運轉(zhuǎn)狀態(tài)又決定于使用環(huán)境、潤滑程度、安裝質(zhì)量和軸及軸承座的剛度等。其中，托輥軸的受力形變是降低托輥性能、質(zhì)量與使用時間的主要因素[5]。

2.2 輸送機斷帶

輸送機的斷帶是相對較為嚴重的輸送機故障，會導致輸送過程無法進行，需要大規(guī)模的檢修和維護，嚴重影響生產(chǎn)效率。

輸送帶的張緊力不符合生產(chǎn)需求：①輸送帶鋪設(shè)時需按照實際的生產(chǎn)需求控制輸送帶的張緊力，從而提高輸送帶張緊程度。如果安設(shè)時，操作人員不能夠依照規(guī)范或標準進行，且有較大的隨意性，不符合設(shè)計施工要求，一旦導致張力過大，就造成了輸送帶的斷裂，或者出現(xiàn)斷層的現(xiàn)象，對于生產(chǎn)效率和工作人員的安全都是極大的隱患；②輸送機要健康運轉(zhuǎn)，就提供適當?shù)膹埦o力保證輸送帶和滾筒之間充足的摩擦力[6]，既要避免因為張緊力過小導致輸送機在啟動時的增速過程和運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，又要避免張緊力過大引起的輸送機運行阻力和張緊沖擊力增大。而這樣就需要相應(yīng)的提高輸送帶的強度才能保證輸送機正常運轉(zhuǎn)，所以就造成了整機設(shè)計選型浪費，并且?guī)戆踩[患。張緊力與驅(qū)動滾筒和帶面間的摩擦力成正比，因此計算輸送帶的最小張緊力不僅是帶式輸送機設(shè)計的關(guān)鍵[7]，在經(jīng)濟與安全方面也是需要著重考量的。

輸送帶的質(zhì)量較差：輸送帶的質(zhì)量也是重要的性能指標之一，選擇滿足生產(chǎn)和運輸需求的輸送帶，才能保證承載能力和運輸質(zhì)量，當輸送機長時間、高速、高負載、長距離運輸時，會使輸送帶的張力始終保持在一個極限值，嚴重就會造成輸送帶斷裂的現(xiàn)象。而且輸送帶價格昂貴，最高占用整條帶式輸送機制造費用的50%，維護成本巨大，因此，良好的輸送帶質(zhì)量，可以間接的降低生產(chǎn)成本。

2.3 輸送機電機燒毀

對故障案例研究分析可知，帶式輸送機電機被燒毀的主要原因可以分為以下2種。

輸入電壓不穩(wěn)定：輸送機電機的輸入電壓需要相對穩(wěn)定，不穩(wěn)定的輸入電壓極易造成電機燒毀。由于人員的理論知識水平和經(jīng)驗技能的差異，以及不可控的天氣因素，就容易造成電機輸入電壓不穩(wěn)定的情況。在檢修的過程中不能夠嚴格的按照檢測標準進行輸入電壓的選擇和調(diào)整，不能夠合理地對輸入電壓進行控制，也會導致運行過程中出現(xiàn)電壓擊穿電機匝圈的現(xiàn)象，從而燒毀輸送機的電機[8]。

輸送機超負荷：在實際的生產(chǎn)過程中，有時為了保證運輸量，帶式輸送機會長時間臨近或保持在最大承載重量的狀態(tài)，導致輸送機在極限負載狀態(tài)下運行，電機的溫度上升，當電機的負載量到達峰值，會觸發(fā)相關(guān)保護裝置，從而停電停機，但是往往這個過程相對較短，一段時間過后，電機會再次啟動，這一瞬間的高負載運行就會造成電機溫度極度增高，從而燒毀電機。

2.4 輸送帶撕裂

帶式輸送機的管理不到位：輸送帶縱向撕裂是會造成極大危害的一種破壞形式，它主要是指帶式輸送機運行過程中尖利物體(物料或雜物)插入輸送帶或輸送帶中鋼絲抽出造成輸送帶的縱撕，以及帶式輸送機零部件安設(shè)欠妥導致尖銳鐵器長期摩擦和刮扯輸送帶造成的撕裂[9]。輸送帶撕裂具有偶然性，但危害極大，如未及時發(fā)現(xiàn)和采取控制補救措施就會導致整條輸送帶的撕裂[10]，而且長期摩擦和刮扯引起的高溫易引起火災(zāi)，造成傷亡并帶來經(jīng)濟損失。所以對輸送帶撕裂的監(jiān)護及檢測管理，一定要受到重視。

輸送帶的接頭斷裂：帶式運輸機的輸送帶比較容易出現(xiàn)接頭不平整的問題，導致其接頭抗拉強度不一致，在輸送帶張力較大的情況下就容易發(fā)生輸送帶接頭斷裂現(xiàn)象。不僅如此，輸送帶接頭邊緣橡膠老化，會使帶芯層進水，引起鋼絲繩芯銹蝕抽出，也會造成接頭斷裂。

3 故障的對策分析

為了提高運輸效率，需要在輸送機運輸過程中提高故障類別的統(tǒng)計分析、原因查找和故障處理能力，主要可以分為以下幾點著重進行分析。

3.1 提高輸送機的鋪設(shè)質(zhì)量

人員的管理和監(jiān)督：在輸送機的安設(shè)過程中需要加強對人員的管理和監(jiān)督，使其能夠按照規(guī)范和標準執(zhí)行，并且要有專業(yè)的技術(shù)人員來到現(xiàn)場進行指導，對出現(xiàn)的問題實時反饋并且解決。在安裝完成之后，還需要對輸送機的各項數(shù)據(jù)進行測試，保證較好的安裝質(zhì)量。

建立合理的力學模型：理論分析方面要建立準確的輸送帶動力學模型，并保證以此為基礎(chǔ)所建立的帶式輸送機系統(tǒng)的模型能夠準確反映實際的運行情況[11]，也要保證對其系統(tǒng)分析研究的準確和合理，用以輔助指導實際安裝。

3.2 采購和制造質(zhì)量合格的產(chǎn)品

采購產(chǎn)品：煤礦企業(yè)采購的產(chǎn)品有著價格昂貴、種類數(shù)量繁多的特點。因此，就需要選擇一個信譽度較好并且生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求的廠家進行購買，使購回輸送機的配件質(zhì)量能夠得到保證，并且還需要經(jīng)過實際的校驗才可以投入到實際的使用過程中。

自制產(chǎn)品：對于自制的產(chǎn)品，改進設(shè)計結(jié)構(gòu)、優(yōu)化工藝方法，在不浪費資源的前提下，通過優(yōu)秀的設(shè)計方案，使用合理先進的設(shè)備、工藝、工裝和監(jiān)測儀器等，達到提升產(chǎn)品性能、質(zhì)量和工作壽命的目的，從而節(jié)約成本，創(chuàng)造效益。

3.3其他措施

提供穩(wěn)定的用電環(huán)境：帶式輸送機電機需要一定的保護，基于此，就必須在運轉(zhuǎn)的過程提供一個穩(wěn)定的輸入電壓和電流，定期對供電設(shè)備、開關(guān)進行檢修和整定，合規(guī)合理地布置供電網(wǎng)絡(luò)，并保證供電網(wǎng)絡(luò)的正常運行，塑造一個穩(wěn)定的用電環(huán)境，減少用電事故。

嚴禁輸送機超負荷運轉(zhuǎn)：煤炭開采不能一味的追求生產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，需要對帶式輸送機的極限運輸能力進行一定的考慮，并且還要做到禁止超載、超速的生產(chǎn)現(xiàn)象，保障安全生產(chǎn)，避免由于超負荷運轉(zhuǎn)而造成的安全問題。

提高輸送機的檢修和維護質(zhì)量：礦用帶式輸送機需要日常和定期的檢修維護。日常檢修和維護是保證設(shè)備工作狀態(tài)的基礎(chǔ)，須做到規(guī)范化和標準化[12]。定期檢修和維護是有計劃的預(yù)防性檢護，以人的觀察和經(jīng)驗為手段，同時還要配有相應(yīng)的檢查工具和儀器。對于輸送機的易損部件，出現(xiàn)問題要及時更換，從而保障設(shè)備的質(zhì)量，使設(shè)備在最佳運行狀態(tài)下工作；另外就是當設(shè)備故障時，以最快速度修復(fù)，減少影響時間。

提高輸送帶的接頭質(zhì)量：輸送帶接頭的連接是鋪設(shè)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，接頭的方法應(yīng)按照廠商的相關(guān)規(guī)定或提供的資料進行[13]。輸送帶接頭連接時，要在專業(yè)人員的指導下，并應(yīng)讓具有實際經(jīng)驗的技術(shù)工人操作，且應(yīng)試連接，并進行拉伸試驗，接頭質(zhì)量應(yīng)達到原輸送帶破斷強度的85%～90%，試連接的操作要與正式連接相同。只有如此，才能夠保證連接過程中的準確性，在連接之后，在接頭中心處做永久標識。

4 結(jié)語

綜上，目前礦用帶式輸送機在運行中仍有一定的改進空間。生產(chǎn)制造過程要保證產(chǎn)品質(zhì)量，安裝過程要保證施工質(zhì)量，運行過程要進行日常和定期的維護檢修，并且要針對常見故障提出合理的對策措施，才能有效提高煤礦的運輸效率和質(zhì)量。本次的探討只是對一些常見故障的初步分析研究，隨著科學技術(shù)不斷進步發(fā)展，輸送帶故障的解決方法會越來越多。