皮带转向装置运行的可靠性分析

李争春

(西山煤电(集团)公司 马兰矿，山西 古交 030205)

煤炭企业生产中使用的设备种类众多，却很少有人对其进行可靠性分析。对设备的运行状况进行可靠性分析，是从20世纪40年代开始的[1]。对设备可靠性的一般认识是：一套设备尽管各项性能很先进，但是如果不可靠，运行中故障不断、维修难度大，那么这套设备性能再优良也是没有意义的。因此，一套设备是否满足使用要求，必须具备两个条件：1) 设备的性能指标要与使用目的一致。2) 设备在使用中继续满足要求的可能性有多大，故障率要低，维修难度要小。前者研究的是设备的使用价值，后者研究的就是设备的可靠性。

1 安装皮带转向装置的现场情况

西山煤电集团公司马兰矿在对南翼下组煤集中皮带转运煤巷与联络巷的技术改造中提出了使用皮带转向装置的设想。经过市场调查与比较，将徐州中国矿大机电科技有限公司的ZX-1200型(固定角度)转向装置(专利产品)作为选型设计[2-6]。

南冀下组集中皮带转运煤巷全长1 100 m，巷道净宽5 m，净断面17.3 m2，是南翼下组煤采区的煤炭集中皮带转运巷，巷道铺设1200型皮带输送机1部，全长1 100 m，担负的运力为1 000 t/h。改造前，南冀下组煤采区通过转运巷皮带将煤转运至井底3#煤仓，然后通过主斜皮带转运至地面，因井底3#煤仓建矿时设计为掘进仓，蓄煤量为800 t，不能满足南冀下组煤生产的要求。为提高南冀下组8#煤采区运煤系统的储运能力，决定对运煤系统进行改造，将原煤转运至仓储能力较大的井底1#煤仓，见图1。

图1 南翼下组集中皮带转运煤巷与联络巷巷道布置图

由于改走井底1#煤仓需将铺设在南翼下组集中皮带转运煤巷全长1 100 m的1200型皮带输送机，在1 055 m处顺煤流方向左转40.08°的位置安装ZX-1200型 (固定角度) 转向装置，使南翼下组集中皮带转运煤巷与联络巷相连，联络巷全长45 m。

2013年5月1日，ZX-1200型转向装置安装调试、带料试运行。经过6个月的运行，所有指标均达到了设计要求，运行状态良好，达到了预期效果。

2 可靠性测试的基本要求和做法

为了证实设备在使用中继续满足要求的可能性，2013年7月1日—31日运用可靠性工程理论，对皮带转向装置进行了为期31个班、检测62 次的可靠度跟踪测试。跟踪测试的基本要求和做法：

1) 每天跟踪1个运行班，每班跟踪测试时间不得少于2 h。

2) 每班在跟踪的时间内要有专人负责测试的观察与记录，记录次数2次，间隔1 h以上。

3) 观察与记录的内容：皮带运行情况、转向滚筒运行情况、换向滚筒运行情况、转向滚筒上纺锤型卫星辊运行情况、皮带清扫器运行情况、缓冲床工作情况、挡煤板工作情况、过渡架运行情况等8项。

范坚强灭掉手中的烟丝，把头低下来，对着小孔说：“你不要白费力气了，老老实实地待着。”一杭绝望地坐在冰凉的地上，感觉自己正处于地心深处，他想象自己在这古墓一样的石屋里变成骷髅。我已经死了。他想，与世隔绝就等于死亡。当人们逐渐把你忘记，你也将忘记他们。那时，你与这个社会所建立起来的契约便自行解除。

4) 8项观察内容均设：正常、异常、故障和异常与故障说明等4个记录事项。

5) 分别设定正常、异常、故障的测试标准，见表1。

6) 使用统计概率分析法描述设备正常运行的状态，证实设备可靠性的结论。

表1 正常、异常、故障的测试标准表

3 分项可靠性分析

跟踪测试结束后，对8项测试的观察与记录内容进行整理与分析。

1) 皮带及转向滚筒运行情况分析见表2。

表2 皮带及转向滚筒运行情况表

2) 换向滚筒及卫星辊运行情况分析见表3。

3) 皮带清扫器及缓冲床工作状况分析见表4。

4) 挡煤板及过渡架工作状况分析见表5。

表3 换向滚筒及卫星辊运行情况表

4 综合分析

从上述分析可以看出，所列出的皮带转向装置的8项跟踪测试项目的正常运行状态概率分别为：皮带运行0.968；转向滚筒0.952；换向滚筒1.00；卫星辊0.936；清扫器1.00；缓冲床1.00；挡煤板1.00；过渡架0.952。可见，运行都是稳定可靠的。为了进一步证实其设备的可靠性，下面进行综合分析。

表4皮带清扫器及缓冲床工作状况表

表5挡煤板及过渡架工作状况表

4.1 测试时间的确定

1) 总测试时间的确定。

总测试时间是各项测试时间乘积之和，故：

T总=8×62=496 h

2) 总正常运行时间的确定。

总正常测试时间是各项测试正常运行时间之和，故：

T正常=60+59+62+58+62+62+62+59=484 h

3) 总异常运行时间的确定。

总异常测试时间是各项异常运行时间之和，故：

T异常=2+3+0+2+0+0+0+3=10 h

4) 总故障停机时间的确定。

总故障停机时间是各故障停机时间之和，因此有：

T故障=0+0+0+2+0+0+0+0=2 h

4.2 可靠度的计算

可靠度是用概率表征的设备或系统的耐用程度。

1) 正常运行的可靠度，用r'正常表示：

r'正常=T正常/T总=484 / 496=0.976

2) 异常运行的概率，用r'异常表示：

r'异常=T异常/T总=10/ 496=0.020

3) 故障停机的概率，用r'故障表示：

r'故障=T故障/T总=2 / 496=0.004

5 结 论

1) 经上述分项分析与综合分析，得出了用概率描述的皮带转向装置的可靠度为0.976，证实了设备在使用中继续满足要求的可能性与可靠性。同时也可以看到设备异常运行的概率和故障停机的概率分别为0.020和0.004，说明设备异常运行和故障运行的可能性是存在的，但出现的机会较小，只要加强设备的运行监控与使用管理，完全可以预防与杜绝设备故障。

2) 马兰矿对运行中的设备进行可靠性分析，目的是把可靠性工程理论应用于设备管理实践的同时，验证皮带运输系统选用转向装置的可行性与可靠性。

参 考 文 献

[1]宋 戈，盖仁龙.可调角度平面转向滚筒：中国，202234198[P].2009-9-3.

[2]张 勇.带式输送机转弯装置的使用[J].矿业快报，2007(6)：83-84.

[3]尹建国，张玉明，刘国栋，等.SSJ-800皮带机转弯装置在我矿的应用实践[J].煤矿现代化，2008(2)：77-78.

[4]李宪颖，张 雷.带式输送机转弯装置在煤矿井下的研究与应用[J].煤炭技术，2007(9)：6-7.

[5]赵世旭.煤矿大型带式输送机安装转向装置的设计研究[C].第八届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集，2013(10月刊)：438-441.

[6]许润莲.皮带运输机常见故障的分析与处理[J].山西能源与节能，2008(6)：17-20.