皮带运输机重载引起的故障分析

2020-01-01吴斌

陕西煤炭 2020年6期

吴斌

(潞安化工集团司马煤业公司，山西长治 047100)

0 引言

皮带运输机在货物运输及煤矿开采中的应用广泛，是不可或缺的重载运输设备。皮带运输机装置安装操作简单，能够消耗较少的电能实现运输作业，能够有效地提高企业的生产作业效率。然而，皮带运输机重载运行中极易发生启动失败、跑偏、异响、断带、起拱打折、逆转飞车及打滑等故障，这些故障均与其重载因素相关[1-3]。从皮带运输机构成结构上看，皮带运输机主要为转皮带运输机和侧倾皮带运输机、爬坡皮带运输机等类型；从其用途来看，主要有难燃型胶带、钢绳芯高强度型胶带及帆皮芯胶带等类型，其中，钢绳芯高强度型胶带多应用于煤矿作业中。但不管哪种类型和用途的皮带运输机，其机架结构都是整体支撑性，由皮带辊筒、传输装置及皮带输送结构等构成，皮带运输机重载故障在各个结构中都较为常见。

1 皮带运输机故障分析

1.1 皮带运输机重载启动失败

皮带运输机重载启动失败故障主要表现为皮带运输机无法起车，出现耦合器太热的故障，或出现耦合器喷油等问题，进而造成皮带难以正常启动。经过实际检测统计，皮带运输机耦合器规格及型号均能满足其重载启动运行的条件，但耦合器充液量与其负载略有出入，不相配套[4--5]。重新调整了耦合器油量，双驱耦合器的油量补充至2～3点，而单驱动耦合器的油量应控制为3点，流程中每小时的流量应控制为5 400 t。同时，对启动时间进行校核，结果显示，因所用耦合器为双倍延迟冲液腔结构，其启动力矩同额定力矩比例能够缩小为1.2倍，进而降低其启动张力，使电机启动过程中能够在低启动力矩状态运转，进而确保启动的平稳性。当然，延长启动时间约25 s，也能防止启动故障。

1.2 皮带跑偏及使用寿命不长

皮带跑偏：皮带跑偏是皮带运输机重载常见的故障问题，严重影响煤矿作业生产，加之皮带运输机所运输的为煤炭等易燃性物质，如果发生皮带跑偏问题极易造成皮带过热的问题，温度过高则会导致这些易燃物质受热燃烧，进而直接威胁作业人员的生命安全，给煤矿作业生产带来严重影响[6-8]。然而，导致皮带跑偏的直接原因是载重过大及分布不均匀，这种重载造成皮带和滚筒间的角度发生改变，进而造成皮带受热后燃烧。同时，皮带运输机所输送货物未能均匀摆放也会导致皮带跑偏。皮带跑偏还会出现皮带撒料的问题，在落料斗及导料槽装置处常见散料，若煤炭物料不能在皮带中心处，就会出现皮带撒料的问题。在煤矿作业生产中，矿料具有黏性，皮带运输机运行一段时间后其托辊、滚筒上会粘上矿料，托辊、滚筒径部分变大，导致皮带张力不均，进而出现跑偏，此现象常见于短距离运输。不过，托辊及滚筒按照位置不正也会出现跑偏故障，因为皮带输送带在运行中会受到侧向力的影响，在侧向力带动下极易跑偏。

皮带寿命不长：此外，皮带寿命不长也是导致皮带运输机重载故障的因素之一，其直接关系到煤矿作业生产运行的效率及成本。通常情况下，皮带运输机使用年限同其承载能力及生产质量有极大关系，所以，在选择皮带运输机型号时必须注重其使用功能及质量、承载参数等数值，严禁购买和使用存储时间过长、出现龟裂及老化等问题的皮带。

1.3 皮带运输机异响及断带

在煤矿作业生产中，皮带运输机断带问题较为突出，一些企业为提高生产率常使皮带持续运行，长期重载下的运行加大了皮带断裂的概率，进而影响其正常生产运行，甚至给作业人员带来安全威胁[9-10]。此外，在皮带运输机持续运行中还会发生异常噪声，这种噪声的出现表示皮带运输机已经出现异常故障，正常情况下皮带运输机运转中的声音较小，而导致其产生异常声音的主要原因为重载运行环境中某些零部件发生了偏移，从而增加了皮带运输机轴承的内部磨损，一旦重载轴承内部磨损增加就会发生异常声响。

1.4 皮带起拱打折或打滑、逆转飞车

皮带起拱打折：物品运输过程中，皮带会出现打折或起拱的故障，这种故障多见于凸段皮带横截面的中间处，发生此故障的原因是在皮带横断面中间处及外部的单位长度内载重过重，这种集中载重所产生的拉力值超过皮带承受力，导致皮带同皮轮间形成滑动，皮带滑到中间位置时就会出现拱起、打折的问题，加之此凸段的曲率半径也会遭到槽角施加力的影响，若槽角不大，那么凸段的曲率半径会变大，若槽角超过40°，在此条件下，皮带运输机的头部及尾端都会发生打折及起拱的故障[11-12]。

皮带打滑：此外，皮带打滑也是皮带运输机重载运行中常见的故障问题。造成皮带打滑故障的原因主要是皮带表面除尘不力导致皮带表面积聚了许多灰尘，加上重载运行中皮带承载的压力巨大，进而影响皮带张力。同时，皮带运转过程中带动其转动的主动轮所施加的摩擦力相对较小，不能满足皮带运转需要，也会造成主动带轮间摩擦力抵消的问题，多见于皮带松弛及超载。

逆转飞车：逆转飞车故障是皮带运输重载故障中最严重的故障，导致发生逆转飞车故障的原因主要是载重的物料过重，超出了皮带运输机的荷载范围，制动闸力矩不足，操作人员误操作导致货物反向输送运行等。

2 皮带运输机重载故障处理措施

2.1 启动失败故障处理方法

在启动失败故障中，需要注重皮带运输机电机与液力耦合器型号的选择，使其满足每小时5 500 t的流量下的重载启动要求，从而确保皮带运输机重载启动的稳定性和可靠性。当然，还需要同耦合器说明书所规定加油量进行比对，核实现场加油量，保证所加油量匹配电机功率要求。验证皮带运输机重载启动时间，科学设定检测打滑开关的时间，防止尾部料点存在大量的压煤，尽可能地降低运转过程中的频繁重载启动。

2.2 皮带跑偏及使用寿命不长处理措施

对于皮带跑偏的问题，尽量避免过载及货物分布不均匀的问题，严格检查零部件质量，所安装的零部件必须是性能可靠的高质量产品，皮带接头部位应保持平直状态，如果长度超过10 m其直线度的公差应控制为2 cm内，以防止皮带接头部件发生变形。同时严格管控皮带接头质量，以防出现皮带跑偏问题。调整改向滚筒和驱动滚筒也极为关键，滚筒安装位置轴线应与皮带运输机长度中心线垂直，如果偏斜过大也会跑偏，若皮带向滚筒左侧跑偏应向前移动左侧轴承座位，或向后移动右侧轴承座，保证皮带右侧紧张或左侧放松。调整皮带尾部滚筒方法同调整头部滚筒方法相反。鉴于皮带撒料的现象首先应确保物料处于皮带中心位置，日常维护过程中也应重点关注和检查皮带运输机的输送能力，严格贯彻皮带跑偏及物料倾撒问题，一旦发现此问题，应及时调整皮带，使其处于准确位置上，进而有效防止撒料问题的发生。

2.3 皮带运输机异响及断带故障处理

鉴于异常声音故障，需要定期检查并加固皮带运输机零部件，避免其出现松动，一旦发现异常声音应即刻检查，若为轴承磨损所致，应及时更换轴承，且加注润滑油，若是轴承承载力未能满足设计要求所致，必须重新选型并更换轴承。当然，对于皮带运输机断带问题的解决则需要依据皮带养护及适用规程的相关要求及时更换，同时选用高韧性高强度的优质皮带，定时检查皮带运行温度，一旦发现皮带运行温度高于正常运行温度就及时冷却，甚至停止运行进行检修，以免皮带发生断带。此外，还应加设皮带运输机运行断带保护装置，以延长皮带运行时间和避免断带的发生。

2.4 皮带打折起拱或打滑、逆转飞车故障处理

皮带打折起拱或打滑的处理：针对皮带打折起拱或打滑故障，可以采取针对性的措施进行处理。灰尘累积是导致皮带打滑的主要因素，所以要定期清除皮带表明灰尘，并确保其干净；对于主动轮施加的摩擦力不能满足皮带运转需要的问题，则可通过张紧措施进行处理，皮带张紧后能够明显改善打滑现象。然而，如果皮带发生了塑性变形，则应减掉变形部位，处理时要依据主动带轮表面的皮带来提高其摩擦力。对于皮带打折及起拱故障，应增加皮带曲率半径，尽可能的降低槽角，以确保皮带运输机平稳过度，也可利用减小槽角确保曲率半径的方法进行处理。

逆转飞车的处理：处理逆转飞车故障必须制定可行且有效的处理措施，首先应控制皮带运输机上的煤炭运送量，避免出现超负荷运转的问题，对于制动闸力矩则应定期调整，使其符合紧急制动的相关要求。输送机操作人员应认真负责，严禁疏忽大意，确保其严格按照操作规程及制度进行操作，防止出现误操作的问题。同时，还应从设备及技术方面进行保护和预防，比如加设逆止器设备等。