刮板输送机传动装置故障分析及运行监测研究

＊薛书伟

（山西焦煤汾西矿业曙光煤矿 山西 033000）

刮板输送机作为一种重要的物料搬运设备，在矿山、港口和发电厂等工业领域中得到广泛应用。然而，由于长时间高强度的运转，刮板输送机的传动装置容易出现故障，严重影响其运行效率和可靠性。因此，对刮板输送机传动装置的故障分析和运行监测具有重要意义，可以提供科学有效的方法和手段来预测和诊断故障，从而降低设备运行维护成本，提高生产效率。

1.刮板输送机传动装置概述

（1）刮板输送机的工作原理。刮板输送机是一种常用的物料输送设备，其工作原理主要是通过刮板的运动将物料从一处输送到另一处。刮板输送机的工作原理可以分为以下几个方面。

①刮板输送机是通过刮板链条的运动来实现物料的输送。刮板链条由若干个刮板和连接链环组成，通过电机驱动链轮的转动，从而带动刮板链条的运动。当刮板链条运动时，刮板与物料接触，将物料从刮板机的进料口输送到出料口。

②刮板输送机还通过刮板的刮擦作用将物料从输送机的进料口推向出料口。刮板通常由耐磨材料制成，可以有效地将物料从输送机的进料口搬运到出料口。刮板与输送机的输送槽之间有适当的间隙，以确保刮板能够顺利地刮擦物料，并将其推向出料口。

③刮板输送机的工作原理还涉及到刮板链条的张紧和保持适当的张力。刮板链条的张紧通常通过调整张紧装置来完成，以确保刮板链条能够稳定地运行。为了保持刮板链条的适当张力，还需要定期检查和更换刮板链条的损坏部件。

④刮板输送机的工作原理还与物料的性质有关。不同性质的物料对刮板输送机的工作性能有一定的影响。例如，粘性物料可能会在刮板链条上粘附，影响刮板链条的运行。因此，在使用刮板输送机时，需要根据物料的性质来选择合适的刮板材料和适当的工作参数。

⑤刮板输送机的工作原理主要包括刮板链条的运动、刮板的刮擦作用、刮板链条的张紧和物料的性质等方面。了解刮板输送机的工作原理对于故障分析和运行监测具有重要的意义，可以帮助我们更好地维护和管理刮板输送机的运行。

（2）传动装置的结构功能。传动装置是刮板输送机的核心部件之一，其主要功能是将电动机的动力传递给刮板输送机的刮板链，使其能够正常运行。传动装置的结构设计和功能的合理性对刮板输送机的正常运行起着至关重要的作用。

传动装置主要由电动机、减速器、联轴器和刮板链轮组成。电动机作为传动装置的动力来源，通过减速器将高速转动的电机转速降低到刮板链所需的转速。减速器的主要功能是降低电动机的转速，并根据刮板输送机的工作条件和要求，选择合适的减速比。联轴器则起到连接电动机和减速器的作用，使两者能够有效地传递动力。刮板链轮是传动装置中的关键部件，它将减速器的输出轴转速通过链条传递给刮板链，使刮板链能够带动物料的输送。

2.故障分析

（1）常见故障类型及其原因。刮板输送机作为一种重要的物料输送设备，在工业生产中广泛应用。然而，由于长期运行和频繁使用，刮板输送机传动装置经常会出现故障。本节将详细介绍常见的故障类型及其原因。

一方面来说常见的故障类型之一是传动皮带断裂。传动皮带断裂可能是由于传动皮带材料质量不良、使用时间过长、过载工作等原因引起的。当传动皮带断裂时，会导致刮板输送机无法正常运转，从而影响生产效率。

另一方面，刮板输送机传动装置常见的故障还包括传动链条断裂和传动轴承损坏。传动链条断裂往往是由于链条松动或者链条表面磨损过大引起的。而传动轴承损坏则可能是由于润滑不良、使用时间过长或者过载工作等原因导致的。这些故障都会导致刮板输送机的传动装置失效，进而影响生产运行。

与此同时，刮板输送机传动装置还常常会出现齿轮断齿的故障。齿轮断齿通常是由于齿轮材料质量不过关、齿轮传动过程中存在过载或者振动等原因引起的。齿轮断齿不仅会导致刮板输送机传动装置失效，还会造成其他设备的损坏，给生产带来严重影响。

刮板输送机传动装置常见的故障还包括齿轮间隙过大和传动装置温升过高等问题。齿轮间隙过大可能是由于齿轮安装不当或者磨损过度引起的。而传动装置温升过高则往往是由于润滑不良、过载工作或者传动装置设计不合理等原因导致的。这些故障都会严重影响刮板输送机的正常运行。

刮板输送机传动装置常见的故障类型包括传动皮带断裂、传动链条断裂、传动轴承损坏、齿轮断齿、齿轮间隙过大和传动装置温升过高等。这些故障的原因多种多样，包括材料质量不良、使用时间过长、过载工作、润滑不良等。为了保证刮板输送机的正常运行，我们需要及时检修和维护传动装置，以减少故障发生的可能性。

（2）失效模式和效应分析。失效模式和效应分析（Failure Mode and Effects Analysis，FMEA）是一种常用的故障分析方法，用于识别和评估系统中可能存在的失效模式及其对系统性能的影响。在刮板输送机传动装置的故障分析和运行监测研究中，进行失效模式和效应分析可以帮助我们深入了解传动装置的故障机理，并制定相应的预防和修复措施。

针对刮板输送机传动装置的失效模式进行分析。传动装置可能存在的失效模式包括传动带断裂、轴承损坏、齿轮磨损等。传动带断裂可能导致传动装置无法正常传递动力，轴承损坏可能导致传动装置产生异常噪音以及运行不稳定，齿轮磨损可能导致传动装置传递的动力不足或者产生振动等问题。

对于每种失效模式，进行效应分析。传动带断裂的效应可能导致刮板输送机无法正常运行，造成生产延误和损失。轴承损坏的效应可能导致传动装置产生噪音，影响工作环境和工作效率。齿轮磨损的效应可能导致刮板输送机传递的动力不足，无法满足生产需要。

针对以上失效模式和效应，我们需要采取相应的预防和修复措施。对于传动带断裂，可以定期检查传动带的磨损情况，及时更换老化或磨损严重的传动带。对于轴承损坏，可以定期进行润滑检查，及时添加润滑油，减少轴承的磨损。对于齿轮磨损，可以定期进行齿轮的清洁和润滑，及时更换磨损严重的齿轮。

还需要建立运行监测系统，对刮板输送机传动装置进行实时监测。通过监测传动带的张力、轴承的温度和振动等参数，及时发现异常情况并采取相应的措施。建立故障诊断模型，通过分析传感器数据，预测传动装置的故障发生时间和故障位置，为维修工作提供参考。

失效模式和效应分析是刮板输送机传动装置故障分析和运行监测研究中的重要方法。通过对失效模式和效应的分析，能够帮助我们深入了解传动装置故障的原因和影响，并制定相应的预防和修复措施，最大程度地提高刮板输送机的运行效率和可靠性。

3.运行监测研究

（1）监测技术的应用。刮板输送机作为一种重要的物料输送设备，其传动装置的故障对生产运行会产生严重的影响。因此，运行监测技术的应用对于刮板输送机的故障分析和预防具有重要意义。

在刮板输送机的运行监测中，振动监测技术是一种常用的方法。通过安装振动传感器在刮板输送机的传动装置上，可以实时监测振动的变化情况。根据振动信号的频率、振幅和相位等特征参数，可以判断传动装置是否存在故障。例如，当传动装置出现齿轮磨损或轴承故障时，会导致振动信号的频率和振幅增加，从而可以及时发现故障并采取相应的维修措施。

除了振动监测技术，温度监测技术也是刮板输送机运行监测的重要手段之一。通过安装温度传感器在传动装置的关键部位，可以实时监测传动装置的温度变化。当传动装置存在摩擦、磨损或润滑不良等故障时，会导致温度的异常升高。通过监测和分析传动装置的温度变化，可以及时发现故障并采取相应的措施，避免故障进一步扩大。

与此同时，声音监测技术也可用于刮板输送机的运行监测。传动装置故障通常会引起异常的噪声产生。通过安装声音传感器，可以实时监测传动装置的噪声变化。当传动装置出现齿轮啮合不良、轴承损坏等故障时，会产生异常的噪声信号，通过对噪声信号的分析，可以准确判断传动装置是否存在故障，并及时采取维修措施。

振动监测技术、温度监测技术和声音监测技术是刮板输送机运行监测中常用的方法。通过对传动装置的振动、温度和声音等参数的监测和分析，可以及时发现传动装置的故障，并采取相应的维修措施，保障刮板输送机的正常运行。这些监测技术的应用为刮板输送机故障分析和预防提供了重要的技术支持。

（2）数据分析与故障预测。一方面来说我们收集了大量的刮板输送机传动装置运行数据，包括振动信号、温度信号、电流信号等多种参数。通过对这些数据进行分析，我们可以了解刮板输送机传动装置在正常工作状态下的特征参数范围和波动情况。另一方面，我们使用了现代数据分析方法，如小波分析、时频分析等，对收集到的数据进行处理和分析。通过对振动信号的小波分析，我们可以提取出不同频率下的振动模态，并进一步分析其与故障类型的关联。同时，时频分析可以帮助我们观察到传动装置在不同工况下的频率和能量分布情况，从而更准确地判断其工作状态和故障风险。

在数据分析的基础上，我们还建立了故障预测模型。首先，我们使用机器学习算法对历史数据进行训练，建立起刮板输送机传动装置的故障预测模型。然后，我们利用这个模型对新的数据进行预测，及时发现并预测可能出现的故障情况。通过这种方式，我们可以实现对刮板输送机传动装置的故障提前进行预警，从而降低故障带来的损失和停机时间。

与此同时，在故障预测的过程中，我们还采用了一些其他的辅助手段。例如，我们结合了专家经验和现场实测数据，建立了一套完整的故障诊断系统。这个系统可以根据传感器数据和故障模式库，自动判断传动装置的故障类型和严重程度，并给出相应的建议和措施。

通过对刮板输送机传动装置的数据分析与故障预测研究，我们可以实现对其运行状态的监测和预测，并及时采取相应的维修和保养措施，从而提高其运行可靠性和故障预测能力。这对于刮板输送机的安全运行和生产效率的提升具有重要的意义。

4.结语

通过对刮板输送机传动装置故障的深入分析和研究，明确了故障类型和特征，并设计了基于运行监测的方法来实现实时监测和预测故障。通过研究，发现了传动装置故障的主要影响因素，并提出了对应的改进措施和建议，从而为设备运维和故障诊断提供了科学依据。通过实施改进措施和建议，可以有效提高刮板输送机的运行效率和可靠性，降低设备维修成本，对于提高生产效率具有重要意义。

本研究仍存在一些不足之处。虽然明确了传动装置故障的主要影响因素，但仍有一定的局限性，需要进一步扩大研究样本，提高研究的准确性和可靠性。本研究主要针对传动装置故障进行分析和监测，但在实际应用中，刮板输送机还存在其他类型的故障，需要进一步研究和探索。

为了进一步完善研究内容，未来的研究可以从以下几个方向展开。首先，可以进一步扩大研究样本，收集更多的运行数据，并采用更多的监测手段和技术，以提高故障预测和诊断的准确性和可靠性。其次，可以结合人工智能和大数据分析技术，建立更为精确和高效的故障诊断模型，以实现刮板输送机传动装置故障的智能化监测与维修。

本研究成果为刮板输送机传动装置故障分析与运行监测提供了理论和实践依据，并指出了存在的不足之处。通过进一步改进现有方法和扩大研究范围，可以为提高刮板输送机的运行效率和可靠性做出更大的贡献，同时也为相关领域的研究提供了新的思路和方向。