帶式輸送機皮帶撕裂的原因分析及應對措施

莊辛喆

摘要：皮帶撕裂是帶式輸送機的主要故障，本文通過對帶式輸送機皮帶撕裂的分析研究，采取相應的對策，能夠最大限度降低皮帶撕裂的概率，提高使用壽命，保證皮帶機的安全運行。

關鍵詞：帶式輸送機;皮帶撕裂;原因分析;應對措施

帶式輸送機具有結構簡單、造價低廉，并且維護方便，可以實現不同距離運送物料的要求等特點，目前正朝著高速、大規模、超長距離、大傾角的方向發展，是生產工程中常用的一種連續輸送機械，被廣泛應用在港口、礦山、電力、冶金等行業。皮帶是整個帶式輸送機系統的重要組成部分，所占成本的比例很高（約占整機成本的40%以上）。皮帶的類型主要有普通帆布芯皮帶、合成纖維芯皮帶、鋼繩芯皮帶等，其中，中等強度的合成纖維芯皮帶和鋼繩芯皮帶的價格較高。

皮帶撕裂是一種破壞性很大的損壞形式。皮帶撕裂對大型帶式輸送機來說是非常嚴重的事故，嚴重的將造成價值上百萬元以上的整條皮帶報廢。一旦發生撕裂事故，輸送帶在幾分鐘內會全部毀壞，即使能夠修補，也需要耗費相當多的人力和時間。由于生產過程的連續性和設備之間的連鎖性，如果其中一條帶式輸送機發生故障，就會影響其他設備的正常運轉，造成整個生產過程的瓦解。因此，分析和研究帶式輸送機皮帶撕裂的機理和原因，找出避免和減小皮帶撕裂的方法，在生產中具有很強的實際意義。

1.皮帶撕裂的原因分析

皮帶撕裂一般以受料及導料槽處異物造成撕裂最為嚴重，影響正常的裝卸生產，帶來巨大的經濟損失，而皮帶撕裂以縱向撕裂為主。因此就皮帶縱向撕裂原因作以下分析：

1.1皮帶跑偏撕裂

皮帶運行過程中，單向偏移較多時，在一側形成褶皺堆積或折疊，受到不均衡拉力或夾傷及刮傷等，造成撕裂。這種情況一般不會偶然發生，達到撕裂的程度需要有一個過程，且現象比較明顯、容易觀察。發現皮帶跑偏時及時調整，保證跑偏傳感器工作正常、可靠，即可防止這類撕裂事故的發生。

1.2抽芯撕裂（只發生于鋼繩芯皮帶）

皮帶在劇烈的沖擊力的作用下，有時會造成皮帶中的鋼絲繩斷裂，經過長時間的磨、壓、折、拉等外力作用，斷裂的鋼絲繩頭會從皮帶接頭處、粘口處或磨損比較嚴重處露出蓋膠之外。當露出的鋼絲繩達到一定的長度，就可能絞入滾筒、托輥等處，隨著皮帶的運轉，鋼絲繩從皮帶蓋膠中抽出，造成撕傷。還有一種情況是機頭部清掃器刮板夾掛住皮帶表面的金屬或其他雜物，把皮帶磨透。防止這種撕裂只能加強巡視力度，發現外露鋼絲繩頭時，立即剪掉，以免后患。

1.3物料卡壓堵塞撕裂

這種情況發生在溜槽下部，由于溜槽前沿和皮帶面之間的距離有限，且皮帶下方緩沖托輥呈間隔分布，自然承載力強度不均勻，當所運輸的物料單側投影長度超過這個距離時，在特殊情況下容易使大塊物料卡在溜槽前沿與皮帶之間，強力擠壓皮帶造成撕裂。還有一種情況就是當裝載點處給料突然增大，使皮帶裝料堵塞，在沒有因堵塞而造成系統停機時，經過長時間的摩擦，從而引起皮帶撕裂。

1.4異物損傷

這種損傷也發生在溜槽下部，有以下幾種情況。一是長桿狀利器壓力性劃傷。當進入溜槽異物的縱向尺寸大于其通過能力時，異物就會別在溜槽下部，通過皮帶向前運動增壓，從而劃傷皮帶。二是利器穿透皮帶卡在托輥上，上部被溜槽前沿擋住，形成利刀，在皮帶向前運動的過程中造成撕裂。三是其他損傷，例如托輥端蓋未焊好，自由旋轉的端蓋就像旋轉刀片一樣把皮帶割開。

皮帶縱向撕裂主要發生在機尾裝載點處，其主要原因就是上述分析之結果。從皮帶撕裂的原因分析：原因1、2可以歸之為可預知性皮帶撕裂，原因3、4可以歸之為未知性皮帶撕裂。針對原因1、2，如果我們積極消除現場導致發生撕裂的各種隱患，并完善各方面的措施，加強對操作及維修人員的安全教育，落實崗位責任制，就可以杜絕這方面撕裂事故的發生。而原因3、4一般情況下光靠人力很難杜絕，因為皮帶撕裂時基本上沒有明顯的征兆，因此現在很多檢測裝置也就應運而生了。從原因3、4我們不難發現皮帶撕裂時不外乎這兩種可能：一是皮帶被異物或大塊物料卡壓，造成皮帶反復被擦刮從而被撕裂。另一種情況是皮帶被利器直接孔穿，造成皮帶撕裂。

2.防止皮帶撕裂的應對措施

為了防止皮帶撕裂，進行皮帶的撕裂檢測，目前國內外主要有以下幾種措施：

2.1從源頭主動防止撕裂。加強物料質量的控制，增加除雜設備進行除雜。在初級皮帶前設置除大塊裝置，減少大塊物料進入整個輸送系統。

2.2增大溜槽的通過能力。在溜槽寬度因皮帶寬度而決定的前提下，向上擴大溜槽出口，盡量增大其通過能力，避免卡住雜物或大塊物料。

2.3加強設備的管理。提高皮帶巡視和檢查力度，特別是對帶式輸送機其他附屬設備的管理。如轉載漏斗、清掃器等設施的檢查，防止襯板等尖銳物件脫落。

2.4改善輸送機結構。通過降低落料點落差、增加緩沖格柵，細物料先于大塊物料下落等，減少沖擊，降低物料速度，減少雜質插入皮帶的可能性。

2.5增設撕裂檢測裝置。當皮帶發生撕裂時，在最短的時間內盡快檢測出來，發出警報并停機，盡量降低撕裂長度，減少損失。

目前，帶式輸送機設計、生產廠家及用戶都研制了一些皮帶防撕裂裝置和撕裂檢測裝置，取得了一定效果。但是皮帶撕裂是多種因素造成的，現有技術還不能完全避免皮帶撕裂。

目前應用的皮帶防撕裂裝置主要是撕裂檢測裝置，一般設在落料點的位置，由傳感器和控制器組成。傳感器安裝在皮帶下方或溜槽旁邊，控制器安裝在機側或室內。當雜物撕裂皮帶后，穿透皮帶的雜物或物料觸碰傳感器，傳感器發出信號至控制器，控制器發出警報信號并且停機。此類的檢測裝置有多種形式，其基本原理相似，主要有：斗式開關、拉線開關、導電橡膠開關、全向輕觸開關等。這些檢測裝置可以起到較好的效果，尤其是對于中部較寬的皮帶及導料槽的槽角部位。但是，在實際生產中還存在一些不足：

首先對于皮帶重載和空載的不同工況、皮帶無物料落下時的撕裂、皮帶的撕裂點不是落料點、皮帶邊緣撕裂等情況，這種檢測裝置不能發揮作用。

其次是皮帶表面破損后如果不能及時修補，容易使這種檢測裝置誤動作，需要經常調整。

因為目前使用的皮帶撕裂檢測裝置仍然存在許多不足，所以有的用戶認為效果不好影響生產，將其停用甚至拆除。

2.6改進皮帶本身的結構。例如：提高皮帶的氣密性，防止芯層進水、鋼絲繩銹蝕，要求生產廠家加強質量控制，提高質量。

2.7采用抗撕裂皮帶。抗撕裂皮帶以鋼絲繩為縱向骨架材料，在帶體中加入橫向增強體作為防撕裂層。該層的結構分為兩種：一種是采用掛膠網布（鋼網布或化纖網布）;另一種是采用橫向繩（鋼絲繩或化纖繩）。覆蓋層采用高強力、高彈性、耐磨性好的膠料（不同用途的覆蓋膠強力級別不同）。這種抗撕裂皮帶的成本較普通皮帶高約20%，但是其抗撕裂能力有限，對于過大的雜物作用不大，而且其中的橫向鋼絲處覆膠層較薄，一旦外露對皮帶的損傷會加劇。

2.8采用可檢測撕裂的皮帶。在皮帶中加入帶有閉合線圈的傳感器，檢測器安裝在帶式輸送機的易撕裂部位，檢測器與控制器相連。皮帶正常工作時，傳感器經過檢測器，檢測器發出脈沖信號;若皮帶撕裂，傳感器閉合線圈被切斷，當其經過檢測器時，檢測器停止發出脈沖信號，控制器接收不到脈沖信號，立即報警并停機。目前，此種皮帶國內無法生產，成本較高。在實際生產中因為接頭硫化工藝精度達不到要求、局部磨損等情況使誤動作次數較多，國內用戶很少使用。

3.建議和展望

通過以上情況分析，皮帶防撕裂首先應從管理角度入手，進行除雜控制，加強物料質量的控制;加強設備管理，加強設備的巡視和動態檢查。另外，從技術角度來看，還可以采取以下幾點措施：

3.1應在皮帶沿線設置皮帶撕裂檢測裝置，不斷完善撕裂檢測裝置的可靠性，加強日常維護，減少故障和誤動作。確保各種保護可靠、有效，嚴禁任何非正常狀態運行。

3.2對皮帶的質量提出較高的技術要求，提高承載面蓋膠的耐磨性。

3.3皮帶撕裂檢測裝置的檢測效果和皮帶撕裂記錄引入計算機管理，對檢測結果進行評估。

3.4建立皮帶的檢測手段記錄分析制度，實事求是地長期跟蹤記錄分析，比較成本和效益等，得出正確結論。

3.5注意皮帶存儲時對皮帶的保護。

3.6綜合運用皮帶的各種保護裝置，如跑偏開關、調偏裝置、防回程帶料裝置、防扯邊開關等，這些保護裝置對防止皮帶撕裂均能起到保護所用。

除了上述現階段采用的措施外，還應長期跟蹤了解皮帶撕裂檢測裝置的新技術、新動向，對于一些皮帶撕裂檢測裝置和抗撕裂皮帶新產品、新技術在充分調研的基礎上，進行試驗和試用，以便最大程度上的避免皮帶撕裂事故，降低損失。