皮帶輸送機(jī)故障分析及智能監(jiān)測監(jiān)控

何 平

(潞安集團(tuán) 漳村煤礦,山西 長治 064032)

皮帶輸送機(jī)故障分析及智能監(jiān)測監(jiān)控

何 平

(潞安集團(tuán) 漳村煤礦,山西 長治 064032)

針對(duì)礦用皮帶輸送機(jī)長時(shí)間連續(xù)工作,磨損情況嚴(yán)重的問題。對(duì)皮帶輸送機(jī)的可能產(chǎn)生的故障類型進(jìn)行分析,并提出相應(yīng)的解決方案。為提高煤礦皮帶輸送機(jī)的工作可靠性,設(shè)計(jì)故障智能監(jiān)測系統(tǒng),確保準(zhǔn)確監(jiān)測故障。

皮帶輸送機(jī);故障;智能監(jiān)控;措施

煤礦皮帶輸送機(jī)主要用于原煤、矸石等固體物料的運(yùn)輸,因此,輸送機(jī)在煤礦運(yùn)輸過程中是的非常重要的。皮帶輸送機(jī)具有環(huán)節(jié)多、工作時(shí)間長、工作負(fù)載高、運(yùn)輸距離長等特點(diǎn),利用皮帶張緊產(chǎn)生的摩擦力與驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力來運(yùn)輸。但是由于皮帶運(yùn)輸機(jī)長期工作在條件惡劣的環(huán)境中,防護(hù)裝置起不到太大的作用,碎物料進(jìn)入傳動(dòng)裝置會(huì)使皮帶運(yùn)輸機(jī)發(fā)生嚴(yán)重磨損。煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)一個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生故障,就會(huì)影響到其他環(huán)節(jié),工作過程中進(jìn)行檢修就會(huì)使效率大大降低。因此,對(duì)皮帶輸送機(jī)的故障及其智能監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究就顯得十分必要。

1 皮帶輸送機(jī)的故障類型及其解決措施分析

作為一種長距離的固體物料輸送設(shè)備,皮帶輸送機(jī)可以從巷道的一段輸送到另一端,并能保持連續(xù)工作,主要是通過兩個(gè)環(huán)形帶和一條長且連續(xù)的皮帶在傳動(dòng)裝置上連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來完成工作的。在工作過程中,皮帶張力的大小及其后續(xù)調(diào)整,以及滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)情況等,都會(huì)對(duì)皮帶輸送機(jī)的工作穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。

1.1皮帶打滑原因及其處理措施

皮帶輸送機(jī)的傳動(dòng)方式屬于帶傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)裝置使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng),再由皮帶張緊在滾筒上的摩擦力影響下帶動(dòng)皮帶繞滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)皮帶超過使用時(shí)間而未檢修或者更換時(shí),就容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,無法再起到運(yùn)輸物料的作用。針對(duì)這個(gè)問題,檢修人員必須按時(shí)對(duì)皮帶輸送機(jī)進(jìn)行檢修維護(hù),對(duì)產(chǎn)生打滑的原因進(jìn)行總結(jié);控制皮帶運(yùn)輸機(jī)每轉(zhuǎn)輸送物料量在額定的重量范圍內(nèi)。若皮帶松動(dòng),則可以將皮帶重新拉緊,減掉多余的部分,并用鉚扣的方式將接口處平整化,保證切口處不對(duì)正常工作產(chǎn)生影響;同時(shí),也可以使用重錘裝置將皮帶隨時(shí)張緊,從而達(dá)到良好的防止打滑的效果,這里應(yīng)注意根據(jù)皮帶的材料對(duì)重錘裝置的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整,防止因重錘過多降低皮帶壽命。

1.2皮帶跑偏原因及其處理措施

皮帶跑偏產(chǎn)生原因一般可分為兩種,一是安裝時(shí)引起的皮帶跑偏,二是工作過程中產(chǎn)生的皮帶跑偏,除去人為因素,跑偏現(xiàn)象主要還在是運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的。皮帶輸送機(jī)在工作過程中的跑偏,往往是因?yàn)槲锪线M(jìn)入滾筒和托輥上,產(chǎn)生了徑向不平衡力或者皮帶松弛變形;抑或是因?yàn)槲锪祥L期分布不均勻引起的。針對(duì)跑偏,解決措施一般有一下幾點(diǎn):① 在安裝過程中,必須盡可能消除安裝誤差,保證水平安裝,放置機(jī)架歪斜。② 為了防止長期使用過程中物料進(jìn)入滾筒和皮帶之間,就要求技術(shù)人員進(jìn)行定期檢查。③ 為了防止皮帶的橫向擺動(dòng),就需要安裝橫向調(diào)心托輥組,這對(duì)于巷道內(nèi)的皮帶是十分必要的,而對(duì)于巷道外的皮帶,由于其長度較長,安裝反而會(huì)增加裝置的磨損。

1.3產(chǎn)生異響原因及其處理措施

正常情況下,皮帶輸送機(jī)在工作過程中都會(huì)產(chǎn)生一定的噪音,但是在皮帶輸送機(jī)的托輥發(fā)生嚴(yán)重偏心或者聯(lián)軸器兩段軸不同心的時(shí)候,就會(huì)出現(xiàn)異響。這說明機(jī)器出現(xiàn)異常情況,長期在該工況下工作,就會(huì)影響工作人員的工作環(huán)境,影響機(jī)器的壽命。為了解決異響,通常可以利用以下措施:①導(dǎo)致托輥偏心的主要原因在于托輥管壁的厚度不均勻,所以在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)的情況,產(chǎn)生噪聲。此時(shí),若工作人員在檢查后判斷托輥偏心在可調(diào)整范圍內(nèi),則調(diào)整后繼續(xù)使用,否則需維修更換。②可以通過調(diào)整聯(lián)軸器的頻率遠(yuǎn)離共振頻率從而減弱工作過程中的震動(dòng),進(jìn)而減少噪聲的產(chǎn)生。③若噪聲源在滾筒,則應(yīng)對(duì)滾筒進(jìn)行檢查,若滾筒出現(xiàn)問題,則應(yīng)及時(shí)對(duì)滾筒進(jìn)行更換。

1.4撒料原因及其處理措施

撒料問題一般發(fā)生在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中的途中和轉(zhuǎn)載點(diǎn)上,因此針對(duì)該問題可以從兩方面來解決,①皮帶中途撒料的情況下,需要對(duì)皮帶輸送機(jī)的過渡托輥裝置的位置進(jìn)行適度調(diào)整,對(duì)皮帶輸送機(jī)前后兩端的兩個(gè)滾筒和托輥都分別進(jìn)行安裝,從而達(dá)到降低皮帶中途撒料的目的;②第二種情況是皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)撒料,這時(shí)應(yīng)擴(kuò)大裝撒料的料斗容器容積,以防料斗內(nèi)裝載的撒料體積超過料斗的額定容量,從而對(duì)皮帶輸送機(jī)產(chǎn)生損壞。增大料斗容量的方法只是解決該問題的一種方法,為了更好地解決該問題,就要求技術(shù)人員定期對(duì)皮帶輸送機(jī)撒料部分進(jìn)行檢查,對(duì)沒有處理的撒料及時(shí)進(jìn)行處理,同時(shí)還要注意對(duì)設(shè)備的維護(hù)。

1.5皮帶減速機(jī)斷軸原因及其相關(guān)處理方案

在皮帶輸送機(jī)工作過程中,由于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)再加上皮帶輸送機(jī)的減速機(jī)內(nèi)軸的強(qiáng)度欠缺,在長期的工作過程中減速機(jī)內(nèi)軸就會(huì)因?yàn)槠诙鴶嗔选Ｍ瑫r(shí),工作過程中減速機(jī)的減速軸與電機(jī)軸兩軸軸心位置不在一條直線上,會(huì)導(dǎo)致受力不平衡情況的出現(xiàn),從而增加減速軸的徑向不平衡力,使得減速軸加速疲勞斷裂。解決該問題,需要注意以下兩點(diǎn):① 減速機(jī)內(nèi)軸的選取要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,確保內(nèi)軸強(qiáng)度與礦井井底實(shí)際需求相對(duì)應(yīng);② 技術(shù)人員在安裝皮帶輸送機(jī)時(shí)應(yīng)確保減速機(jī)內(nèi)軸與電機(jī)軸兩軸軸心位置相一致,按時(shí)觀察并根據(jù)皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2 皮帶輸送機(jī)故障智能監(jiān)控系統(tǒng)

皮帶輸送機(jī)的故障對(duì)皮帶而言,就是其運(yùn)轉(zhuǎn)速度、皮帶溫度以及皮帶位置的變化。針對(duì)上述原因設(shè)計(jì)智能監(jiān)測故障系統(tǒng),對(duì)上述因素及時(shí)監(jiān)測并獲取數(shù)據(jù),經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化后將獲得的數(shù)字信號(hào)傳遞給控制器 PLC,與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較,如超過則發(fā)出警報(bào),并由皮帶輸送機(jī)自動(dòng)調(diào)整或者通知管理人員及時(shí)對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行檢修。皮帶輸送機(jī)故障智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能流程圖，見圖 1。

圖1 皮帶輸送機(jī)故障智能監(jiān)控系統(tǒng)的示意Fig.1 Fault intelligent monitoring system of belt conveyor

皮帶輸送機(jī)故障智能監(jiān)控系統(tǒng)主要有信號(hào)檢測及處理、故障報(bào)警、任務(wù)執(zhí)行等幾個(gè)單元組成,通過故障智能監(jiān)控系統(tǒng)可以有效防范并處理輸送機(jī)發(fā)生的異常情況。例如在輸送機(jī)工作過程中出現(xiàn)的跑偏、打滑情況會(huì)造成皮帶部分位置溫度過高,此時(shí),通過皮帶輸送機(jī)故障監(jiān)控系統(tǒng)中的紅外溫度傳感器來實(shí)時(shí)監(jiān)控皮帶溫度,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后,系統(tǒng)將該信號(hào)傳輸給控制器PLC,控制器根據(jù)該數(shù)值對(duì)執(zhí)行命令進(jìn)行判斷,發(fā)出警報(bào),提醒有關(guān)維護(hù)人員對(duì)故障進(jìn)行檢測,并提示故障類型和位置,方便對(duì)機(jī)器進(jìn)行維修;若皮帶發(fā)生跑偏,則應(yīng)當(dāng)在皮帶輸送機(jī)開始工作前,在皮帶輸送機(jī)兩側(cè)處安裝角度智能監(jiān)控器,當(dāng)皮帶偏離預(yù)設(shè)的工作位置時(shí),智能檢測器會(huì)隨著皮帶輸送機(jī)角度一起偏離,角度檢測器就會(huì)實(shí)時(shí)反應(yīng)角度的變化,當(dāng)偏移角度大于預(yù)設(shè)值時(shí),系統(tǒng)就將信號(hào)傳輸給PLC控制器,控制器將發(fā)出警報(bào),這時(shí)將控制托輥對(duì)其位置進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,同時(shí)將呼叫工作人員進(jìn)行相關(guān)檢測處理。

皮帶輸送機(jī)故障智能監(jiān)控系統(tǒng)是通過故障在皮帶上的物理反映,利用傳感器對(duì)皮帶數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測,再通過系統(tǒng)進(jìn)行分析,保證準(zhǔn)確監(jiān)測故障,同時(shí)還能防止錯(cuò)誤判斷情況的發(fā)生。智能監(jiān)測系統(tǒng)還能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,對(duì)變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測,提前做出預(yù)防措施,降低事故發(fā)生的可能性。

3 結(jié)論

作為煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中最為重要的一環(huán),皮帶輸送機(jī)擔(dān)負(fù)著矸石與原煤運(yùn)輸?shù)闹匾饔?隨著機(jī)械化開采程度越拉越高,對(duì)皮帶輸送機(jī)的安全運(yùn)行提出了更高的要求,本文通過對(duì)皮帶輸送機(jī)的常見故障及其解決措施進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出皮帶輸送機(jī)智能監(jiān)測系統(tǒng),智能監(jiān)測系統(tǒng)在故障監(jiān)測和防護(hù)中的應(yīng)用,可以有效的保證輸送機(jī)的安全運(yùn)行。

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FaultAnalysisandIntelligentMonitoringandControlofBeltConveyor

HEPing

(ZhangcunMine,Lu’anGroup,Changzhi064032,China)

Belt conveyors in mines usually work continuously for a long time. To solve the serious wear damage of the belt conveyors, the fault types are analyzed in order to propose corresponding solutions. To increase the reliability of the belt conveyors, we could design a fault intelligent monitoring system to ensure the accurate monitoring of the faults.

belt conveyor; fault; intelligent monitoring; measures

1672-5050(2017)04-0040-03

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.08.012

2017-06-17

何平(1986-),男,遼寧大連人,大學(xué)本科,助理工程師,研究方向:煤礦機(jī)電。

TD528.1

A

(編輯:劉新光)