煤礦帶式輸送機常見故障與智能監(jiān)測監(jiān)控研究

黑明亮

摘要：帶式輸送機的運行主要是基于摩擦原理來完成輸送。帶式輸送機具有輸送量大、輸送穩(wěn)定的特點，已廣泛用于煤礦運輸生產(chǎn)中。隨著煤礦產(chǎn)能的大幅度提高，提高井下運輸能力是提高煤礦產(chǎn)量的關(guān)鍵問題，如何保障煤礦帶式輸送機的安全可靠運行，如何及時發(fā)現(xiàn)與處理帶式輸送機的運行故障是一個重要的問題。因此，必須了解帶式輸送機的結(jié)構(gòu)、工作原理和常見故障及處理方法。

關(guān)鍵詞：煤礦帶式輸送機;故障;智能監(jiān)測

中圖分類號：TP277? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0147-02

1? 煤礦膠帶運輸機的綜述

1.1 膠帶運輸機的工作原理

傳送帶連接成一個閉環(huán)，被張緊裝置拉緊，并由電動機驅(qū)動下，通過輸送帶和驅(qū)動輥之間的摩擦力連續(xù)運行，將煤炭從裝料端輸送到卸料端。

1.2 帶式輸送機的結(jié)構(gòu)

以滾筒帶式輸送機為例，帶式輸送機的主要部件有：輸送帶、托架、機架、傳動裝置、張緊裝置、皮帶儲存裝置、清洗裝置。

1.2.1 輸送帶

輸送帶不僅是一種承載機構(gòu)，而且也是一種牽引機構(gòu)。傳送帶有很多種，按芯材結(jié)構(gòu)分為鋼絲繩輸送帶、尼龍芯輸送帶、棉芯輸送帶和帆布芯輸送帶;根據(jù)阻燃性能不同，可分為非阻燃帶和阻燃帶。

1.2.2 托輥和機架

利用托輥支撐輸送帶，降低輸送帶運行阻力，使輸送帶懸垂不超過一定限度，保證輸送帶平穩(wěn)運行。支承輥安裝在機架上，支承輥由軸、軸承和標(biāo)準(zhǔn)套筒組成。根據(jù)托輥的使用情況，可分為槽托輥、平托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥。

1.2.3 驅(qū)動裝置

驅(qū)動裝置是帶式輸送機的動力源。驅(qū)動裝置是由單電機和多電機驅(qū)動的，電機通過液力聯(lián)軸器和減速器驅(qū)動滾筒。

1.2.4 張緊裝置

張緊裝置的作用一是保證輸送帶有足夠的拉力，使托輥與輸送帶之間產(chǎn)生必要的摩擦;二是限制輸送帶在托輥之間的懸掛，以保證輸送帶的正常運行。張緊裝置主要分為機械張緊裝置、電氣張緊裝置和液壓張緊裝置。

1.2.5 儲帶裝置

皮帶存放裝置是用于存放伸縮皮帶輸送機前后多余的皮帶，以滿足工作面連續(xù)進退的需要。

1.2.6 制動裝置

帶式輸送機在平均傾斜角大于4度的巷道中向上運輸時，應(yīng)安裝制動器，防止輸送帶在輸送機停止運行后在負載作用下發(fā)生倒車。如帶式制動器、輥式制動器、電液制動器、液壓盤式制動器等。

2? 煤礦帶式輸送機的常見故障

煤礦帶式輸送機的常見故障主要包括膠帶故障、損壞類故障和部件運行異常類故障，膠帶是煤礦帶式輸送機使用中最常見的類型，包括膠帶跑偏、膠帶打滑、膠帶斷裂、膠帶噪音等。損壞類故障經(jīng)常出現(xiàn)部位為滾筒和托輥部件，運行異常類故障主要出現(xiàn)在減速器。

2.1 膠帶跑偏故障

一般來說，煤礦帶式輸送機膠帶跑偏故障可能是由于設(shè)備安裝過程中存在的問題，如膠帶接口之間的連接和中間或者膠帶上的不平衡力由于煤膠帶上的不平衡，導(dǎo)致膠帶位移。

2.2 膠帶打滑故障

主要原因：第一是輸送帶張力不足;第二是機械設(shè)備的灰塵堆積過多;第三是缺乏對相應(yīng)設(shè)備的檢修與老舊零配件的更換，使其膠帶機輸送帶的工作不夠平穩(wěn)。

2.3 膠帶斷裂故障

煤礦帶式輸送機的膠帶斷裂通常是突然發(fā)生的。膠帶斷裂的主要原因是帶式輸送機長時間連續(xù)工作，膠帶嚴(yán)重磨損，帶式輸送機中的鋼絲繩被腐蝕，膠帶突然被大量物體堵塞和卡住操作，膠帶上的壓力突然增加。

2.4 噪音方面的故障

帶式輸送機運行噪聲故障判斷是判斷帶式輸送機運行好壞的重要指標(biāo)之一。在正常工作條件下，傳送帶的聲音很小。如果操作聲音明顯增大，可分為噪音或明顯的嗶嗶聲，這意味著設(shè)備可能有異常，如軸承損壞、聯(lián)軸器異常、滾子偏離中心，增加軸承磨損。

2.5 損壞類的故障

在皮帶輸送機運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)損壞故障的組件是滾筒和托輥。滾子損壞主要包括焊接接頭的表面開裂，任一側(cè)的蓋子開裂和硫化包膠損壞等，托輥的主要故障是質(zhì)量不合格。

2.6 組件運行的異常類故障

減速機及其它部件出現(xiàn)多處異常運行故障，如：減速機易混入金屬雜質(zhì)、影響負荷、煤塵等因素使減速機異常運行，軸承損壞或間隙過大。

3? 煤礦帶式輸送機故障問題的解決措施

3.1 膠帶跑偏的對策

膠帶跑偏現(xiàn)象，首先，設(shè)備借助轉(zhuǎn)向輥，可以確保皮帶輸送機的運行過程始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，也可以確保安裝位置是水平的，即膠帶的旋轉(zhuǎn)方向保持一致，并始終保持與轉(zhuǎn)向輥的軸線垂直，以達到所需的效果。另外，為保證傳送帶接頭的接頭是直的，長度大于10m的直線度公差值應(yīng)控制在20mm以內(nèi)。再次，以防止傳送帶關(guān)節(jié)變形，加強接頭的質(zhì)量管理，以防止皮帶運行偏差，因為該設(shè)備組支承滾子的磨損更快，導(dǎo)致接觸不良的現(xiàn)象在磁帶，造成膠帶跑偏，這就需要技術(shù)人員要定期檢查相關(guān)設(shè)備，并對承載托輥及時調(diào)整或更換。最后，加強皮帶輸送機的日常維護。

3.2 打滑處理

調(diào)整張力設(shè)備，增加初始張力，減少帶式輸送機在運輸中的負荷，提高電機容量。定期檢查膠帶，對膠帶的老化或變形部位再次進行硫化，最后定期清洗滾筒上的浮塵。

3.3 斷帶處理

及時調(diào)整皮帶的張力，保證皮帶的張力適中。拆下不符合要求的皮帶接頭，然后重新連接。將較大的物料嚴(yán)格粘在輸送帶上，盡量避免連續(xù)超載。

3.4 噪音處理

煤礦帶式輸送機的噪聲問題是一個普遍存在的問題。主要來源于軸承斷裂并產(chǎn)生一些噪聲。為了有效解決噪聲問題，首先在對帶式輸送機進行安裝時要防止位置偏移。其次對損壞的軸承及時更換，并潤滑處理。最后要檢查軸承之間的咬合力是否達標(biāo)。

3.5 損壞類故障解決對策

造成損壞的主要原因是日常維護工作不到位，員工對皮帶輸送機的狀態(tài)不完全了解。有兩種防止損壞的方法：一方面，選擇質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求的零件;損壞的滾筒與托輥是皮帶輸送機軸承和托架的重要組成部分，需要選擇承載能力強的零件。另一方面，要更加重視輸送機的維修工作，建立專門的維修機構(gòu)和人員，建立完善的維修體系，增加日常檢查，以便查明輸送機各部分的異常問題，及時更換磨損和老化的零件以減少零件損壞的可能性。

3.6 處理組件的異常操作

減速器及其他零件運轉(zhuǎn)異常時，應(yīng)先檢查軸承的軸向游隙，如果超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，請進行合理調(diào)整;做好減速器尤其是減速器的清潔工作;定期更換機油;如果齒輪嚙合異常，請調(diào)整齒輪，以確保齒輪處于無縫連接狀態(tài)。

3.7 皮帶輸送機的發(fā)熱故障處理

第一，檢查電源。當(dāng)電能質(zhì)量低或電流不穩(wěn)定時，會嚴(yán)重影響皮帶輸送機的操作系統(tǒng);第二，必須對傳感器進行測試;第三，必須測試皮帶發(fā)動機的性能，并及時測量其工作電壓和功率;第四，定期檢查傳動結(jié)構(gòu)，確保皮帶輸送機的性能。

3.8 加強對帶式輸送機的日常維護

企業(yè)需要建立皮帶輸送機維修機構(gòu)，完善檢測和維修制度，加強皮帶輸送機的日常管理和維護，并建立專業(yè)的皮帶輸送機維修人員。定期維護皮帶輸送機，及時更換易損件，確保皮帶輸送機正常穩(wěn)定運行。

4? 帶式輸送機故障智能檢測監(jiān)控

煤礦帶式輸送機故障智能監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

帶式輸送機故障智能監(jiān)測系統(tǒng)由各種傳感器和集中控制臺組成，可實現(xiàn)對低速、超速、斷帶、縱向撕裂、煤堆、糾偏、緊急停車、煙氣、溫度、噴霧冷卻等故障的保護。具有皮帶運行速度、緊急停止開關(guān)運行位置、跑偏開關(guān)運行位置等顯示功能，可顯示各種設(shè)備的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。可與PLC等軟起動系統(tǒng)配合使用，也可對主電機和給煤機進行監(jiān)控。以及對制動電機等設(shè)備的控制和保護監(jiān)測。

速度保護：當(dāng)輸送機失靈時，如發(fā)動機燃燒、機械傳動部分損壞、皮帶或鏈條斷裂、皮帶的磁力開關(guān)和其他速度傳感器安裝時，輸送機的驅(qū)動部分不會關(guān)閉或不能以正常速度關(guān)閉（如輸送機滑動），控制系統(tǒng)將根據(jù)反轉(zhuǎn)時間限制速度，速度保護電路工作，并采取一些行動切斷電動機的電源。

溫度保護：當(dāng)輸送機滾筒與皮帶摩擦導(dǎo)致溫度超過限值時，緊貼著滾筒安裝的檢測裝置（變送器）將發(fā)出超溫信號。接收信號后，接收機采取一些動作切斷電機電源，傳送機自動停止。

跑偏保護：出現(xiàn)偏時，偏帶邊緣推動傳感器桿傾斜。當(dāng)傾斜角大于等于40度時，關(guān)閉內(nèi)部一組開關(guān)，使音頻電路工作并發(fā)出報警。當(dāng)傾斜角大于或等于60度時，內(nèi)部急停開關(guān)也閉合，報警并立即閉合。

帶式輸送機故障智能監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)帶式輸送機各參數(shù)的變化來反映和監(jiān)測各種故障，提高了故障監(jiān)測的準(zhǔn)確性，減少了誤判的可能性。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢，盡早判斷故障，提前采取補救措施，降低事故率。

5? 結(jié)語

綜上所述，在整個煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中，皮帶輸送機完成的運輸作業(yè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著煤礦作業(yè)機械化水平的提高，皮帶輸送機將發(fā)揮越來越重要的作用。因此，為保證正常生產(chǎn)，平穩(wěn)運行，提高生產(chǎn)效率，有關(guān)人員應(yīng)及時準(zhǔn)確地找出故障皮帶輸送機，并用正確的方法解決問題。同時，要加強皮帶輸送機的維護保養(yǎng)，更好地服務(wù)于煤礦生產(chǎn)。

參考文獻：

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