井下皮帶運輸機的常見故障及處理分析

＊明 巍

（山西省晉城市澤州縣大陽煤礦 山西 048003）

煤炭開采多位于地下空間，以人工挖掘采煤為主，使用運輸車運輸煤炭，整體生產效率低。應用皮帶運輸機，可以提升煤炭開采效率，實現工業化發展。皮帶機為井下煤炭運輸方式，運行狀態對煤礦生產效率的影響大。煤炭位于地下空間，環境復雜度高，致使皮帶運輸機的運行故障較多，不僅會影響煤炭開采工作，增加經濟損失；還會引發安全生產事故，對施工人員生命安全造成危害。所以，維護皮帶運輸機運行質量與效益，必須排查和檢修皮帶運輸機，以此維護煤炭生產效率與安全。

1.井下皮帶運輸機

皮帶運輸機，可以確保運輸過程順利進行，承擔材料運輸任務。皮帶機組成結構，包括驅動裝置、支撐性框架、傳送帶、保護裝置等。驅動裝置會直接影響皮帶運輸機運行，常見故障集中在驅動裝置，因此裝置運行性能對皮帶運輸機的影響非常大。驅動裝置的制動器、減速機零部件質量，對皮帶運輸機故障率的影響大，皮帶運輸機結構圖如圖1。

圖1 皮帶運輸機結構圖

皮帶運輸機的驅動裝置、傳送帶，可以展示出裝置工作原理。皮帶運輸機運行時，內部環形通過傳動滾筒、拉緊滾筒、變向滾筒，在傳送帶作用下運轉。皮帶運輸機動力來源，多依賴拉緊裝置。在驅動裝置作用下，傳動滾筒開始轉動，與傳送帶之間摩擦力，促使運輸機皮帶運轉。此種運轉過程，可以展示出皮帶運輸機工作原理，且運輸機正常工作、皮帶與傳動滾筒間摩擦力的關系密切。摩擦力大小，對運輸機的轉速影響大，還會影響設備運行效率。

2.井下皮帶運輸機的常見故障

(1)膠帶打滑故障

一般來說，膠帶打滑故障，多出現在以下方面：第一，膠帶松弛，張緊力度不足，應用電機絞車張緊車、液壓張緊車，改變張緊車形成，加大張緊力。當張緊力行程短，則應當減掉膠帶，重新釘扣和硫化。第二，膠帶打滑，也可能是膠帶超負荷運行，應當卸載膠帶上的物料，降低膠帶負載。

(2)皮帶跑偏故障

皮帶跑偏故障，多是皮帶傳輸機皮帶產生偏離，實際輸送縱向中心線、理論中心軸背離。當出現上述問題，則會導致物料散落，致使皮帶磨損嚴重。分析內在原因可知，當輸送帶質量不過關，材質不均勻，就會導致受力不均勻，極易出現跑偏問題。調整膠帶后，明顯拉伸會產生邊緣磨損、變形等問題。由于荷載量較大，會引發跑偏事故。安裝操作期間，機頭與機尾滾筒軸線、膠帶中心線不垂直，會引發跑偏事故，無法有效調整。

(3)膠帶異常噪音

在井下膠帶輸送機中，合理應用CST系統。當膠帶機處于非正常運行狀態時，會產生異常噪聲。遵循噪音實際情況，高效處理故障問題。第一，張緊、驅動、卸載、改向操作中，均會發出異常噪音。當滾筒處于正常運行狀態時，噪音聲量小，可以準確聽診滾筒軸承座，并且聽到“沙沙”轉速聲。當出現異常噪聲時，軸承座位置聽到“咯咯”響聲，且軸承蓋溫度上升，此時必須更換軸承裝置。第二，聯軸器、平對輪兩軸不同心，在井下膠帶輸送機中，驅動部位出現噪聲，伴有周期性振動，所以異常噪聲的原因，可能為以下幾點：首先，驅動裝置高速端，電機、減速器間的聯軸器；制動輪聯軸器噪音、平對輪噪音等。在此種情況下，轉變電機減速機位置，避免減速機輸入軸斷裂。減速機、驅動滾筒間聯軸器噪音，針對減速器、驅動滾筒半聯器，實行徑向跳動測量。當跳動值大于0.1m，則拆開半聯器，清洗張套，除掉灰塵等異物。

(4)撒煤故障

第一，轉載點位置撒煤：通常來說，輸送機設置承載限額，物體超過限額后，會損壞導料槽擋料橡膠裙板，物料沖出導料槽，出現撒煤問題。在處理操作時，遵循機器限制標準，合理控制承載物體重量，降低儀器損耗，避免浪費物料。

第二，凹段皮帶懸空撒煤：凹段皮帶區間，曲率半徑小，則會導致皮帶懸空。皮帶離開槽形托輥組，槽角比較小，則會撒出物料。優化設計機器，準確測量凹段、曲率半徑，選擇大曲率標準。

第三，膠帶跑偏所致聯鎖反應：物料運輸期間，膠帶跑偏問題比較多，會影響運輸載體平衡度，增加兩側高低差，撒出物料。

(5)減速器斷軸故障

減速器斷軸故障發生率低，然而在實踐運行期間，減速器高速軸會出現斷軸問題，導致減速器高速軸斷軸的問題比較多，主要為以下幾點。

第一，高速軸不同心：針對運行減速器，電機軸和減速器高速軸不同心時，則減速器輸入軸的徑向載荷、彎矩增加。減速器長期高速運轉時，則會出現斷軸問題。

第二，高速軸材質損傷：高速軸出現斷軸故障，與高速軸受損、材料不滿足要求、內部缺陷相關。當發生斷軸問題時，則集中在高速軸軸肩位置，該位置存在過渡圓角，應力集中。當過渡圓角較小時，則應急越集中，運行期間會出現疲勞損壞問題。當損壞時，端口平齊度高。

3.皮帶機故障診斷方法

(1)接觸式診斷檢測法

第一，棒形檢測器：棒形檢測器，是彎曲托輥狀槽形棒，安裝在皮帶、緩沖托輥之間的檢測裝置。皮帶機物料混合雜物時，雜物可能會刺穿皮帶，觸動槽形棒，限位開關積極響應并發出警報，促使皮帶急停。在使用此種檢測器時，連接多個槽形棒，擴大檢測范圍。棒形檢測器的結構簡單，安裝與維護簡單，然而檢測可靠性不足，無法檢測皮帶機的損壞程度。

第二，弦線式檢測器：弦線式檢測器的原理，基本類似于棒形檢測器，但是不使用金屬棒，而是使用尼龍線，檢測靈敏度高，同樣無法檢測皮帶機的損壞程度。

第三，壓力檢測器：壓力檢測器，使用測力托輥代替常規托輥，輸送帶支架上安裝測力托輥，如果輸送帶跑偏、撕裂、斷裂時，托輥會受到額外作用力，通過檢測托輥承載力的大小與變化狀態，能夠判斷輸送帶故障。此種方法的原理簡單，便于安裝，然而檢測可靠性不足。托輥位置的傳感器長期受力，會加劇磨損度，影響使用壽命。

第四，漏料檢測器：此種檢測裝置是由托盤平衡錘、支點組成。皮帶撕裂時，皮帶物料透過裂縫泄漏到下方托盤，托盤裝載物料質量超過平衡錘時，裝置以支點為中心轉動，從而觸發限位開關，導致皮帶報警停機。漏料檢測器的原理、機械結構簡單，檢測操作難度小。然而裝置運行壽命短，且檢測實時性不足，智能化水平低。

(2)非接觸式檢測法

相比于接觸式檢測法，非接觸式檢測具備無損檢測優勢，且檢測效果明顯。非接觸式檢測法的技術如下：

第一，X光射線檢測法：在皮帶運輸機損傷故障檢測中，通過應用X光射線檢測法，可以掌握鋼絲繩變形、接頭斷裂等故障，準確定位缺陷部位。皮帶運輸機低速運行時，可以自動記錄損傷位置與損傷程度，但是會制約皮帶運輸機運行速度。

第二，超聲波檢測法：此種檢測技術，是在皮帶運輸機、托輥中間安裝波導管，波導管可以產生超聲波震蕩，通過超聲波檢測器接收超聲波。皮帶運輸機處于正常運行狀態時，產生波、接收波都為正常狀態，檢測器發出正常信號。當運輸機故障時，波導管損壞彎曲，此時發送波、接收波處于異常狀態，超聲波檢測器檢測異常信號，判斷皮帶故障。但是，超聲波檢測法具備破壞性，只有等到波導管損壞后，才可判斷皮帶撕裂故障，并且撕裂程度較大時，才可以促使物料穿透皮帶、抗彎波導管，顯露出故障現象。

4.井下皮帶運輸機的故障處理措施

(1)皮帶打滑處理措施

皮帶運輸機皮帶打滑為常見故障，對生產效率的影響大，還會引發安全事故。為了降低故障發生率，技術人員注重定期檢修與維護，通過設置編碼器方式，對皮帶速度變化進行監測。皮帶打滑和設備運行摩擦力相關，摩擦力大小，可以反映出皮帶打滑的作用效果。在驅動滾筒上安裝編碼器，具備實時監測功能，詳細記錄傳送帶線速度、改向滾筒線速度。皮帶打滑存在正向、反向情況，因此裝置線速度的差別較大。所以，借助編碼器功能，可以分析皮帶打滑狀態的傳送帶、改向滾筒線速度差值。通常情況下，皮帶發生打滑故障時，二者線速度大小相同，且方向一致。

(2)皮帶跑偏處理措施

針對皮帶傳輸機跑偏問題，必須加大關注度，采用科學措施予以處理。第一，選擇高質量皮帶材質，加大控制力度。前期做好市場調研，比較多個廠家產品，選擇生產能力強、水平高的廠家。在安裝皮帶之前，注重全方位檢查，剔除不合格產品。第二，在安裝皮帶傳輸機時，應當確保安裝準確性，保證組件安裝到位，注重日常檢修與保養。在安裝操作期間，注重各部件清潔管理，遵循標準要求開展操作，合理控制各環節安裝質量。不管應用哪種連接方式，都必須注重安裝平整性控制。第三，由于超載所致皮帶跑偏，應當關注內在原因，了解力學原理，遵循規律調整皮帶張緊度，確保皮帶兩側張緊度一致。皮帶運行期間，如果產生變形問題，則應當截取其中一段，做好膠接處理，有效控制跑偏問題。第四，針對滾筒安裝位置，應當控制膠帶輸送長度中心線，在落料口設置調整擋板，根據物料特性，合理選擇下料速度，保證物料配置均勻且平衡，確保膠帶運行正常化。

(3)膠帶噪聲處理措施

環境噪聲多出現在皮帶頭輸送機輥子與滾輪位置，異常環境噪聲的引發原因相同。通常情況下，滾動軸承損壞、傳輸皮帶等原因，會導致滾筒發出較多噪聲。噪聲產生原因，可能是感光鼓安裝不正確，優化設計感光鼓軸承座。輥壁厚會影響壁厚均勻性，影響皮帶輸送機慣性離心力，導致噪聲不平衡。增壓發動機可以提供運行動力，當電動機無法正常啟動時，則會影響皮帶機運行效果。當故障持續時間較長時，則延長電機使用壽命。增壓發動機故障時，檢查主電路，輸入電壓與繼電器觸點，確保限制激活。

(4)撒煤處理措施

第一，跑偏時撒煤：皮帶跑偏撒煤故障，多是由于皮帶運行邊緣高度不一致，煤炭從低邊緣位置撒落，只需調整皮帶跑偏即可。第二，轉載位置撒料：轉載位置撒料故障，多集中在落料斗、導料槽位置。皮帶運輸機超載時，導料槽擋板橡膠裙板損壞，優化設計導料槽位置鋼板，會導致物料沖出導料槽。在處理時，注重運送能力控制，加大檢修與維護力度。第三，凹段皮帶懸空撒料：凹段皮帶區間，當凹段曲率半徑較小時，會導致皮帶懸空，改變皮帶成槽情況。由于皮帶離開槽形托輥組，槽角變小，此時會灑落煤炭。所以在設計期間，適當增加凹段曲率半徑，降低不良事故率。

(5)減速器斷軸故障處理措施

高速軸不同心所致斷軸問題，需要在安裝與檢修中加大關注度，優化調整高速軸與電機軸位置，保證兩個軸同心。電機軸軸心直徑大于減速軸，應力集中。針對高速軸、減速軸而言，電機軸不會產生斷軸問題。針對損壞高速軸，必須及時更換新的高速軸。檢修操作期間，更換高速軸不能排除故障時，則需要更換減速器，高效排除不良故障。同時，如果是皮帶運輸機改向滾筒、驅動滾筒發出異常噪音，則檢查滾筒內部軸承損壞情況，及時更換損壞軸承，保證皮帶運輸機運行效果。

5.井下皮帶運輸機的安全注意事項

(1)提升檢修人員技術水平

為了確保井下皮帶運輸機運行效果，必須提升檢修人員技術能力。煤礦企業組織檢修人員參與技術培訓，積極鼓勵檢修人員進修，培養檢修人員的職業道德，制定標準化檢修流程與管理制度，避免皮帶運輸機檢修不及時，維護不到位問題。

(2)維護皮帶運輸機安全運行

煤礦企業注重皮帶運輸機安全運行，檢修人員觀察井下皮帶運輸機積煤，同時做好處理干預。井下皮帶運輸機運行期間，當出現故障問題時，嚴禁工作人員在將其上方操作。井下皮帶運輸機頭、機尾設置安全防護網。井下皮帶運輸機外露轉動部位，應當設置安全防護網。

(3)延長皮帶使用壽命問題

皮帶運輸機使用壽命，會受到皮帶質量、使用磨損度影響。在使用皮帶運輸機時，保證清掃器運行狀態良好，確保回程皮帶無雜物。回程帶雜物，會誤入到改向滾筒、驅動滾筒內，此時皮帶會損壞物料，破壞滾筒表面硫化橡膠層，加劇皮帶損壞，縮短皮帶使用壽命。皮帶質量，對皮帶使用壽命的影響大，企業采購時，注重采購大廠家品牌產品，并且具備國家專門質檢機構證書、出廠合格證書。常規檢驗手段，主要檢查皮帶外觀龜裂、老化問題，生產與存儲問題。針對存在質量隱患的皮帶，則嚴禁采購。

(4)建設相關設備維修檔案

煤礦井下作業管理部門，建設皮帶運輸機機電檢修設備，明確井下皮帶運輸機設備檢修維護重點，同時在檔案內明確故障時間、類型、檢修方法等內容。當發生相同故障問題時，檢修人員技術采取措施予以處理。

6.結束語

綜上所述，皮帶運輸機可以加強運輸能力，應當充分發揮出皮帶運輸機效能，為生產提供服務。了解和掌握皮帶運輸機常見故障，明確故障處理方法，做好生產總結與分析，處理好常見故障問題，能夠確保皮帶運輸機運行效益，提升企業生產效率。