皮帶轉向裝置運行的可靠性分析

李爭春

(西山煤電(集團)公司 馬蘭礦，山西 古交 030205)

煤炭企業(yè)生產中使用的設備種類眾多，卻很少有人對其進行可靠性分析。對設備的運行狀況進行可靠性分析，是從20世紀40年代開始的[1]。對設備可靠性的一般認識是：一套設備盡管各項性能很先進，但是如果不可靠，運行中故障不斷、維修難度大，那么這套設備性能再優(yōu)良也是沒有意義的。因此，一套設備是否滿足使用要求，必須具備兩個條件：1) 設備的性能指標要與使用目的一致。2) 設備在使用中繼續(xù)滿足要求的可能性有多大，故障率要低，維修難度要小。前者研究的是設備的使用價值，后者研究的就是設備的可靠性。

1 安裝皮帶轉向裝置的現(xiàn)場情況

西山煤電集團公司馬蘭礦在對南翼下組煤集中皮帶轉運煤巷與聯(lián)絡巷的技術改造中提出了使用皮帶轉向裝置的設想。經過市場調查與比較，將徐州中國礦大機電科技有限公司的ZX-1200型(固定角度)轉向裝置(專利產品)作為選型設計[2-6]。

南冀下組集中皮帶轉運煤巷全長1 100 m，巷道凈寬5 m，凈斷面17.3 m2，是南翼下組煤采區(qū)的煤炭集中皮帶轉運巷，巷道鋪設1200型皮帶輸送機1部，全長1 100 m，擔負的運力為1 000 t/h。改造前，南冀下組煤采區(qū)通過轉運巷皮帶將煤轉運至井底3#煤倉，然后通過主斜皮帶轉運至地面，因井底3#煤倉建礦時設計為掘進倉，蓄煤量為800 t，不能滿足南冀下組煤生產的要求。為提高南冀下組8#煤采區(qū)運煤系統(tǒng)的儲運能力，決定對運煤系統(tǒng)進行改造，將原煤轉運至倉儲能力較大的井底1#煤倉，見圖1。

圖1 南翼下組集中皮帶轉運煤巷與聯(lián)絡巷巷道布置圖

由于改走井底1#煤倉需將鋪設在南翼下組集中皮帶轉運煤巷全長1 100 m的1200型皮帶輸送機，在1 055 m處順煤流方向左轉40.08°的位置安裝ZX-1200型 (固定角度) 轉向裝置，使南翼下組集中皮帶轉運煤巷與聯(lián)絡巷相連，聯(lián)絡巷全長45 m。

2013年5月1日，ZX-1200型轉向裝置安裝調試、帶料試運行。經過6個月的運行，所有指標均達到了設計要求，運行狀態(tài)良好，達到了預期效果。

2 可靠性測試的基本要求和做法

為了證實設備在使用中繼續(xù)滿足要求的可能性，2013年7月1日—31日運用可靠性工程理論，對皮帶轉向裝置進行了為期31個班、檢測62 次的可靠度跟蹤測試。跟蹤測試的基本要求和做法：

1) 每天跟蹤1個運行班，每班跟蹤測試時間不得少于2 h。

2) 每班在跟蹤的時間內要有專人負責測試的觀察與記錄，記錄次數(shù)2次，間隔1 h以上。

3) 觀察與記錄的內容：皮帶運行情況、轉向滾筒運行情況、換向滾筒運行情況、轉向滾筒上紡錘型衛(wèi)星輥運行情況、皮帶清掃器運行情況、緩沖床工作情況、擋煤板工作情況、過渡架運行情況等8項。

范堅強滅掉手中的煙絲，把頭低下來，對著小孔說：“你不要白費力氣了，老老實實地待著?！币缓冀^望地坐在冰涼的地上，感覺自己正處于地心深處，他想象自己在這古墓一樣的石屋里變成骷髏。我已經死了。他想，與世隔絕就等于死亡。當人們逐漸把你忘記，你也將忘記他們。那時，你與這個社會所建立起來的契約便自行解除。

4) 8項觀察內容均設：正常、異常、故障和異常與故障說明等4個記錄事項。

5) 分別設定正常、異常、故障的測試標準，見表1。

6) 使用統(tǒng)計概率分析法描述設備正常運行的狀態(tài)，證實設備可靠性的結論。

表1 正常、異常、故障的測試標準表

3 分項可靠性分析

跟蹤測試結束后，對8項測試的觀察與記錄內容進行整理與分析。

1) 皮帶及轉向滾筒運行情況分析見表2。

表2 皮帶及轉向滾筒運行情況表

2) 換向滾筒及衛(wèi)星輥運行情況分析見表3。

3) 皮帶清掃器及緩沖床工作狀況分析見表4。

4) 擋煤板及過渡架工作狀況分析見表5。

表3 換向滾筒及衛(wèi)星輥運行情況表

4 綜合分析

從上述分析可以看出，所列出的皮帶轉向裝置的8項跟蹤測試項目的正常運行狀態(tài)概率分別為：皮帶運行0.968；轉向滾筒0.952；換向滾筒1.00；衛(wèi)星輥0.936；清掃器1.00；緩沖床1.00；擋煤板1.00；過渡架0.952。可見，運行都是穩(wěn)定可靠的。為了進一步證實其設備的可靠性，下面進行綜合分析。

表4皮帶清掃器及緩沖床工作狀況表

表5擋煤板及過渡架工作狀況表

4.1 測試時間的確定

1) 總測試時間的確定。

總測試時間是各項測試時間乘積之和，故：

T總=8×62=496 h

2) 總正常運行時間的確定。

總正常測試時間是各項測試正常運行時間之和，故：

T正常=60+59+62+58+62+62+62+59=484 h

3) 總異常運行時間的確定。

總異常測試時間是各項異常運行時間之和，故：

T異常=2+3+0+2+0+0+0+3=10 h

4) 總故障停機時間的確定。

總故障停機時間是各故障停機時間之和，因此有：

T故障=0+0+0+2+0+0+0+0=2 h

4.2 可靠度的計算

可靠度是用概率表征的設備或系統(tǒng)的耐用程度。

1) 正常運行的可靠度，用r'正常表示：

r'正常=T正常/T總=484 / 496=0.976

2) 異常運行的概率，用r'異常表示：

r'異常=T異常/T總=10/ 496=0.020

3) 故障停機的概率，用r'故障表示：

r'故障=T故障/T總=2 / 496=0.004

5 結 論

1) 經上述分項分析與綜合分析，得出了用概率描述的皮帶轉向裝置的可靠度為0.976，證實了設備在使用中繼續(xù)滿足要求的可能性與可靠性。同時也可以看到設備異常運行的概率和故障停機的概率分別為0.020和0.004，說明設備異常運行和故障運行的可能性是存在的，但出現(xiàn)的機會較小，只要加強設備的運行監(jiān)控與使用管理，完全可以預防與杜絕設備故障。

2) 馬蘭礦對運行中的設備進行可靠性分析，目的是把可靠性工程理論應用于設備管理實踐的同時，驗證皮帶運輸系統(tǒng)選用轉向裝置的可行性與可靠性。

參 考 文 獻

[1]宋 戈，蓋仁龍.可調角度平面轉向滾筒：中國，202234198[P].2009-9-3.

[2]張 勇.帶式輸送機轉彎裝置的使用[J].礦業(yè)快報，2007(6)：83-84.

[3]尹建國，張玉明，劉國棟，等.SSJ-800皮帶機轉彎裝置在我礦的應用實踐[J].煤礦現(xiàn)代化，2008(2)：77-78.

[4]李憲穎，張 雷.帶式輸送機轉彎裝置在煤礦井下的研究與應用[J].煤炭技術，2007(9)：6-7.

[5]趙世旭.煤礦大型帶式輸送機安裝轉向裝置的設計研究[C].第八屆全國煤炭工業(yè)生產一線青年技術創(chuàng)新文集，2013(10月刊)：438-441.

[6]許潤蓮.皮帶運輸機常見故障的分析與處理[J].山西能源與節(jié)能，2008(6)：17-20.