輸送帶打滑的原因分析及解決方法

畢懿琳

（浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江 紹興 312000）

0 引言

帶式輸送機廣泛應用于電力等行業(yè)。輸送帶打滑是指輸送帶與驅(qū)動滾筒之間形成相對滑動，是帶式輸送機的常見故障。輸送帶在驅(qū)動滾筒上打滑，加劇了輸送帶和驅(qū)動滾筒包膠的磨損，降低了二者之間的摩擦系數(shù)，形成惡性循環(huán)，導致輸送帶越來越容易打滑。某發(fā)電廠4A帶式輸送機為露天DTⅡ型帶式輸送機，其輸煤任務較重，在晴天時設備能夠正常運行，一旦遇到雨天，此露天帶式輸送機便會頻繁發(fā)生打滑現(xiàn)象，直接影響機組燃煤的正常供應。

1 輸送帶的受力分析

1.1 輸送帶所受阻力分析

輸送帶在正常運行時，驅(qū)動滾筒對輸送帶的摩擦力需要克服所有阻力之和。輸送帶所受阻力分析如圖1所示。

式中：F1為所有阻力之和；Fh為主要阻力；Fn為附加阻力；Fs1為特種阻力（托輥及改向滾筒摩擦阻力）；Fs2為特種附加阻力（清掃器等對輸送帶的阻力）；Fs3為傾斜阻力。

輸送帶的主要阻力：

圖1 輸送帶所受阻力分析

式中：f為模擬摩擦系數(shù)；L為輸送帶的總長度；g為重力加速度；qro為承載分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；qru為傾斜阻力回程分支托輥每米長旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；qb為每米長輸送帶的質(zhì)量；qG為每米長輸送物料的質(zhì)量；δ為帶式輸送機的傾斜角。

常用帶式輸送機的傾斜角 δ＜18°，cosδ≈1。對于長距離帶式輸送機（機長大于80 m），附加阻力明顯小于主要阻力，可引入系數(shù)C來考慮阻力，它取決于輸送機的長度。

所有阻力之和：式中：L， qro， qru， qb， g不會變化； C， f， Fs1， Fs2，F(xiàn)s3由帶式輸送機的設計參數(shù)決定，在正常運行中變化非常小，因此輸送帶的所有阻力之和F1主要取決于每米長輸送物料的質(zhì)量qG。

1.2 輸送帶所受牽引力分析

如圖2所示，輸送帶所受的牽引力為驅(qū)動滾筒對輸送帶的摩擦力F2。

圖2 輸送帶所受牽引力分析

根據(jù)尤拉公式可以知道，驅(qū)動滾筒對輸送帶的摩擦力正比于尤拉系數(shù)。

式中：C1為正比系數(shù)；eμφ為尤拉系數(shù)，其中μ為驅(qū)動滾筒與輸送帶的摩擦系數(shù)，φ為驅(qū)動滾筒與輸送帶的包角。

由此可見，輸送帶所受的牽引力會隨驅(qū)動滾筒與輸送帶的摩擦系數(shù)μ及包角φ的增大而增大。

2 輸送帶打滑的原因

當輸送帶的所有阻力之和大于輸送帶所受到的牽引力，即F1＞F2時，輸送帶就會發(fā)生打滑現(xiàn)象。由此可見，當F1增大或F2減小，都有可能導致輸送帶打滑，而F1主要取決于qG，因此當qG比較大時，容易引起輸送帶打滑。輸送帶所受到的牽引力F2取決于驅(qū)動滾筒與輸送帶的摩擦系數(shù)及包角，當驅(qū)動滾筒與輸送帶的包角φ過小或者二者之間的摩擦系數(shù)μ變小時，也會引起輸送帶打滑。

3 輸送帶打滑的解決方案

通過對輸送帶的受力情況以及打滑原因進行分析可知，減小qG、增大φ和μ可以解決輸送帶的打滑現(xiàn)象。但是在實際生產(chǎn)中，qG的減小不利于生產(chǎn)的經(jīng)濟性，所以此處主要考慮增大驅(qū)動滾筒與輸送帶的包角φ和摩擦系數(shù)μ來解決輸送帶的打滑問題。

3.1 增大驅(qū)動滾筒與輸送帶的包角

將增面滾筒上移，可以增大驅(qū)動滾筒與輸送帶的包角φ，從而在摩擦系數(shù)不變的情況下增大二者之間的摩擦力，如圖3所示。

圖3 增大包角示意

當增面滾筒上移時，會增大增面滾筒的徑向受力，導致增面滾筒的軸承受力變大，縮短增面滾筒的使用壽命。為了保證增面滾筒的使用壽命不受影響，可以更換大號軸承座并將增面滾筒上移，以增大驅(qū)動滾筒與輸送帶的包角，同時增面滾筒的軸承可以承受更大的徑向力，不會因為其受力變大而縮短使用壽命。

3.2 增大驅(qū)動滾筒與輸送帶的摩擦系數(shù)

驅(qū)動滾筒的包膠形式常用的是V型紋路，在晴天時，這種包膠形式可以增大摩擦系數(shù)，但是在雨天時不利于驅(qū)動滾筒的排水，從而導致摩擦系數(shù)減小。將驅(qū)動滾筒的包膠形式改為X型紋路，不但增加了驅(qū)動滾筒的排水能力，而且可以增大其摩擦系數(shù)，如圖4所示。

圖4 驅(qū)動滾筒包膠形式

此外，陶瓷面與輸送帶的摩擦系數(shù)明顯大于滾筒包膠與輸送帶的摩擦系數(shù)，若是將滾筒包膠換成陶瓷面，既不怕水沖與雨天的影響，也減少了膠帶與滾筒表面的磨損。

4 方案選擇

由于改變驅(qū)動滾筒的包膠形式需要將驅(qū)動滾筒拆下，影響生產(chǎn)的時間較長，所以決定采用改變增面滾筒位置來增大輸送帶與驅(qū)動滾筒包角的方案。根據(jù)現(xiàn)場測量增面滾筒的可活動空間，可以將輸送帶與驅(qū)動滾筒的包角由原來的195°增大到220°，并更換了大號軸承座。經(jīng)過改造后的4A帶式輸送機，無論在晴天還是雨天均未發(fā)生輸送帶打滑的現(xiàn)象。

5 結(jié)語

引起輸送帶打滑的原因有很多，若是帶式輸送機拉緊配重不足，也會引起打滑。尤其是雨天，輸送帶與驅(qū)動滾筒之間有水，運行時會形成水膜層，減小兩者之間的摩擦系數(shù)，極易導致輸送帶打滑。如果輸送帶在運行中發(fā)生的打滑現(xiàn)象不能及時解決，極有可能導致較大的經(jīng)濟損失。實踐證明，通過改變增面滾筒的位置來增大輸送帶與驅(qū)動滾筒的包角，可以有效地解決輸送帶打滑的問題。

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