帶式輸送機(jī)膠帶跑偏故障分析與解決措施

盧 勇

(大同煤礦集團(tuán)安全監(jiān)管五人小組管理部軒煤分部，山西 原平 034100)

0 引言

煤礦帶式輸送機(jī)是煤礦中的重要工具之一，隨著煤礦生產(chǎn)機(jī)械化程度的提高，輸送機(jī)運(yùn)行正常與否直接影響著煤礦生產(chǎn)。具體來說，在實(shí)際運(yùn)行過程中，煤礦帶式輸送機(jī)最常遇到的是跑偏故障，嚴(yán)重地影響到了煤炭的運(yùn)輸速度，甚至造成相關(guān)設(shè)備毀壞。解決帶式輸送機(jī)跑偏故障是設(shè)備檢修工面臨的大量基礎(chǔ)性工作。

1 煤礦帶式輸送機(jī)

1.1 概述

煤礦帶式輸送機(jī)廣泛使用于煤炭采掘、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)。其主要組成部分有運(yùn)輸帶、托輥、滾筒、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)裝置、張緊和改向裝置以及裝載、卸載和清掃裝置。其中運(yùn)輸任務(wù)主要是通過運(yùn)輸帶的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。而運(yùn)輸帶的運(yùn)動(dòng)又是通過滾筒與托輥、運(yùn)輸帶之間的摩擦力的作用實(shí)現(xiàn)的，因此滾筒和托輥的安裝位置都需要較高的精準(zhǔn)性，即滾筒要與帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度方向中心線相垂直，托輥的橫向中心線與帶式輸送機(jī)的縱向中心線重合。

1.2 帶式輸送機(jī)膠帶跑偏的形式

煤礦帶式輸送機(jī)膠帶跑偏主要有3種表現(xiàn)形式，①煤礦帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸帶松緊度不一致時(shí)，會(huì)逐漸向緊的一側(cè)移動(dòng)；②煤礦帶式輸送機(jī)的托輥支架沒有保持在統(tǒng)一水準(zhǔn)上的時(shí)候，運(yùn)輸帶會(huì)向后移動(dòng)；③煤礦帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸帶兩側(cè)沒有在同一高度時(shí)，會(huì)移動(dòng)向高側(cè)。

煤礦帶式輸送機(jī)跑偏故障帶來的直接后果就是運(yùn)輸帶與輸送機(jī)脫離，相關(guān)的生產(chǎn)線就會(huì)被迫停止，延誤生產(chǎn)。同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備受到損壞，不僅是帶式輸送機(jī)，也會(huì)給其它與運(yùn)輸帶并沒有直接聯(lián)系的生產(chǎn)設(shè)備造成不正常的磨損。另外，煤礦帶式輸送機(jī)跑偏故障的發(fā)生也會(huì)帶來不小的安全隱患，不僅會(huì)使得物料翻卷，使得運(yùn)輸帶單側(cè)受到了過分的力的作用，從而斷裂，危及生產(chǎn)人員的安全，更有甚者會(huì)使得皮帶軟化、燒焦、起火。

2 膠帶跑偏故障機(jī)理分析

2.1 帶式輸送機(jī)自身的問題

煤礦帶式輸送機(jī)在制造的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量不過關(guān)的問題，使得運(yùn)輸帶的結(jié)構(gòu)不平整，其所受的力也就會(huì)出現(xiàn)不均勻的問題，運(yùn)輸帶隨即跑偏。其次煤礦皮帶在長(zhǎng)久的使用過程中也會(huì)由于老化等原因使得皮帶兩側(cè)的張力不均，從而導(dǎo)致跑偏故障的發(fā)生。另外由于煤礦所開采的礦料都具有一定的粘性，帶式輸送機(jī)在運(yùn)行了一定時(shí)間后，其托輥和滾筒就會(huì)沾染上這些礦料，這也會(huì)使得運(yùn)輸帶兩側(cè)受力不均，使得運(yùn)輸帶跑偏。

2.2 帶式輸送機(jī)安裝時(shí)出現(xiàn)問題

煤礦帶式輸送機(jī)在安裝時(shí)出現(xiàn)的問題主要集中在機(jī)架、運(yùn)輸帶、導(dǎo)料槽兩側(cè)的橡膠板等設(shè)備上。其中機(jī)架的安裝問題主要是安裝時(shí)歪斜，使得兩側(cè)出現(xiàn)高低傾斜的問題，導(dǎo)致兩側(cè)受力不均，運(yùn)輸帶自然也就跑偏了。而運(yùn)輸帶的安裝問題則是接頭不平直，導(dǎo)料槽兩側(cè)的橡膠板則容易出現(xiàn)受力不均的問題，使得運(yùn)輸帶兩側(cè)所受到的張力和摩擦力出現(xiàn)偏差而跑偏。 另外，托輥和滾筒安裝位置的不準(zhǔn)確會(huì)使得垂直度的誤差過大，從而加重運(yùn)輸帶跑偏的現(xiàn)象。

2.3 帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問題

煤礦帶式輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)，相關(guān)的工作人員也要按照操作規(guī)范嚴(yán)格進(jìn)行操作，才能降低跑偏故障的發(fā)生概率。工作人員如果不注意，給料不均勻就會(huì)導(dǎo)致礦料的下落方向和下落位置的錯(cuò)誤，從而使得運(yùn)輸帶跑偏。另外已經(jīng)投入使用了一段時(shí)間的運(yùn)輸帶也會(huì)出現(xiàn)接頭不平直、毛躁的問題，同時(shí)其它設(shè)備也會(huì)出現(xiàn)或松弛、或老化、或相互之間磨合度下降的問題，這些問題會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸帶的內(nèi)部應(yīng)力不均勻，從而導(dǎo)致運(yùn)輸帶跑偏。

3 基于FTA的膠帶跑偏故障分析

3.1 故障樹的建立

通過前面的分析，結(jié)合故障樹分析原理，建立帶式輸送機(jī)跑偏故障的故障樹如圖1所示。

圖1 帶式輸送機(jī)膠帶跑偏故障樹示意圖

該故障樹由3個(gè)中間事件，8個(gè)底事件，3個(gè)或門以及一個(gè)與門組成。圖中各事件的說明見表1。

表1 帶式輸送機(jī)膠帶跑偏故障的故障事故樹代號(hào)說明

3.2 故障樹分析

對(duì)圖1所示的事故樹進(jìn)行布爾運(yùn)算，可以得到最小割集的計(jì)算公式

T=A1+A2+A3=(x1+…+x7+x7·x8)

(1)

從上式中可以看出，該事故樹的最小割集共有17個(gè)，且除了{(lán)x7，x8}外均為單獨(dú)事件割集。因此，可以判斷該事故樹的可靠性并不是很高。

從故障樹結(jié)構(gòu)中可以看出，或門所占百分比為90.9%，與門數(shù)量為9.1%。根據(jù)故障樹定量計(jì)算方法，可知頂事件的發(fā)生概率如式(2)所示

P(A)=P(x1)+P(x2)+…+P(x7)P(x8)

(2)

當(dāng)已知各事件基本概率時(shí)，就可以通過式(2)求得頂事件發(fā)生的概率。

4 帶式輸送機(jī)膠帶跑偏的解決措施

4.1 安裝調(diào)整好托輥及其相關(guān)設(shè)備

托輥及其相關(guān)設(shè)備對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行有著很重要的作用。因此可以通過安裝調(diào)整托輥及其相關(guān)設(shè)備的方法來預(yù)防處理煤礦帶式輸送機(jī)的跑偏故障。針對(duì)托輥而言，在安裝時(shí)，可以對(duì)托輥兩側(cè)的安裝孔進(jìn)行加工，使其變成長(zhǎng)孔，以方便調(diào)整托輥。在調(diào)整時(shí)就要根據(jù)實(shí)際情況，將其向運(yùn)輸帶跑偏方向的反方向且向后調(diào)整。而托輥的相關(guān)設(shè)備，即調(diào)心托輥組，主要針對(duì)的是煤礦帶式輸送機(jī)前期運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的跑偏故障，可以起到有效將事故控制在合理范圍內(nèi)的作用。這是由托輥組的特殊工作原理造成的。托輥在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種橫向附加力，然后圍繞著中心軸托輥組就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)成一個(gè)弧度。由于運(yùn)輸帶在運(yùn)行時(shí)與托輥不會(huì)出現(xiàn)垂直的狀況，當(dāng)滿足上述條件時(shí)，運(yùn)輸帶就會(huì)自動(dòng)向中心移動(dòng)。

4.2 對(duì)帶式輸送機(jī)的其它設(shè)備進(jìn)行調(diào)整

要預(yù)防和處理帶式輸送機(jī)的跑偏故障，還要對(duì)它的其它設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，主要有滾筒和運(yùn)輸帶兩方面進(jìn)行調(diào)整。一個(gè)輸送機(jī)中大概有2～5個(gè)數(shù)量的滾筒，因此在安裝滾筒時(shí)，就要極度小心謹(jǐn)慎，以確保滾筒的安裝位置與輸送機(jī)的長(zhǎng)度中心線成垂直狀態(tài)。當(dāng)處理跑偏故障時(shí)，可以調(diào)整驅(qū)動(dòng)滾筒位置和改向滾筒位置，但在調(diào)整前，要先對(duì)其安裝位置做好固定處理，所調(diào)整的方向與運(yùn)輸帶跑偏的方向也應(yīng)當(dāng)相反且向后，然后反復(fù)調(diào)整直至達(dá)到要求即可。另外一個(gè)需要調(diào)整的設(shè)備就是運(yùn)輸帶，其實(shí)主要調(diào)整的是運(yùn)輸帶的緊張程度。①機(jī)械式張緊，即螺旋張緊，在使用這種措施時(shí)，要確保在張緊滾筒的軸承座移動(dòng)過程中滾筒的軸線與運(yùn)輸帶的縱向方向成垂直；②重錘式張緊，這種措施又有2個(gè)小的措施，中部重錘式張緊和尾部重錘式張緊。其操作要點(diǎn)是為了確保滾筒軸心線始終處在一個(gè)水平上，不僅要使其軸心線垂直于運(yùn)輸帶的長(zhǎng)度方向，更要保證其垂直于重力垂線。

4.3 安裝防偏開關(guān)

防偏開關(guān)能夠有效地預(yù)防處理煤礦帶式輸送機(jī)的跑偏故障。防偏開關(guān)的功能分為兩級(jí)，一是報(bào)警，二是自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)煤礦帶式輸送機(jī)開始出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象時(shí)，防偏開關(guān)的立棍傾斜到一級(jí)動(dòng)作角度，防偏開關(guān)就會(huì)發(fā)出警示提醒。如果跑偏現(xiàn)象進(jìn)一步發(fā)展，立棍傾斜到二級(jí)動(dòng)作角度，防偏開關(guān)就會(huì)發(fā)出另一組信號(hào)，并自動(dòng)停機(jī)。待到煤礦帶式輸送機(jī)的跑偏故障被解決后，防偏開關(guān)的立棍就會(huì)自動(dòng)回到原來的位置，防偏開關(guān)重新開始正常工作。另外，防偏開關(guān)還具有檢測(cè)煤礦帶式輸送機(jī)發(fā)生跑偏故障的原因的功能。

4.4 落料位置進(jìn)行調(diào)整

落料位置的不均會(huì)導(dǎo)致煤礦帶式輸送機(jī)發(fā)生跑偏故障，因此對(duì)落料的位置進(jìn)行調(diào)整也是預(yù)防處理跑偏故障的重要手段。在調(diào)整落料位置時(shí)，首先要考慮好轉(zhuǎn)載點(diǎn)處2條運(yùn)輸帶的相對(duì)高度，以在允許的范圍內(nèi)盡量高為宜。除此之外還要考慮好散料運(yùn)輸帶式輸送機(jī)的導(dǎo)流槽形式和尺寸，確保其在合理范圍之內(nèi)。

4.5 加強(qiáng)對(duì)帶式輸送機(jī)的監(jiān)管

煤礦帶式輸送機(jī)是煤礦企業(yè)生產(chǎn)線的重要機(jī)械，加強(qiáng)對(duì)其的監(jiān)管是很有必要的。具體來說，企業(yè)要針對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)，構(gòu)建相應(yīng)的、科學(xué)的管理體系，將管理責(zé)任落實(shí)到個(gè)人身上，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)。

5 結(jié)語

煤礦帶式輸送機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)生跑偏的現(xiàn)象，多數(shù)是由煤礦帶式輸送機(jī)的組件出現(xiàn)了問題和生產(chǎn)人員操作不當(dāng)?shù)纫蛩匾鸬?。為了改善這種情況，煤礦企業(yè)的主要對(duì)策就是要調(diào)整相關(guān)設(shè)備設(shè)置，安裝防偏開關(guān)，對(duì)生產(chǎn)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，構(gòu)建監(jiān)管體系。這樣不僅能有效處理煤礦帶式輸送機(jī)跑偏故障，還能進(jìn)行預(yù)防，同時(shí)也大大地提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。