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    昊興塬煤礦DTL120型皮帶機安全監(jiān)測系統(tǒng)的改造研究

    2020-03-14 10:26:34董西會
    機械管理開發(fā) 2020年1期
    關(guān)鍵詞:托輥皮帶機機架

    董西會

    (山西煤炭運銷集團蒲縣昊興塬煤業(yè)有限公司, 山西 蒲縣 041200)

    引言

    在煤礦井下運輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)中,與其他礦井運輸設(shè)備相比,皮帶機具有輸送能力大、遠距離運輸、能量消耗低、運輸平穩(wěn)和連續(xù)性運輸?shù)缺姸鄡?yōu)勢。但是皮帶機工作環(huán)境處在狹窄的巷道中,條件惡劣、路線復(fù)雜、煤塵嚴重、運料不均衡等會給皮帶帶來一些故障,例如皮帶打滑、堆煤、電機燒壞、托輥失去平衡,嚴重的時候這些故障會引起連帶的故障或者事故[1]。一旦皮帶機出現(xiàn)故障,必然會造成與之工藝配套的掘進工作和采煤工作陷入癱瘓,進而引起整個礦井停產(chǎn)停業(yè)[2]。為此,針對皮帶機的重要性,本文以昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機為例進行探討。

    1 皮帶機結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

    昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機是一種連續(xù)性運輸?shù)脑O(shè)備,具有運輸量大、使用方便、能量消耗較低等特性,主要由動力裝置、張緊裝置、機架、皮帶、托輥和其他零部件組成,其結(jié)構(gòu)簡易圖詳見圖1。昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機主要技術(shù)參數(shù)如表1所示,皮帶機成為了聯(lián)系昊興塬煤礦井下和井上的樞紐,但是在使用過程中也出現(xiàn)了電機、減速器、皮帶、托輥和機架等故障,為此,分別分析其故障原因,為安全監(jiān)測提供技術(shù)支撐。

    2 皮帶機常見故障分析

    2.1 驅(qū)動裝置故障分析

    1)電機故障:昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機電機過熱故障,經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn),引起過熱主要是運送物料過重造成,但是電子繞組、電壓變化起伏明顯也會給驅(qū)動裝置的電機造成故障;若果繞組接地或者短路、線路接錯等會引起電流瞬時增大,電流激增會燒壞電機;若調(diào)速裝置不正常運行,必然會引起電機轉(zhuǎn)速變化,給皮帶機帶來堆煤或者皮帶在高速運行下被拉斷事故。

    2)減速器故障:昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機托運物料過重,且長時間運行,齒輪受壓力作用造成斷齒、磨損,軸的徑向和軸向跳動量也會出現(xiàn)明顯增加,相應(yīng)給軸承造成腐蝕或者磨損破壞,減速器受到齒輪和軸承破壞會發(fā)出異響或者異常振動[3],嚴重時直接損毀減速器。

    圖1 DTL120型皮帶機結(jié)構(gòu)簡易示意圖

    表1 DTL120/120/2×560型皮帶機主要技術(shù)參數(shù)

    2.2 皮帶故障分析

    1)皮帶打滑:昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機皮帶打滑的原因之一是皮帶與傳動滾筒之間出現(xiàn)了較大滑差率,原因之二是皮帶張力較弱的情況下,皮帶與傳動滾筒的摩擦力不足[4]。皮帶打滑帶來的問題是不僅降低皮帶運輸能力,如果未及時發(fā)現(xiàn)采取一定的保護措施,還會造成皮帶點燃被燒。

    2)皮帶斷帶或撕裂:昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機皮帶組成結(jié)構(gòu)詳見圖2所示的三維示意圖。上覆層、鋼絲繩、芯膠、下覆層共同構(gòu)成了整個皮帶。一些鋼絲繩受力過大,皮帶發(fā)生斷帶的原因主要是受縱向拉力作用,皮帶中的鋼絲繩因為數(shù)量較多,在連接處極易發(fā)生橫向斷裂,另外皮帶接頭處老化也會造成皮帶斷帶[5]。受到一些堅硬的物料劃傷,皮帶在張力作用下被撕裂。若不及時處理斷帶或者撕裂故障,會引起物料堆積、皮帶傷人等事故。

    圖2 皮帶組成結(jié)構(gòu)三維圖

    3)皮帶跑偏:昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機長期在井下巷道中運行,皮帶中心線與機架中心線難免會出現(xiàn)偏差,圖3為皮帶跑偏的三種類型,分別為右偏差、左偏差和蛇形偏差。皮帶與機架中心線出現(xiàn)偏差,會引起皮帶磨損,嚴重影響皮帶質(zhì)量,局部有可能將物料散落,也有可能出現(xiàn)整條皮帶斷帶或者受摩擦起火。

    圖3 皮帶跑偏的幾種類型

    2.3 托輥與機架故障分析

    1)托輥故障:皮帶機處于井下復(fù)雜的工況下,受煤塵、潮濕、其他物體影響,昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機的托輥軸承容易被腐蝕,影響其光滑程度,造成托輥轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常,產(chǎn)生振動或者阻力不一致,致使皮帶跑偏。

    2)機架故障:昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機的機架是承受整個皮帶和物料的基礎(chǔ),皮帶機的其他零部件均要依托機架才能實現(xiàn),機架的好壞和穩(wěn)定性直接關(guān)系著皮帶機的穩(wěn)定和安全。在運行當中,機架故障主要表現(xiàn)為機架變形,因為皮帶出現(xiàn)偏差,造成一些連帶反應(yīng),例如皮帶被磨損、打滑、撕裂等,給整個巷道運輸帶來不穩(wěn)定因素。

    3 安全監(jiān)測系統(tǒng)改造研究

    3.1 皮帶安全監(jiān)測

    1)帶速監(jiān)測:為了更好地了解、掌握和控制皮帶是否出現(xiàn)打滑或者超速運行,昊興塬煤礦采用速度傳感器實時監(jiān)測皮帶運行狀況,經(jīng)過性能比較,選用GSC6-SC礦用本質(zhì)安全型速度傳感器對DTL120/120/2×560型皮帶機進行監(jiān)測。選用的速度傳感器如圖4所示。通過速度傳感器監(jiān)測皮帶運行速度,安全監(jiān)測系統(tǒng)對其分析評判,進而控制傳動部運行速度。

    圖4 帶速監(jiān)測傳感器

    2)張力監(jiān)測:為防止皮帶受張力過大而被拉斷或者撕裂,選用液壓自動拉緊裝置監(jiān)測DTL120/120/2×560型皮帶機皮帶所受張力大小。該張力監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)如圖5所示,張力監(jiān)測裝置具有占用空間小、張緊力大等優(yōu)勢,拉力傳感器與皮帶中的鋼絲繩連接,可以測得鋼絲繩所受力,進而判斷出皮帶張緊力,隨著工況變化不斷自動調(diào)整皮帶的張力。

    圖5 張力監(jiān)測裝置

    3)跑偏與堆煤監(jiān)測:雖然昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機每隔一定距離設(shè)置了調(diào)心托輥,但是由于該皮帶機很長,另外井下復(fù)雜的條件,調(diào)心托輥并不能完全保障皮帶不出現(xiàn)跑偏,為此,在皮帶的適當位置增設(shè)跑偏監(jiān)測傳感器,監(jiān)測皮帶運行狀況,一旦出現(xiàn)跑偏情況,安全監(jiān)測系統(tǒng)會做出相應(yīng)動作,避免事故發(fā)生。

    一旦皮帶出現(xiàn)打滑、跑偏等故障時,就會造成皮帶所運送物料堆積,通常稱之為堆煤事故。堆煤還會引起次生的火災(zāi),為嚴防堆煤發(fā)生,在轉(zhuǎn)載處、機頭處等合宜位置[6]增設(shè)堆煤傳感器實時監(jiān)測,以便安全監(jiān)測系統(tǒng)掌握、調(diào)控,一旦發(fā)生堆煤緊急情況,安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出報警,這時停機維修,確保生產(chǎn)安全。

    3.2 托輥安全監(jiān)測

    因為托輥布置在整個皮帶機上,傳感器難以監(jiān)測機架變形,為了確保DTL120/120/2×560型皮帶機托輥和機架安全,采用移動分站對托輥和機架進行巡檢,該分站可以對托輥和機架所處環(huán)境中的溫度、瓦斯等信息采集,并配以人工輔助檢查,人工檢查到的信息也可以同分站一樣實時反饋給主站,從而掌握托輥和機架運行信息,為安全監(jiān)測系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),以便監(jiān)測系統(tǒng)進行調(diào)控。

    3.3 其他故障排除措施

    針對昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機電機振動、聲音異常、運轉(zhuǎn)異常、外殼過熱等故障,可以采取調(diào)整緊固安裝螺栓,調(diào)整皮帶張力,調(diào)節(jié)接觸器,加強通風和檢查配線直徑、長度。對于減速器聲音異常、外殼過熱問題,潤滑油加到規(guī)定油位,更換

    軸承,改善齒面接觸狀況或更換齒輪。傳動滾筒處有

    尖叫聲是因為皮帶打滑,應(yīng)檢查皮帶是否張緊。

    4 結(jié)論

    昊興塬煤礦DTL120/120/2×560型皮帶機在運行中常見的故障主要為驅(qū)動裝置故障、皮帶故障和托輥、機架故障,應(yīng)對皮帶、托輥進行監(jiān)測,并輔以其他故障排除方法,從而確保皮帶機安全、穩(wěn)定運行。

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