礦用帶式輸送機(jī)故障及其診斷系統(tǒng)的研究

張奮有

摘要：隨著社會的快速發(fā)展，輸送機(jī)軸承監(jiān)測診斷系統(tǒng)已經(jīng)大力推動了煤礦開采工作的進(jìn)步，煤礦輸送機(jī)軸承診斷管理工作也應(yīng)該逐步向自動智能化方向發(fā)展帶式輸送機(jī)作為煤礦井下運(yùn)輸煤炭的核心設(shè)備，一旦發(fā)生故障會嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)和工作效率，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，對煤礦帶式輸送機(jī)進(jìn)行故障診斷尤為重要。煤礦中，帶式輸送機(jī)軸承監(jiān)測和診斷系統(tǒng)的成熟度在很大程度上決定了煤炭開采的運(yùn)輸效率。我國煤礦的智能化開采在近十年取得了長足進(jìn)步，開啟了我國煤礦智能化開采的新時代。本文對礦用帶式輸送機(jī)工作中常見的幾種故障進(jìn)行分析，并對其診斷系統(tǒng)做進(jìn)一步的探究。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī);故障;措施

中圖分類號：TD614.15? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

前言

帶式輸送機(jī)是通過摩擦力運(yùn)送貨物的一種主要設(shè)備，在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，被公認(rèn)為具有很大經(jīng)濟(jì)價值的輸送設(shè)備。帶式輸送機(jī)在工作時，經(jīng)常會受力差的影響，出現(xiàn)皮帶打滑的現(xiàn)象，如果該設(shè)備長時間工作，不僅工作效率會下降，還會造成設(shè)備的一些零部件出現(xiàn)損壞。與以往的診斷系統(tǒng)相比較而言，優(yōu)化完善后的診斷系統(tǒng)其智能化程度更高，操作過程更加便捷，故障診斷識別響應(yīng)時間縮短。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障類型則可以及時處理，避免引發(fā)更大的故障和問題。輸送設(shè)備一般是全時運(yùn)行，一旦出現(xiàn)故障就意味著需要停工檢修，易引發(fā)各種問題。所以對于礦用帶式輸送機(jī)的故障分析研究具有實(shí)際的工程意義。

1帶式輸送機(jī)的概述

帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)主要組成部件有驅(qū)動滾筒、改向滾筒、張緊裝置、漏斗、支撐托輥、封閉環(huán)形輸送皮帶、卸載裝置及驅(qū)動裝置等

2帶式輸送機(jī)常見故障

2.1皮帶打滑

膠帶打滑是帶式輸送機(jī)運(yùn)行中比較常見的故障之一，其主要的危害就是導(dǎo)致膠帶與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦增加，同時還會縮短帶式輸送機(jī)的使用壽命、降低膠帶和轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量、增加帶式輸送機(jī)的運(yùn)行維護(hù)成本。帶式輸送機(jī)在實(shí)際使用過程中，通常都會連續(xù)工作很長時間，這會在一定程度上加劇皮帶的磨損。且每個時間段內(nèi)運(yùn)輸?shù)拿旱V量存在差異，皮帶上覆蓋的煤礦量會在一定程度上影響皮帶的張緊力，進(jìn)而影響皮帶與滾筒之間的摩擦力。在帶式輸送機(jī)正常工作中，皮帶既是承載件又是牽引件，其作用是承載貨物和提供牽引力。其是帶式輸送機(jī)中的核心部件，成本最高（約占帶式輸送機(jī)造價的40%），又是帶式輸送機(jī)最易磨損的部件。皮帶輸送機(jī)運(yùn)行期間，當(dāng)阻力大于驅(qū)動系統(tǒng)滾筒的牽引力時，則會出現(xiàn)打滑問題[1]。一是運(yùn)行阻力的增大，比如運(yùn)輸期間出現(xiàn)超載，皮帶被卡在機(jī)架上，以致因雜物纏繞損壞了托輥，從而導(dǎo)致托輥不轉(zhuǎn)問題，出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

2.2皮帶縱向撕裂

皮帶被卡在機(jī)架或者托輥上，導(dǎo)致皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不斷發(fā)生刮擦問題，長此以往導(dǎo)致皮帶劃痕越來越嚴(yán)重最終斷裂;如果設(shè)備機(jī)修人員執(zhí)行設(shè)備檢修過程中存在疏忽，巡檢人員未對開裂的蓋板及時發(fā)現(xiàn)并給予加固，從而致使小隱患演變成大事故[2]。滾筒上通常都會配置清掃設(shè)施，其焊縫質(zhì)量和刃口的設(shè)置如果不良都可能對皮帶產(chǎn)生損傷，嚴(yán)重時使皮帶出現(xiàn)縱向斷裂。在較為強(qiáng)大的沖擊力作用下，鋼繩芯膠帶會導(dǎo)致膠帶內(nèi)部的鋼絲繩斷掉，這樣接著運(yùn)轉(zhuǎn)，一段時間后，斷掉的鋼絲繩頭便會露出覆蓋膠。皮帶輸送機(jī)硫化接頭沒有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以致抗拉強(qiáng)度較低，當(dāng)存在較重的負(fù)載時，在外力影響下，硫化接頭的鋼絲繩芯便會出現(xiàn)變形問題，當(dāng)達(dá)到一定程度便會抽出，以致皮帶斷裂。

3帶式輸送機(jī)故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1皮帶打滑故障信號的檢測

為了解決在帶式輸送機(jī)作業(yè)工程中，經(jīng)常出現(xiàn)皮帶打滑的現(xiàn)象，這種情況下擠兌伸長進(jìn)度產(chǎn)生影響，又對操作人員產(chǎn)生一定的安全隱患。為了在生產(chǎn)過程中避免出現(xiàn)上述問題，設(shè)計(jì)了智能檢測故障系統(tǒng)，該系統(tǒng)在工作時，經(jīng)過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，將獲得的皮帶、滾筒和電機(jī)的速度、溫度、位置以及電流等監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，并將數(shù)據(jù)傳遞至控制器PLC。聲光組合信號具備通訊、聲光報警、擴(kuò)音電話等功能，一般在輸送機(jī)的一側(cè)安裝此裝置，每臺間隔距離為100m[3]。在操作聲光組合裝置時，工作人員發(fā)送信號時按下“打點(diǎn)”鍵，各臺同時發(fā)出聲光信號[4]。在傳感器選型前首先應(yīng)確定系統(tǒng)需要監(jiān)測的參數(shù)在帶式輸送機(jī)運(yùn)行時，針對跑偏、撕裂、超速、打滑、煙霧超標(biāo)等故障需要對其速度、溫度、張力、振動、電流、環(huán)境煙霧值等參數(shù)進(jìn)行檢測故障報警都是建立在，預(yù)警系統(tǒng)設(shè)置的數(shù)值和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中采集的數(shù)據(jù)。兩者進(jìn)行計(jì)較。結(jié)果相符就不會報警，不服就會報警。機(jī)修人員就要對設(shè)備采取檢修。

3.2皮帶縱向撕裂故障信號的檢測

檢測儀與信號傳感器連接，一旦出現(xiàn)金屬物品，傳感器首先將信號傳輸給PLC反饋箱，然后又將信號傳輸給位于皮帶上下兩側(cè)的激光裝置以及皮帶的清理單元，觸發(fā)清理單元對皮帶上在金屬部分區(qū)域進(jìn)行清理工作[5]。皮帶撕裂是由2個撕裂開關(guān)和2條鋼繩來完成檢測的。將這些裝置安裝到位，皮帶正常運(yùn)行，如果皮帶在運(yùn)行過程中碰到鋼繩，則表明皮帶某部位存在撕裂，此時撕裂開關(guān)會鳴笛，顯示故障。故障診斷過程為獲取信號、提取故障的特征、最后識別故障類型。在現(xiàn)場采集的信號共有兩組，一組為皮帶縱向撕裂故障信號、一組為正常皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)信號，LMD對信號進(jìn)行提取分析，將兩組信號的結(jié)果作對比，可以更加準(zhǔn)確判斷到振動信號中的非周期成分。和皮帶打滑的的檢測方式一樣，倆組數(shù)值通過報警系統(tǒng)的分析可知，不符合的就會發(fā)出報警信號[6]。基于多信息融合技術(shù)的礦用帶式輸送機(jī)故障診斷系統(tǒng)可以有效地對各類故障信息進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)故障的快速診斷，對于現(xiàn)代化煤礦設(shè)備的故障診斷具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

結(jié)束語

如今煤礦中帶式輸送機(jī)使用比率越來越高，設(shè)備的功率、性能等方面都得到不斷提升，所以搭建一個智能、完善的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)對帶式輸送機(jī)整個工作線工況的監(jiān)控以及故障診斷預(yù)警是十分有必要的。皮帶打滑和縱向撕裂是礦用帶式輸送機(jī)的主要故障類型，針對這兩種故障類型，在已有故障診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行優(yōu)化改善，并在實(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證。利用現(xiàn)代化智能化的帶式輸送機(jī)故障診斷系統(tǒng)，工作人員能夠在第一時間了解掌握機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，對輸送機(jī)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障類型則可以及時處理，避免引發(fā)更大的故障和問題。礦式帶式輸送機(jī)為我國采礦業(yè)的發(fā)展做出很多大的貢獻(xiàn)，加強(qiáng)對礦式帶式輸送機(jī)的深入研究，可以提高采礦行業(yè)的工作效率。

參考文獻(xiàn)

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