煤礦帶式輸送機(jī)常見故障與智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控研究

黑明亮

摘要：帶式輸送機(jī)的運(yùn)行主要是基于摩擦原理來完成輸送。帶式輸送機(jī)具有輸送量大、輸送穩(wěn)定的特點(diǎn)，已廣泛用于煤礦運(yùn)輸生產(chǎn)中。隨著煤礦產(chǎn)能的大幅度提高，提高井下運(yùn)輸能力是提高煤礦產(chǎn)量的關(guān)鍵問題，如何保障煤礦帶式輸送機(jī)的安全可靠運(yùn)行，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理帶式輸送機(jī)的運(yùn)行故障是一個(gè)重要的問題。因此，必須了解帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和常見故障及處理方法。

關(guān)鍵詞：煤礦帶式輸送機(jī);故障;智能監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TP277? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0147-02

1? 煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)的綜述

1.1 膠帶運(yùn)輸機(jī)的工作原理

傳送帶連接成一個(gè)閉環(huán)，被張緊裝置拉緊，并由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下，通過輸送帶和驅(qū)動(dòng)輥之間的摩擦力連續(xù)運(yùn)行，將煤炭從裝料端輸送到卸料端。

1.2 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)

以滾筒帶式輸送機(jī)為例，帶式輸送機(jī)的主要部件有：輸送帶、托架、機(jī)架、傳動(dòng)裝置、張緊裝置、皮帶儲(chǔ)存裝置、清洗裝置。

1.2.1 輸送帶

輸送帶不僅是一種承載機(jī)構(gòu)，而且也是一種牽引機(jī)構(gòu)。傳送帶有很多種，按芯材結(jié)構(gòu)分為鋼絲繩輸送帶、尼龍芯輸送帶、棉芯輸送帶和帆布芯輸送帶;根據(jù)阻燃性能不同，可分為非阻燃帶和阻燃帶。

1.2.2 托輥和機(jī)架

利用托輥支撐輸送帶，降低輸送帶運(yùn)行阻力，使輸送帶懸垂不超過一定限度，保證輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行。支承輥安裝在機(jī)架上，支承輥由軸、軸承和標(biāo)準(zhǔn)套筒組成。根據(jù)托輥的使用情況，可分為槽托輥、平托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥。

1.2.3 驅(qū)動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)的動(dòng)力源。驅(qū)動(dòng)裝置是由單電機(jī)和多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，電機(jī)通過液力聯(lián)軸器和減速器驅(qū)動(dòng)滾筒。

1.2.4 張緊裝置

張緊裝置的作用一是保證輸送帶有足夠的拉力，使托輥與輸送帶之間產(chǎn)生必要的摩擦;二是限制輸送帶在托輥之間的懸掛，以保證輸送帶的正常運(yùn)行。張緊裝置主要分為機(jī)械張緊裝置、電氣張緊裝置和液壓張緊裝置。

1.2.5 儲(chǔ)帶裝置

皮帶存放裝置是用于存放伸縮皮帶輸送機(jī)前后多余的皮帶，以滿足工作面連續(xù)進(jìn)退的需要。

1.2.6 制動(dòng)裝置

帶式輸送機(jī)在平均傾斜角大于4度的巷道中向上運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)安裝制動(dòng)器，防止輸送帶在輸送機(jī)停止運(yùn)行后在負(fù)載作用下發(fā)生倒車。如帶式制動(dòng)器、輥式制動(dòng)器、電液制動(dòng)器、液壓盤式制動(dòng)器等。

2? 煤礦帶式輸送機(jī)的常見故障

煤礦帶式輸送機(jī)的常見故障主要包括膠帶故障、損壞類故障和部件運(yùn)行異常類故障，膠帶是煤礦帶式輸送機(jī)使用中最常見的類型，包括膠帶跑偏、膠帶打滑、膠帶斷裂、膠帶噪音等。損壞類故障經(jīng)常出現(xiàn)部位為滾筒和托輥部件，運(yùn)行異常類故障主要出現(xiàn)在減速器。

2.1 膠帶跑偏故障

一般來說，煤礦帶式輸送機(jī)膠帶跑偏故障可能是由于設(shè)備安裝過程中存在的問題，如膠帶接口之間的連接和中間或者膠帶上的不平衡力由于煤膠帶上的不平衡，導(dǎo)致膠帶位移。

2.2 膠帶打滑故障

主要原因：第一是輸送帶張力不足;第二是機(jī)械設(shè)備的灰塵堆積過多;第三是缺乏對(duì)相應(yīng)設(shè)備的檢修與老舊零配件的更換，使其膠帶機(jī)輸送帶的工作不夠平穩(wěn)。

2.3 膠帶斷裂故障

煤礦帶式輸送機(jī)的膠帶斷裂通常是突然發(fā)生的。膠帶斷裂的主要原因是帶式輸送機(jī)長時(shí)間連續(xù)工作，膠帶嚴(yán)重磨損，帶式輸送機(jī)中的鋼絲繩被腐蝕，膠帶突然被大量物體堵塞和卡住操作，膠帶上的壓力突然增加。

2.4 噪音方面的故障

帶式輸送機(jī)運(yùn)行噪聲故障判斷是判斷帶式輸送機(jī)運(yùn)行好壞的重要指標(biāo)之一。在正常工作條件下，傳送帶的聲音很小。如果操作聲音明顯增大，可分為噪音或明顯的嗶嗶聲，這意味著設(shè)備可能有異常，如軸承損壞、聯(lián)軸器異常、滾子偏離中心，增加軸承磨損。

2.5 損壞類的故障

在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)損壞故障的組件是滾筒和托輥。滾子損壞主要包括焊接接頭的表面開裂，任一側(cè)的蓋子開裂和硫化包膠損壞等，托輥的主要故障是質(zhì)量不合格。

2.6 組件運(yùn)行的異常類故障

減速機(jī)及其它部件出現(xiàn)多處異常運(yùn)行故障，如：減速機(jī)易混入金屬雜質(zhì)、影響負(fù)荷、煤塵等因素使減速機(jī)異常運(yùn)行，軸承損壞或間隙過大。

3? 煤礦帶式輸送機(jī)故障問題的解決措施

3.1 膠帶跑偏的對(duì)策

膠帶跑偏現(xiàn)象，首先，設(shè)備借助轉(zhuǎn)向輥，可以確保皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行過程始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，也可以確保安裝位置是水平的，即膠帶的旋轉(zhuǎn)方向保持一致，并始終保持與轉(zhuǎn)向輥的軸線垂直，以達(dá)到所需的效果。另外，為保證傳送帶接頭的接頭是直的，長度大于10m的直線度公差值應(yīng)控制在20mm以內(nèi)。再次，以防止傳送帶關(guān)節(jié)變形，加強(qiáng)接頭的質(zhì)量管理，以防止皮帶運(yùn)行偏差，因?yàn)樵撛O(shè)備組支承滾子的磨損更快，導(dǎo)致接觸不良的現(xiàn)象在磁帶，造成膠帶跑偏，這就需要技術(shù)人員要定期檢查相關(guān)設(shè)備，并對(duì)承載托輥及時(shí)調(diào)整或更換。最后，加強(qiáng)皮帶輸送機(jī)的日常維護(hù)。

3.2 打滑處理

調(diào)整張力設(shè)備，增加初始張力，減少帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸中的負(fù)荷，提高電機(jī)容量。定期檢查膠帶，對(duì)膠帶的老化或變形部位再次進(jìn)行硫化，最后定期清洗滾筒上的浮塵。

3.3 斷帶處理

及時(shí)調(diào)整皮帶的張力，保證皮帶的張力適中。拆下不符合要求的皮帶接頭，然后重新連接。將較大的物料嚴(yán)格粘在輸送帶上，盡量避免連續(xù)超載。

3.4 噪音處理

煤礦帶式輸送機(jī)的噪聲問題是一個(gè)普遍存在的問題。主要來源于軸承斷裂并產(chǎn)生一些噪聲。為了有效解決噪聲問題，首先在對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行安裝時(shí)要防止位置偏移。其次對(duì)損壞的軸承及時(shí)更換，并潤滑處理。最后要檢查軸承之間的咬合力是否達(dá)標(biāo)。

3.5 損壞類故障解決對(duì)策

造成損壞的主要原因是日常維護(hù)工作不到位，員工對(duì)皮帶輸送機(jī)的狀態(tài)不完全了解。有兩種防止損壞的方法：一方面，選擇質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求的零件;損壞的滾筒與托輥是皮帶輸送機(jī)軸承和托架的重要組成部分，需要選擇承載能力強(qiáng)的零件。另一方面，要更加重視輸送機(jī)的維修工作，建立專門的維修機(jī)構(gòu)和人員，建立完善的維修體系，增加日常檢查，以便查明輸送機(jī)各部分的異常問題，及時(shí)更換磨損和老化的零件以減少零件損壞的可能性。

3.6 處理組件的異常操作

減速器及其他零件運(yùn)轉(zhuǎn)異常時(shí)，應(yīng)先檢查軸承的軸向游隙，如果超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，請(qǐng)進(jìn)行合理調(diào)整;做好減速器尤其是減速器的清潔工作;定期更換機(jī)油;如果齒輪嚙合異常，請(qǐng)調(diào)整齒輪，以確保齒輪處于無縫連接狀態(tài)。

3.7 皮帶輸送機(jī)的發(fā)熱故障處理

第一，檢查電源。當(dāng)電能質(zhì)量低或電流不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響皮帶輸送機(jī)的操作系統(tǒng);第二，必須對(duì)傳感器進(jìn)行測(cè)試;第三，必須測(cè)試皮帶發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，并及時(shí)測(cè)量其工作電壓和功率;第四，定期檢查傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，確保皮帶輸送機(jī)的性能。

3.8 加強(qiáng)對(duì)帶式輸送機(jī)的日常維護(hù)

企業(yè)需要建立皮帶輸送機(jī)維修機(jī)構(gòu)，完善檢測(cè)和維修制度，加強(qiáng)皮帶輸送機(jī)的日常管理和維護(hù)，并建立專業(yè)的皮帶輸送機(jī)維修人員。定期維護(hù)皮帶輸送機(jī)，及時(shí)更換易損件，確保皮帶輸送機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

4? 帶式輸送機(jī)故障智能檢測(cè)監(jiān)控

煤礦帶式輸送機(jī)故障智能監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

帶式輸送機(jī)故障智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由各種傳感器和集中控制臺(tái)組成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)低速、超速、斷帶、縱向撕裂、煤堆、糾偏、緊急停車、煙氣、溫度、噴霧冷卻等故障的保護(hù)。具有皮帶運(yùn)行速度、緊急停止開關(guān)運(yùn)行位置、跑偏開關(guān)運(yùn)行位置等顯示功能，可顯示各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)。可與PLC等軟起動(dòng)系統(tǒng)配合使用，也可對(duì)主電機(jī)和給煤機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。以及對(duì)制動(dòng)電機(jī)等設(shè)備的控制和保護(hù)監(jiān)測(cè)。

速度保護(hù)：當(dāng)輸送機(jī)失靈時(shí)，如發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒、機(jī)械傳動(dòng)部分損壞、皮帶或鏈條斷裂、皮帶的磁力開關(guān)和其他速度傳感器安裝時(shí)，輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分不會(huì)關(guān)閉或不能以正常速度關(guān)閉（如輸送機(jī)滑動(dòng)），控制系統(tǒng)將根據(jù)反轉(zhuǎn)時(shí)間限制速度，速度保護(hù)電路工作，并采取一些行動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)的電源。

溫度保護(hù)：當(dāng)輸送機(jī)滾筒與皮帶摩擦導(dǎo)致溫度超過限值時(shí)，緊貼著滾筒安裝的檢測(cè)裝置（變送器）將發(fā)出超溫信號(hào)。接收信號(hào)后，接收機(jī)采取一些動(dòng)作切斷電機(jī)電源，傳送機(jī)自動(dòng)停止。

跑偏保護(hù)：出現(xiàn)偏時(shí)，偏帶邊緣推動(dòng)傳感器桿傾斜。當(dāng)傾斜角大于等于40度時(shí)，關(guān)閉內(nèi)部一組開關(guān)，使音頻電路工作并發(fā)出報(bào)警。當(dāng)傾斜角大于或等于60度時(shí)，內(nèi)部急停開關(guān)也閉合，報(bào)警并立即閉合。

帶式輸送機(jī)故障智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)帶式輸送機(jī)各參數(shù)的變化來反映和監(jiān)測(cè)各種故障，提高了故障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，減少了誤判的可能性。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，盡早判斷故障，提前采取補(bǔ)救措施，降低事故率。

5? 結(jié)語

綜上所述，在整個(gè)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中，皮帶輸送機(jī)完成的運(yùn)輸作業(yè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著煤礦作業(yè)機(jī)械化水平的提高，皮帶輸送機(jī)將發(fā)揮越來越重要的作用。因此，為保證正常生產(chǎn)，平穩(wěn)運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，有關(guān)人員應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確地找出故障皮帶輸送機(jī)，并用正確的方法解決問題。同時(shí)，要加強(qiáng)皮帶輸送機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，更好地服務(wù)于煤礦生產(chǎn)。

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