朱文堅

(山西省節(jié)能中心有限公司，山西 太原 030045)

0 引 言

煤炭作為我國儲量最豐富的一次性能源，在我國的經(jīng)濟與能源體系中發(fā)揮著重要作用[1]。選煤廠的選煤處理工藝是保證煤炭生產(chǎn)加工各項參數(shù)符合市場標準的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。在整個工藝流程中，皮帶運輸機負責物料的連續(xù)輸送工作，由于皮帶運輸機自身性能與應(yīng)用工況的問題，可能會出現(xiàn)跑偏、打滑與斷裂等故障，給生產(chǎn)過程帶來安全隱患[3]。因此定期對皮帶運輸機的各項設(shè)備進行檢修維護，及時排除可能發(fā)生的故障，是保證生產(chǎn)運行穩(wěn)定的有效措施[4]。筆者結(jié)合實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗對皮帶運輸機的工作原理、故障類型及維護方法進行分析總結(jié)，為進一步提高選煤廠選煤處理工藝效率和安全生產(chǎn)提供參考。

1 皮帶運輸機結(jié)構(gòu)分析

皮帶運輸機的主要零件包括機架、輸送帶、托輥、張緊裝置、制動裝置和驅(qū)動裝置，其工作結(jié)構(gòu)如圖1所示。機架包括驅(qū)動機架、中間機架和尾架，驅(qū)動機架與尾架都安裝有張緊裝置，中間支架安裝有上下托輥與各連接件，除此之外，驅(qū)動機架還裝有傳動滾筒，尾架裝有轉(zhuǎn)向滾筒。輸送帶包括織物芯輸送帶與鋼繩芯輸送帶，其中選煤廠主要采用鋼繩芯，具有強度高、耐沖擊與抗疲勞等優(yōu)點，適合長距離的運輸。根據(jù)安裝位置與承擔作用的不同，托輥可以分為承載托輥、空載托輥、調(diào)心托輥與緩沖托輥等。

圖1 皮帶運輸機工作結(jié)構(gòu)簡圖

張緊裝置負責對輸送帶施加一定的預(yù)張力，避免啟動過程中與滾筒發(fā)生打滑，并且控制托輥之間的撓度，減小輸送帶與托輥之間的摩擦阻力。制動裝置主要分為逆止器和制動器，其中非接觸楔塊逆止器憑借壽命長、磨損小與許用力矩大等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于皮帶運輸機。驅(qū)動裝置包括電機、聯(lián)軸器、減速器與滾筒等部件和電氣控制部分，按照工況需求，皮帶運輸機可采用單滾筒驅(qū)動或者多滾筒驅(qū)動。電氣控制部分通常采用接觸器和按鈕控制電路，通過改變交流電機的相序來控制皮帶運輸?shù)牡姆较颍冒粹o、繼電器與輔助觸頭之間的邏輯關(guān)系實現(xiàn)電機控制的“自鎖”與“互鎖”功能。

2 皮帶運輸機故障分析及維護

根據(jù)皮帶運輸機的結(jié)構(gòu)與日常發(fā)生的故障類型，本節(jié)將從運輸機的輸送帶、驅(qū)動裝置與電氣控制三部分進行分析。

2.1 輸送帶故障分析

輸送帶作為皮帶運輸機的主要機構(gòu)之一，承擔著物料的承載與運輸任務(wù)，由于安裝位置、物料摩擦磨損等原因，會發(fā)生輸送帶跑偏、打滑、縱向撕裂與斷帶等故障，具體原因分析見表1所列。

表1 輸送帶故障類型及分析

2.2 驅(qū)動裝置故障分析

驅(qū)動裝置主要發(fā)生的故障類型包括電機燒毀、驅(qū)動滾筒故障、減速器漏油等故障，其具體原因及分析如表2所列。

表2 驅(qū)動裝置故障類型及分析

2.3 電氣控制故障分析

電氣控制部分負責皮帶運輸機的啟動、停止、速度與方向等控制工作，主要發(fā)生的故障類型如表3所列。

表3 電氣控制故障類型及分析

3 皮帶運輸機的日常檢修維護

皮帶運輸機的日常維護可以分為人工檢修與自動監(jiān)測兩種方式，實際生產(chǎn)中可以將兩種方式相結(jié)合，利用自動監(jiān)測的方式預(yù)測估算皮帶運輸機的工況是否良好，利用人工檢修的方式精確定位及維護。

根據(jù)上述皮帶運輸機主要故障類型分析，在相應(yīng)位置安裝諸如溫濕度傳感器、煙霧傳感器或攝像頭等裝置，通過實時的數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)皮帶運輸機運行狀態(tài)與選煤廠環(huán)境的監(jiān)測。自動監(jiān)測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層與數(shù)據(jù)處理層。系統(tǒng)采集層包括各類傳感器、互感器與攝像頭等設(shè)備，采集皮帶運輸機的運行狀態(tài)與環(huán)境參數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸層包括信號交換機與無線路由器等設(shè)備，通過信號交換機與上位機進行信號傳輸，利用無線通訊功能，實現(xiàn)整個選煤廠的數(shù)據(jù)傳輸覆蓋。數(shù)據(jù)處理層包括上位機與服務(wù)器等輔助設(shè)備，實現(xiàn)皮帶運輸機數(shù)據(jù)的處理功能，判斷輸送帶是否發(fā)生跑偏、打滑、斷帶等故障。

圖2 自動監(jiān)測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

檢修人員通過系統(tǒng)判斷與視頻監(jiān)控，精確定位皮帶運輸機的已經(jīng)發(fā)生的故障類型與故障位置，預(yù)測可能影響設(shè)備正常運行的工況，并及時前往維護清理，具體對應(yīng)措施可按照上文表中的維護方法。

表4為巡檢方式應(yīng)用效果情況對比。傳統(tǒng)的人工巡檢方式，檢測手段落后，所需檢測點較多，數(shù)據(jù)錄入復(fù)雜，無法做出有價值的故障預(yù)測與檢修決策，浪費了寶貴的檢修時間，對設(shè)備造成不可逆的損壞。自動監(jiān)測與人工檢修相結(jié)合，可實時監(jiān)測各運行數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的精確度與連續(xù)性，發(fā)生故障后及時完成故障定位與診斷，專人專項處理，提高檢修效率。

表4 巡檢方式應(yīng)用效果對比

4 結(jié) 語

根據(jù)選煤廠的運行環(huán)境，對皮帶運輸機發(fā)生的主要故障類型及處理維護方法進行分析，在日常設(shè)備檢修過程中，提出采用自動監(jiān)測與人工檢修結(jié)合的方式，相較于人工巡檢，檢修速度提高了40%，系統(tǒng)運行期間只需安排1～2人值班，在發(fā)現(xiàn)故障并準確定位后，安排專人專項處理，降低了人工成本，提高了檢修效率。