鄢 闖

(神東皮帶機(jī)公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010)

0 引言

長距離、重負(fù)載、高速度是目前帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向，以此為背景，良好的帶式輸送機(jī)質(zhì)量就顯得尤為重要，不僅可以提高運(yùn)輸效率，也能保障安全生產(chǎn)。目前，我國帶式輸送機(jī)常見故障處理方面還存在一定的問題，需要針對故障進(jìn)行定向的分析，從而制定對策，在保證科學(xué)性和合理性的前提下，為礦井的安全運(yùn)輸提供保障。同時，也需要提高工作人員的專業(yè)程度和技能水平，將人為失誤降到最低，從而提高礦井的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。對輸送機(jī)實(shí)際的安設(shè)和使用過程，也要按照規(guī)程操作，避免影響井下的運(yùn)輸效率和質(zhì)量，甚至危害井下人員的人身安全的事故出現(xiàn)。因此，需要對常見的故障進(jìn)行整合，并且制定出相應(yīng)的解決方案，不僅可以提供良好的生產(chǎn)條件，還可以保障礦井工作人員的生命安全，為礦井的安全生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)於◤?qiáng)有力的基礎(chǔ)。

1 帶式輸送機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

以神東集團(tuán)為例，帶式輸送機(jī)早已經(jīng)成為各礦井和洗選煤廠煤炭、矸石等的運(yùn)輸設(shè)備。采高越大的工作面，對與之配套的帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和運(yùn)輸質(zhì)量的要求就越高。目前神東各礦井單位，主要采用可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，1～1.8 m帶寬不等，并且將其作為主要的運(yùn)輸設(shè)備。由于距離較長、載荷較重、帶速較高、機(jī)體較笨重且體積較大的特點(diǎn)，而且輸送帶既是傳動體，又是承載體，所以在運(yùn)轉(zhuǎn)中，各類方向、大小和性質(zhì)都相異的負(fù)載都作用到輸送帶上[1]，其應(yīng)力狀態(tài)難以想象的復(fù)雜。因此，輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中會有各種各樣破壞穩(wěn)定工況的因素，從而導(dǎo)致運(yùn)輸質(zhì)量受到影響，并且工作人員操作不規(guī)范、維修和保養(yǎng)不到位等問題，也會更加嚴(yán)重的影響礦井的生產(chǎn)效率。而且隨著帶式輸送機(jī)長度及運(yùn)輸量的逐步增長，帶式輸送機(jī)的啟動慣性和運(yùn)行阻力也大幅增加。因此無論是在設(shè)計(jì)選型還是使用過程，控制系統(tǒng)都面臨很大的挑戰(zhàn)，所以合理的理論分析，才能合理的應(yīng)用設(shè)備[2]。

2 常見故障分析

2.1 輸送帶跑偏

輸送機(jī)安裝質(zhì)量不合格：在井下輸送機(jī)的安設(shè)，需要按照設(shè)計(jì)規(guī)則以及使用說明書嚴(yán)格執(zhí)行，并且要保證驅(qū)動部和機(jī)尾部的中心線在同一條直線上，否則，就會導(dǎo)致輸送帶在實(shí)際運(yùn)行中跑偏。礦用帶式輸送機(jī)的輸送帶主要有2類，為鋼絲繩芯和織物芯輸送帶。它們均是由輸送帶母體和縱向的承載芯質(zhì)物粘合而成的復(fù)合體[3]。對于長距離、重負(fù)載、高帶速的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)還是應(yīng)用鋼絲繩芯輸送帶較多。當(dāng)受到外力時，輸送帶不僅呈現(xiàn)鋼絲繩的彈性，而且還具有橡膠的非線性，這種龐雜的力學(xué)特征叫做粘彈性。所以，要先創(chuàng)建輸送帶的動力學(xué)模型分析，再建立帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行動態(tài)特性的研究，此為重中之重[4]。在輸送機(jī)運(yùn)行的過程中，引起輸送帶跑偏的主要原因，是與輸送帶中心線垂直的側(cè)向拉力大于托輥對輸送帶擠壓力。因此，準(zhǔn)確的理論分析能讓我們更多地掌握輸送帶的力學(xué)特性，不僅預(yù)防或者避免輸送帶跑偏問題，還可以作為分析研究輸送帶張緊方面問題的部分理論依據(jù)。

托輥質(zhì)量不合格：托輥是帶式輸送機(jī)的主要部件之一，起著調(diào)節(jié)、支撐和運(yùn)輸?shù)淖饔谩＂偻休佡|(zhì)量不合格，就會導(dǎo)致托輥曲面的光滑程度不一致，也會存在同一托輥軸徑不等的情況，而使輸送帶兩側(cè)的托輥對輸送帶側(cè)向擠壓力不同，導(dǎo)致輸送帶向擠壓力小的一側(cè)跑偏；②托輥的負(fù)載能力、運(yùn)行質(zhì)量及使用壽命主要由軸承的品質(zhì)及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)決定，而軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)又決定于使用環(huán)境、潤滑程度、安裝質(zhì)量和軸及軸承座的剛度等。其中，托輥軸的受力形變是降低托輥性能、質(zhì)量與使用時間的主要因素[5]。

2.2 輸送機(jī)斷帶

輸送機(jī)的斷帶是相對較為嚴(yán)重的輸送機(jī)故障，會導(dǎo)致輸送過程無法進(jìn)行，需要大規(guī)模的檢修和維護(hù)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

輸送帶的張緊力不符合生產(chǎn)需求：①輸送帶鋪設(shè)時需按照實(shí)際的生產(chǎn)需求控制輸送帶的張緊力，從而提高輸送帶張緊程度。如果安設(shè)時，操作人員不能夠依照規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，且有較大的隨意性，不符合設(shè)計(jì)施工要求，一旦導(dǎo)致張力過大，就造成了輸送帶的斷裂，或者出現(xiàn)斷層的現(xiàn)象，對于生產(chǎn)效率和工作人員的安全都是極大的隱患；②輸送機(jī)要健康運(yùn)轉(zhuǎn)，就提供適當(dāng)?shù)膹埦o力保證輸送帶和滾筒之間充足的摩擦力[6]，既要避免因?yàn)閺埦o力過小導(dǎo)致輸送機(jī)在啟動時的增速過程和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，又要避免張緊力過大引起的輸送機(jī)運(yùn)行阻力和張緊沖擊力增大。而這樣就需要相應(yīng)的提高輸送帶的強(qiáng)度才能保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以就造成了整機(jī)設(shè)計(jì)選型浪費(fèi)，并且?guī)戆踩[患。張緊力與驅(qū)動滾筒和帶面間的摩擦力成正比，因此計(jì)算輸送帶的最小張緊力不僅是帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵[7]，在經(jīng)濟(jì)與安全方面也是需要著重考量的。

輸送帶的質(zhì)量較差：輸送帶的質(zhì)量也是重要的性能指標(biāo)之一，選擇滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸需求的輸送帶，才能保證承載能力和運(yùn)輸質(zhì)量，當(dāng)輸送機(jī)長時間、高速、高負(fù)載、長距離運(yùn)輸時，會使輸送帶的張力始終保持在一個極限值，嚴(yán)重就會造成輸送帶斷裂的現(xiàn)象。而且輸送帶價格昂貴，最高占用整條帶式輸送機(jī)制造費(fèi)用的50%，維護(hù)成本巨大，因此，良好的輸送帶質(zhì)量，可以間接的降低生產(chǎn)成本。

2.3 輸送機(jī)電機(jī)燒毀

對故障案例研究分析可知，帶式輸送機(jī)電機(jī)被燒毀的主要原因可以分為以下2種。

輸入電壓不穩(wěn)定：輸送機(jī)電機(jī)的輸入電壓需要相對穩(wěn)定，不穩(wěn)定的輸入電壓極易造成電機(jī)燒毀。由于人員的理論知識水平和經(jīng)驗(yàn)技能的差異，以及不可控的天氣因素，就容易造成電機(jī)輸入電壓不穩(wěn)定的情況。在檢修的過程中不能夠嚴(yán)格的按照檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行輸入電壓的選擇和調(diào)整，不能夠合理地對輸入電壓進(jìn)行控制，也會導(dǎo)致運(yùn)行過程中出現(xiàn)電壓擊穿電機(jī)匝圈的現(xiàn)象，從而燒毀輸送機(jī)的電機(jī)[8]。

輸送機(jī)超負(fù)荷：在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，有時為了保證運(yùn)輸量，帶式輸送機(jī)會長時間臨近或保持在最大承載重量的狀態(tài)，導(dǎo)致輸送機(jī)在極限負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行，電機(jī)的溫度上升，當(dāng)電機(jī)的負(fù)載量到達(dá)峰值，會觸發(fā)相關(guān)保護(hù)裝置，從而停電停機(jī)，但是往往這個過程相對較短，一段時間過后，電機(jī)會再次啟動，這一瞬間的高負(fù)載運(yùn)行就會造成電機(jī)溫度極度增高，從而燒毀電機(jī)。

2.4 輸送帶撕裂

帶式輸送機(jī)的管理不到位：輸送帶縱向撕裂是會造成極大危害的一種破壞形式，它主要是指帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中尖利物體(物料或雜物)插入輸送帶或輸送帶中鋼絲抽出造成輸送帶的縱撕，以及帶式輸送機(jī)零部件安設(shè)欠妥導(dǎo)致尖銳鐵器長期摩擦和刮扯輸送帶造成的撕裂[9]。輸送帶撕裂具有偶然性，但危害極大，如未及時發(fā)現(xiàn)和采取控制補(bǔ)救措施就會導(dǎo)致整條輸送帶的撕裂[10]，而且長期摩擦和刮扯引起的高溫易引起火災(zāi)，造成傷亡并帶來經(jīng)濟(jì)損失。所以對輸送帶撕裂的監(jiān)護(hù)及檢測管理，一定要受到重視。

輸送帶的接頭斷裂：帶式運(yùn)輸機(jī)的輸送帶比較容易出現(xiàn)接頭不平整的問題，導(dǎo)致其接頭抗拉強(qiáng)度不一致，在輸送帶張力較大的情況下就容易發(fā)生輸送帶接頭斷裂現(xiàn)象。不僅如此，輸送帶接頭邊緣橡膠老化，會使帶芯層進(jìn)水，引起鋼絲繩芯銹蝕抽出，也會造成接頭斷裂。

3 故障的對策分析

為了提高運(yùn)輸效率，需要在輸送機(jī)運(yùn)輸過程中提高故障類別的統(tǒng)計(jì)分析、原因查找和故障處理能力，主要可以分為以下幾點(diǎn)著重進(jìn)行分析。

3.1 提高輸送機(jī)的鋪設(shè)質(zhì)量

人員的管理和監(jiān)督：在輸送機(jī)的安設(shè)過程中需要加強(qiáng)對人員的管理和監(jiān)督，使其能夠按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并且要有專業(yè)的技術(shù)人員來到現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，對出現(xiàn)的問題實(shí)時反饋并且解決。在安裝完成之后，還需要對輸送機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，保證較好的安裝質(zhì)量。

建立合理的力學(xué)模型：理論分析方面要建立準(zhǔn)確的輸送帶動力學(xué)模型，并保證以此為基礎(chǔ)所建立的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的模型能夠準(zhǔn)確反映實(shí)際的運(yùn)行情況[11]，也要保證對其系統(tǒng)分析研究的準(zhǔn)確和合理，用以輔助指導(dǎo)實(shí)際安裝。

3.2 采購和制造質(zhì)量合格的產(chǎn)品

采購產(chǎn)品：煤礦企業(yè)采購的產(chǎn)品有著價格昂貴、種類數(shù)量繁多的特點(diǎn)。因此，就需要選擇一個信譽(yù)度較好并且生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求的廠家進(jìn)行購買，使購回輸送機(jī)的配件質(zhì)量能夠得到保證，并且還需要經(jīng)過實(shí)際的校驗(yàn)才可以投入到實(shí)際的使用過程中。

自制產(chǎn)品：對于自制的產(chǎn)品，改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化工藝方法，在不浪費(fèi)資源的前提下，通過優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，使用合理先進(jìn)的設(shè)備、工藝、工裝和監(jiān)測儀器等，達(dá)到提升產(chǎn)品性能、質(zhì)量和工作壽命的目的，從而節(jié)約成本，創(chuàng)造效益。

3.3其他措施

提供穩(wěn)定的用電環(huán)境：帶式輸送機(jī)電機(jī)需要一定的保護(hù)，基于此，就必須在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程提供一個穩(wěn)定的輸入電壓和電流，定期對供電設(shè)備、開關(guān)進(jìn)行檢修和整定，合規(guī)合理地布置供電網(wǎng)絡(luò)，并保證供電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，塑造一個穩(wěn)定的用電環(huán)境，減少用電事故。

嚴(yán)禁輸送機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)：煤炭開采不能一味的追求生產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，需要對帶式輸送機(jī)的極限運(yùn)輸能力進(jìn)行一定的考慮，并且還要做到禁止超載、超速的生產(chǎn)現(xiàn)象，保障安全生產(chǎn)，避免由于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而造成的安全問題。

提高輸送機(jī)的檢修和維護(hù)質(zhì)量：礦用帶式輸送機(jī)需要日常和定期的檢修維護(hù)。日常檢修和維護(hù)是保證設(shè)備工作狀態(tài)的基礎(chǔ)，須做到規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化[12]。定期檢修和維護(hù)是有計(jì)劃的預(yù)防性檢護(hù)，以人的觀察和經(jīng)驗(yàn)為手段，同時還要配有相應(yīng)的檢查工具和儀器。對于輸送機(jī)的易損部件，出現(xiàn)問題要及時更換，從而保障設(shè)備的質(zhì)量，使設(shè)備在最佳運(yùn)行狀態(tài)下工作；另外就是當(dāng)設(shè)備故障時，以最快速度修復(fù)，減少影響時間。

提高輸送帶的接頭質(zhì)量：輸送帶接頭的連接是鋪設(shè)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，接頭的方法應(yīng)按照廠商的相關(guān)規(guī)定或提供的資料進(jìn)行[13]。輸送帶接頭連接時，要在專業(yè)人員的指導(dǎo)下，并應(yīng)讓具有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工人操作，且應(yīng)試連接，并進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，接頭質(zhì)量應(yīng)達(dá)到原輸送帶破斷強(qiáng)度的85%～90%，試連接的操作要與正式連接相同。只有如此，才能夠保證連接過程中的準(zhǔn)確性，在連接之后，在接頭中心處做永久標(biāo)識。

4 結(jié)語

綜上，目前礦用帶式輸送機(jī)在運(yùn)行中仍有一定的改進(jìn)空間。生產(chǎn)制造過程要保證產(chǎn)品質(zhì)量，安裝過程要保證施工質(zhì)量，運(yùn)行過程要進(jìn)行日常和定期的維護(hù)檢修，并且要針對常見故障提出合理的對策措施，才能有效提高煤礦的運(yùn)輸效率和質(zhì)量。本次的探討只是對一些常見故障的初步分析研究，隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步發(fā)展，輸送帶故障的解決方法會越來越多。