劉曉鵬

（山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000）

引言

在煤炭開采過程中運(yùn)用到了各類的機(jī)械設(shè)備，其中帶式輸送機(jī)是保障煤炭物料連續(xù)開采運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備。帶式輸送機(jī)所面臨的開采環(huán)境越發(fā)的惡劣，導(dǎo)致其故障率居高不下，容易在開采過程中發(fā)生停機(jī)，甚至是皮帶斷裂的情況，嚴(yán)重影響了煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性，因此有必要提升其本質(zhì)安全化的管理水平，并對(duì)帶式輸送及安裝保護(hù)裝置，減小人工干預(yù)，并且有必要對(duì)帶式輸送機(jī)的安全保護(hù)裝置的安裝方法進(jìn)行研究，從而提高帶式輸送機(jī)的高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

1 礦井帶式輸送機(jī)簡介

帶式輸送機(jī)是輸送效率高，輸送能力大，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)量小，可實(shí)現(xiàn)在不同的距離，不同的材料運(yùn)輸[1]。如圖1所示為帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成圖，主要包括皮帶、滾子軸承、滾輥軸。帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于采礦、火電廠輸煤系統(tǒng)等項(xiàng)目。帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的典型問題，尤其是滾子軸承、滾輥軸容易出現(xiàn)故障，缺乏必要的保護(hù)裝置，如果能按照國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)安裝安全保護(hù)裝置將提升帶式輸送機(jī)的本質(zhì)安全水平。

圖1 帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)組成示意圖

收稿日期：2021-06-07

作者簡介：劉曉鵬（1984—），男，山西臨縣人，本科，畢業(yè)于太原理工大學(xué)采礦專業(yè)，科員，機(jī)電工程師。

2 輸送帶的典型故障

2.1 .輸送帶皮帶偏差

帶式輸送機(jī)中工作環(huán)境復(fù)雜，所以在工作中經(jīng)常發(fā)生皮帶偏差。由于傳送帶的偏差可能會(huì)導(dǎo)致皮帶邊緣和機(jī)架之間的磨損，因此會(huì)導(dǎo)致皮帶直接影響生產(chǎn)。由于傳送帶更重要，也是最昂貴的部件，其價(jià)格占到總價(jià)的約25%~50%[2]。由于以下因素，導(dǎo)致皮帶發(fā)生偏差。

2.1.1 設(shè)備本身因素

1）機(jī)架剛性較差，荷載下變形較大，造成皮帶偏差。

2）輥筒外柱誤差較大，在輸送帶運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生偏差。

3）支輥旋轉(zhuǎn)不靈活，導(dǎo)致輸送帶兩側(cè)應(yīng)力不均勻，造成輸送帶偏差[3]。

4）平行度誤差圓柱軸和輥軸過大，導(dǎo)致輸送帶偏差。

5）輸送帶本身質(zhì)量可疑，薄厚不均勻，導(dǎo)致沖擊鉛輸送帶偏差。

6）輸送帶皮帶制造質(zhì)量有缺陷，皮帶兩側(cè)邊長不一致，導(dǎo)致輸送帶運(yùn)行偏差。

7）與皮帶接頭不平行，連接誤差太大，造成皮帶偏差。

2.1.2 安裝工藝因素

1）傳動(dòng)、換輥軸、輸送機(jī)中心線垂直誤差過大，使輸送機(jī)和水平線傾斜度較大，造成皮帶偏差。

2）輥軸和輸送機(jī)中心線垂直誤差較大，也會(huì)導(dǎo)致皮帶偏差。

3）機(jī)架與接地之間的連接強(qiáng)度不夠，機(jī)架不穩(wěn)定，造成皮帶偏差。

4）排放槽料板位置不正確，輸送帶兩側(cè)力不均勻造成皮帶偏差。

2.2 防止皮帶發(fā)生偏差的措施

一是由于輸送帶制造中的設(shè)備造成的偏差，主要通過改進(jìn)設(shè)計(jì)、制造精度，以防止和減少輸送帶偏差的發(fā)生[4]。二是安裝調(diào)整不當(dāng)，日常使用造成偏差，主要考慮以下方面：

輸送帶在驅(qū)動(dòng)輥或后輥上的偏差，通常通過調(diào)整滾子軸承的位置來消除。

1）輥旋轉(zhuǎn)軸和輸送機(jī)的縱向中心線不垂直，導(dǎo)致輸送帶一側(cè)松動(dòng)，另一側(cè)緊，皮帶從緊側(cè)向松側(cè)移動(dòng)，發(fā)生偏差現(xiàn)象。應(yīng)調(diào)整擰緊偏差側(cè)的軸承位置。使皮帶的水平拉力相等，消除偏差。尾輥螺旋張緊時(shí)，尾輥偏差的原因可能是兩側(cè)張緊裝置螺桿頂緊功率不等，導(dǎo)致不平衡[5]。

2）氣缸軸不水平，兩端軸承的高度差是導(dǎo)致頭或尾偏差的另一個(gè)原因。此時(shí)，兩端滾子軸承應(yīng)加減通找平輥軸的墊片，以消除輸送帶偏差。

3）輥?zhàn)颖砻骛じ讲牧?，相?dāng)于增加輥?zhàn)泳植繄A徑，會(huì)導(dǎo)致輸送帶偏差，應(yīng)加強(qiáng)輸送帶的空段清潔，減少皮帶表面的灰塵附著，防止灰塵產(chǎn)生靜電。通常傳送帶都會(huì)產(chǎn)生局部偏差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成中心偏差。在面對(duì)偏差現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)根據(jù)工況條件深入分析，不得武斷決定。

3 帶式輸送機(jī)安全保護(hù)措施

安裝質(zhì)量直接影響輸送帶壽命和運(yùn)行阻力。帶式輸送機(jī)維修和更換成本也是運(yùn)行費(fèi)用的重要組成部分。輸送機(jī)的運(yùn)行阻力、功耗、滾子、皮帶壽命、維護(hù)工作量、運(yùn)輸成本等輥?zhàn)舆\(yùn)行質(zhì)量影響顯著。因此，正確安裝保護(hù)裝置是保證帶式輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的重要內(nèi)容，對(duì)工程具有現(xiàn)實(shí)意義[6]。

3.1 防打滑保護(hù)裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.4與《GB 51145》16.5.7的國家標(biāo)準(zhǔn)，防打滑保護(hù)裝置的安裝保護(hù)要點(diǎn)為：

1）電磁式防滑保護(hù)裝置的磁鐵應(yīng)安裝在從動(dòng)滾筒側(cè)面，速度傳感器應(yīng)安裝在與磁鐵相對(duì)應(yīng)支架上。

2）防滑保護(hù)裝置一般要貼近帶式輸送機(jī)的皮帶表面安裝，才能達(dá)到防滑效果。對(duì)防滑保護(hù)裝置進(jìn)行安裝時(shí)，要制作外部支架。

3）傳感器的外部支架應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)件，不符合使用隨意設(shè)計(jì)的支架造型，通過支架安裝傳感器時(shí)，不得再使用其他非安全件進(jìn)行綁扎固定。

3.2 防跑偏保護(hù)裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.2和《GB 51145》16.5.1的國家標(biāo)準(zhǔn)，防跑偏保護(hù)裝置的安裝保護(hù)要點(diǎn)為：

1）應(yīng)用支架安裝在皮帶易出現(xiàn)跑偏的地段，不得用鐵絲捆綁，皮帶跑偏且膠帶推動(dòng)傳感器的導(dǎo)桿偏離中心線150 mm±50 mm時(shí)，跑偏開關(guān)應(yīng)動(dòng)作，并應(yīng)發(fā)出跑偏語音報(bào)警；當(dāng)延時(shí)10 s±5 s后仍處于跑偏狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置主機(jī)應(yīng)自動(dòng)切斷電源。

2）自動(dòng)糾偏裝置安裝在帶式輸送機(jī)上的間隔應(yīng)為上膠帶50 m一組、下膠帶100 m一組。

3）跑偏保護(hù)裝置應(yīng)成對(duì)使用，且距離機(jī)頭、機(jī)尾10~15 m處應(yīng)各安裝1組，當(dāng)帶式輸送機(jī)有坡度變化時(shí)，應(yīng)在變坡位置安裝1組，簡易膠帶跑偏保護(hù)可在機(jī)頭安裝1組。

4）跑偏保護(hù)應(yīng)用專用托架固定在帶式輸送機(jī)大架或縱梁上。

3.3 防堆煤保護(hù)裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.8和《GB 51145》16.5.2的國家標(biāo)準(zhǔn)，防堆煤保護(hù)裝置的安裝保護(hù)要點(diǎn)為：

1）煤倉處堆煤保護(hù)傳感器應(yīng)安裝在機(jī)頭下膠帶200 mm水平以下，其平面位置應(yīng)在煤倉口范圍內(nèi)。

2）膠帶與煤倉直接搭接時(shí)，應(yīng)分別在煤倉滿倉位置及溜煤槽落煤點(diǎn)上方500 mm各安裝一個(gè)堆煤傳感器，傳感器應(yīng)靈敏可靠。

3）兩部帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載搭接時(shí)，堆煤傳感器應(yīng)在卸載滾筒前方吊掛，傳感器觸頭水平位置應(yīng)在落煤點(diǎn)的正上方，并應(yīng)在帶面中間，距下部膠帶上帶面最高點(diǎn)距離不大于500 mm，且吊掛高度不應(yīng)高于卸載滾筒下沿；安裝時(shí)應(yīng)滿足灑水裝置的要求。

4）皮帶與溜煤槽搭接時(shí)，堆煤保護(hù)傳感器觸頭可安裝在卸載滾筒一側(cè)，吊掛高度不應(yīng)高于卸載滾筒下沿，水平位置距卸載滾筒外沿應(yīng)不大于200 mm。

5）堆煤保護(hù)控制線應(yīng)在巷道頂板垂直引下，傳感器觸頭應(yīng)垂直吊掛，并應(yīng)可靠固定。

6）兩部帶式輸送機(jī)傾斜或垂直搭接時(shí)，煤位傳感器可安裝在卸載滾筒一側(cè)，傳感器觸頭位置不得高于卸載滾筒下沿，水平位置距卸載滾筒外沿不應(yīng)大于200 mm。

3.4 溫度監(jiān)測裝置

依據(jù)《GB 51145》15.3.7和16.5.5的國家標(biāo)準(zhǔn)，溫度保護(hù)監(jiān)測裝置的安裝保護(hù)要點(diǎn)為：

1）利用傳感器對(duì)帶式輸送機(jī)滾筒的傳動(dòng)軸進(jìn)行紅外線方式的檢測，同時(shí)感應(yīng)軸承座上的傳動(dòng)速度，并且將紅外線發(fā)射頻率與傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速相匹配。在檢測過程中容易發(fā)生傳感器溫度的升高，需要與滾筒保持安全的檢測距離，該距離為300~500 mm。

2）傳感器的紅外線發(fā)射光速應(yīng)正對(duì)傳動(dòng)滾筒的傳動(dòng)鍵，為了防止產(chǎn)生異常的溫度，檢測距離應(yīng)保持300~500 mm。

3）傳動(dòng)滾筒的軸承蓋，一般配置有多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，在安裝傳感器時(shí)應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)選，一般的安裝原則為安裝在離滾筒較遠(yuǎn)的軸承蓋上。

4）熱電偶感應(yīng)式溫度探頭安設(shè)在主動(dòng)滾筒和輸送帶接觸面不超過10 mm的位置處。為防止碰壞熱電偶，采用軟固定方式固定熱電偶。目前大多數(shù)煤礦是這樣安裝的。

5）雙驅(qū)動(dòng)滾筒都應(yīng)安設(shè)溫度監(jiān)測裝置。

3.5 煙霧監(jiān)測裝置

根據(jù)《GB 51145》16.5.6和《AQ 1029》7.6規(guī)范要求，煙霧監(jiān)測裝置應(yīng)當(dāng)安裝在帶式輸送機(jī)機(jī)頭驅(qū)動(dòng)滾筒下風(fēng)側(cè)10~15 m處輸送機(jī)正上方。

4 結(jié)語

帶式輸送機(jī)工作環(huán)境普遍惡劣，保持設(shè)備良好運(yùn)行，延長設(shè)備壽命，提高運(yùn)行質(zhì)量，降低運(yùn)行成本是工程技術(shù)人員的研究目標(biāo)。通過對(duì)輸送帶典型故障的分析以及對(duì)提出的有效保護(hù)措施進(jìn)行研究，有利于提高現(xiàn)場維護(hù)人員水平。