露天矿山胶带运输系统可靠性分析

李东林

摘 要：该文就露天矿山胶带运输系统在设计、制造、实验、使用中的可靠性分析，提出提高胶带运输系统可靠性的途径，完善其在露天矿输送作业中的应用。

关键词：露天矿山 胶带运输系统 可靠性分析 提高可靠性途径

中图分类号：TD824 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0090-01

胶带运输系统的可靠性，是组成该系统的机械产品质量三个组成部分（适用性、可靠性、经济性）的中心环节，是衡量产品质量的一项重要指标。胶带运输机系统，一般均处于环境恶劣、连续工作、载荷多变、冲击、振动等载荷条件下工作，致使胶带，漏斗、托辊、滚筒等经常损坏，胶带跑偏影响正常运行，故障经常发生，使维修费用增加，造成巨大的经济损失，甚而出现重大安全事故。

我国露天矿山应用胶带机的历史很短，无论在设计、制造和生产管理上都与发达国家存在一定的差距。因此提高胶带机性能强度，延长零部件和整机寿命，进行运输系统的可靠性分析，这对长距离胶带输送系统具有重要意义。

1 胶带运输系统的可靠性分析

胶带运输系统的可靠性是指该系统在规定的条件下和预定的时间内完成规定的功能的能力。是研究胶带运输机系统的故障现象、失效率、探索故障与失效的控制、预测的方法。由于该系统机械结构复杂，影响因素较多。提高其可靠性要从产品设计、制造、试验和使用几方面去考虑。

（1）设计时要首先确定最适可靠度，任何设备的可靠性和寿命不是越长越好，必须考虑经济性。实践证明在保证产品性能的前提下，机器越简单，其可靠性越高。只有保证系统的单台设备的可靠性，整个系统的可靠性才有保证。

从人机工程学考虑，操作的安全性和舒适性，对防止司机误动作有重要作用。

要根据胶带机的使用环境，选择相适应的强度和韧性材料，以提高使用寿命。

（2）制造过程中可靠性工作的主要目的是保证系统（设备）设计可靠性水平的实现。从原材料入厂，生产活动到产品出厂全过程的全面质量管理以及提高职工积极性是在制造阶段提高可靠性的重要手段。材料及热处理质量对使用寿命有直接影响。要注意材料及配套件供应水平的质量管理，选择合适的供货单位。

装配质量其中包括：间隙调整，相对位置的保证，装配应力的大小等均直接影响机器的可靠性。

（3）使用试验台对零部件进行实验是保证产品可靠性的重要手段。要保证加载方式、环境条件和试验时间接近实际情况以确切取得可靠的指标，通过暴露问题进行改进完善。系统或整机试验是对设计试制质量的综合检验，有必要验证和说明是否达到了规定的可靠性水平。

（4）使用过程中由于操作不当，维护保养不善等人为因素造成故障占整个设备故障率的60%防止这些人为故障才能保证达到设计、制造固有可靠性水平。

胶带输送机是可维修产品，通过维修度提高有效度，正确合理维护保养可以提高系统设备的作业率和使用寿命。在一定运距下延长单元运输机的长度，减少段数，亦可提高胶带运输系统的可靠性。准确提供可靠性信息，是可靠性数据正确来源，并把这些数据及时反馈到研制部门为改进产品质量提供可靠性依据。

2 提高胶带运输系统可靠性的途径

2.1 提高构成运输系统的胶带输送机可靠性

胶带损坏的形式有很多种，为降低磨损，降低功率消耗使受料稳定，要求给科装置尽可能接近胶带；给料方向也应和胶带的运行方向相同。当物料卡入胶带和滚筒之间，容易切割带芯，防止措施是在近装载的尾部滚筒处，将托辊槽角加大，防止装料点处物料撒出。在机头卸料口处设置卸载开关，在回程胶带上设v型刮板，上下胶带间装防物料撒落的隔板，预防胶带纵向撕裂，可采用增强胶带。如胶带纵向已开始撕裂，为防止事故扩大，可在胶带上装设防撕裂的检测装置，如高频振荡检测仪、超声波检测器，及时检测胶带撕裂，发出警报立即停车。

为防止滚筒体和轴的开裂、断裂和塑性变形以及外壳和衬垫的磨损，在设计时要保证轮壳和轮辐及轴有足够的强度和相应的刚性，辐板与轴连接采用非自锁的环形楔紧机构，用板手拧紧螺丝固定，使轴与轮毂间不产生相对移动。这种装置靠均布压力形成的摩擦力把轴与轮毂锁紧，清除它们的相互窜动而造成的破坏。

防止胶带打滑，增强胶带与滚筒之间的摩擦系数，提高胶带牵引力，常在滚筒表面粘胶，通常用菱形橡胶衬垫，它与胶带接触时，产生楔紧作用，可以防滑，改善跑偏，能缓冲并保管胶带。

托辊性能差，质量低、寿命短、阻力系数大、能耗严重。其关键问题是密封结构不完善、轴承寿命短。提高其可靠性；采用深槽大游隙的滚珠轴承，适当加大滚珠轴承直径，相应减少数量，采用柔性尼龙保持架以增加轴承的径向间隙，采用尼龙材料密封，吸水率低，强度和刚性好，尺寸相对稳定，无相对摩擦，减少运行阻力。采用锂基润滑脂，具有良好润滑效果，管体用有缝钢管制成，可使壁厚均匀，径向跳动量小，同心度高，为提高带速创造了条件。

胶带跑偏是最常见的一种故障，预防的措施是胶带制造质量好，防止出现松紧边；安装时要保证滚筒轴线与安装基准线保持垂直，安装有效的清扫器，防止滚筒表面粘料堆块，为及早发现跑偏，安装胶带跑偏信号装置。设计自行调偏装置，一旦胶带跑偏，能在运行中自行纠偏。

2.2 加强生产技术管理和维修工作

（1）采场作业禁止铁件、枕木和大块物料装入车内，不合格的大块要在采场进行二次破碎。

（2）在破碎机给料口安设冲击锤破碎装置以供处理棚料，研制破碎机料仓的料位信号，以控制适当的料位高度。

（3）改善工作制度，减少交接班、待料、停电时间，即减少因非故障原因引起的停车时间，以提高系统设备的运转率。

（4）妥善解决工作场地除尘问题，由于系统运行中粉尘飞扬，粉尘浓度大，岗位工人难以坚持岗位操作，影响正常运行，另外粉尘严重对设备污染，降低零部件寿命。

（5）改善维修制度，充分考虑设备修复价值做到技术与经济并重，根据设备现状的经济分析，决定大修或者设备更新。

（6）开展对系统设备的故障诊断，并从人的感官诊断逐步过渡到仪器检测，及早发现故障隐患，找出设备的薄弱环节这是实现与之维修的重要手段。

（7）做好备件和材料管理和供应，确定合理的库存量，重视结构材质的改进，如用优质润滑脂，减少转动部分的磨损，提高效率。

（8）进行操作维修人员的培训，特别对维修检查队伍的建设，使他们对胶带运输系统设备了解，掌握各设备性能结构特点，以便有效的检查和维修以提高系统的运输率。

通过对露天矿山胶带运输系统可靠性分析，提出提高胶带运输系统可靠性途径，进而提高产品质量，这对促进其发展与提高有着现实的意义。

参考文献

[1] 郭余庆.系统可靠性理论及应用[M].北京：煤炭工业出版社，1991.

[2] 俞书伟.煤矿可靠性工程引论[M].北京：煤炭工业出版社，1988.

[3] 才庆祥.露天矿采剥工程可靠性研究[D].中国矿业大学博士论文，1995.endprint