煤矿刮板输送机断链故障原因分析

李龙刚

摘 要：刮板输送机由于承压能力强且能够适应弯曲和井下起伏的地面，在煤矿井下开采和运输的过程中广泛使用。但是链条由于其工作方式和材质所限，还是存在一定的薄弱性，因此有必要针对其发生故障的原因、预防维护以及故障处理等方面进行研究。本研究介绍了刮板输送机的工作原理及煤矿产业广泛使用它的原因，详尽分析了导致链条发生断链等故障的原因：各类压力失调事故、摩擦力影响、链条不匹配以及链环不达标等。最后再结合实际情况提出提前预防和事后处理的策略。

关键词：刮板输送机；断链；原因

前言：煤矿刮板输送机的安全稳定运行不仅仅是为了保障其寿命，减小物资损耗和成本开支，更重要的是为了能更有效率、更有质量地完成作业任务。而保证其良好运行的前提就是要了解刮板输送机的工作原理和应用优势。针对输送结构中的薄弱环节——链条，分析其特点，对其承重、承压、承弯以及承受摩擦力等特性逐一分析计算并制订维护措施。

1.刮板输送机工作原理及其优点

1.1刮板输送机工作原理

刮板输送机传动系统的主要组成部分有机械驱动装置、链条传输装置、链轮传动部分等，其中链条部分是传输任务完成的核心，一旦出现故障则会对生产任务较大影响。刮板输送机将刮板连接在链条上，然后启动机械传动装置，使刮板链条在持续转动的链轮的牵引下循环运行。刮板链带动放在其承重槽中的货物顺着运输方向移动，直到在机头处由自动卸载，完成整体的输送任务。

1.2煤矿产业选择刮板输送机的原因

煤矿产业是我国的传统重工业，是国家经济命脉中不可或缺的一份子，刮板输送机凭借其优势，在煤矿行业中受到青睐和广泛使用。煤矿刮板输送机的优点体现在如下几个方面：整体用钢材或超高分子新材料制作，外壳坚固、架构牢靠，能承受煤炭等化工原料的重量以及较大程度的外部压力；不仅能够水平运输，还可进行向上25°到向下50°的倾斜运输；面对凹凸不平的采煤现场，它能承受较大摩擦力的持续损害；其中新型刮板输送机还能承受垂直和水平方向的弯曲力；传送结构简单，便于安装，能适应不同煤量工作面运输等。

2. 造成链条故障的几种原因

2.1 各类由于压力调控失误产生的故障

链条由于其所处位置和材质限制，存在一定的脆弱性和易损毁性，而各类压力事故就是造成其损毁的因数之一。在经过断层作业面时，作业面顶部岩石可能会发生垮塌事故，包括石块或机械工具等掉落诱发压溜故障。非正常的压力使刮板输送机链条由于承重过大，原有传动力不足以支撑其按原有速度运转，导致传动不同步，从而撕裂链条。很多时候，施工管理方由于贪图节约成本而没有将设备一次性更新到位，比如对称位置的链条有一条损坏的时候，管理人员只将损毁的链条进行更换，这样混合使用新旧链条，会让它们自身承重、摩擦力、长短等各方面差异和矛盾不断叠加、累积并最终造成断链。在矿井的出口处通常会加装桥式装载机，如果其与刮板输送机机头衔接不当，使高度差大于500mm，过大的阻力及压力就可能损坏链条。

2.2链条及刮板磨损产生故障

煤矿作业现场一般工作环境较差、地表不平，这会对链条、链轮有较大的摩擦力。一般当刮板厚度方向的磨损度超过15mm时会导致刮板链条崩得过紧，现场的碎石等杂物通过缝隙进入链条和运行槽体中板之间导致飘链。如此一来，链条上的部分货物无法及时送达卸货处，同时工作阻力随之加大，最终造成链条断裂。另外，不平的工作面还可能造成刮板输送机不正常弯曲，进而在水平或垂直方向上增大了链条的磨损，两条链条承受了不平衡的工作压力，导致单链断裂，事态严重或是故障处理不及时的时候就有可能进一步造成双链断裂。

2.3拨链器及链条链环不匹配、不达标

与链条衔接的链环以及刮板输送机其他部位的圆环都在大小、材质、承重等方面有一定的标准。比如链环在设计中至少要能承受刮板所能承受的10倍以上拉力，才能满足安全系统的要求，避免断链等故障的发生。装设在传动结构中的拨链器顾名思义是将正常运转中的煤矿刮板机的链条挑起，使其与链轮相分离。由于拨链器长时间同链轮、链条接触，也属于易损零部件。一旦其出现磨损等故障，链条就容易卡死，链条槽中的杂物得不到及时清理，导致链条从最初的跳链、滑链恶化为最终的断链。

3.产生断链故障前后的预防和处理

3.1断链保护装置的利用

新型的断链保护装置是集电气控制部分、信号采集部分、机械制动及控制部分为一体的保护控制装置，其结构原理图如图1。传输链条上方的接近开关与信号采集和处理装置相连接，当链条移动经过开关时，两个开关会分别采得一个信号，对其分析并处理如下：可通过比较两个信号的强度是否有较大差異来分析判断出两侧刮板是否平行以及是否有飘链、跳链的故障现象；通过计算接收到的两个信号的间隔时差判断传送机的运作速度是否达标，要是存在明显延时则说明链条可能正承受某种故障带来的非正常压力，要及时停止输送机，防止断链故障的发生。新型的断链保护装置还采用了脉冲分析新技术，将脉冲个数和强度转化为信息信号，并将信号采集控制装置同报警、停机制动装置相衔接，以便及时向维修人员通报故障信息。只有各个环节都经过精密的计算和安排，才能保证刮板输送机在煤矿现场工作中长期稳定运行。

3.2松链和预紧力的产生和调控

预紧力是机械行业的一个常见术语，在煤矿刮板输送机中指链条在受到工作负荷之前，依据可靠性和紧密性的标准，对受到的连接力进行限制。如果预紧力太大会加重链条承重负担和磨损程度；反之会导致链条滑移，与链轮间出现缝隙或直接将链条松弛部分卷入链槽，就会加速链条的撕裂或损毁。针对每个现场作业的煤矿刮板输送机，调控人员都要预先通过工作面的情况：作业面高度、倾斜角度、输送距离、煤块含量等因素来设置预紧力的数值范围。在工作时则要即时注意链条预紧力的维护，一旦监测到所处煤层含有较大比例的石块杂质或煤块硬度偏大时应当及时增大链条预紧力，一般不低于正常情况下的50%。这主要是为了避免让石块意外进入到缝隙中并在进入之后还能保证输送机的稳定性。另外，由于链条的弹性有限，在调整链条松紧的时候一旦程度过大或是调整频率太快，还可能导致松链或是撕裂的情况。平日除了要定时进行维护和性能测试，还要注意在输送机满载运行时机尾保留一定的油缸剩余行程、在空载运行时排空输送槽内的煤块并保证机尾张紧液压缸活塞杆呈伸出状态。

3.3定期对刮板链进行检查和测试

应定期对刮板输送机进行检测和维修的项目包括：对传输结构中的刮板、链条、链环等组成部分进行仔细检查；紧固件作为连接环节的重要元件，也不能够被忽视。一般利用测量紧固件的力矩来反映紧固件工作性能，不过即使力矩达标，紧固件上如果存在裂缝或明显划痕也要为了确保万无一失而及时更换器件；链条局部和全长的磨损率都要满足要求，一方面要将全长磨损程度控制在5%以下，另一方面还要随机选择几个链条位置进行抽验。一旦超过磨损率，切不可贪图小利，要及时更换新的链条，以免链条损毁造成工期拖延和更大经济损失；对称位置的链环、链条以及顶链与底链都需要在大小、材质、新旧程度等多个方面保持一致，最大程度避免飘链、断链的发生。一旦有一条链条发生磨损，要将对称位置的链条一起予以更换；另外，与链条相接触的槽体、传动机构等也都要包含在检查范围内。

4.结论

机械的保养和维修需要结合实际情况不断更新完善，以适应新的作业环境和质量要求。煤矿刮板输送机的工作环境恶劣，链条本身又是易损坏的结构，要想保证其寿命和工作稳定性，必须不断加强维修项目的全面性和标准的严格性。在断链故障发生前，应采用断链保护装置，根据信号分析原理进行监测；在故障发生后要及时调整松紧力、更换链条、链环。另外，检修的过程一定要有持续性和专业性，保证刮板输送机的稳定运行就是确保煤矿作业顺利、安全完成的基础。

参考文献：

[1]崔文亮.断链掉链保护装置在煤矿刮板输送机中的应用[J].机械管理开发，2018，33（06）：127-128+162.