矿用带式输送机故障及其诊断系统的研究

张奋有

摘要：随着社会的快速发展，输送机轴承监测诊断系统已经大力推动了煤矿开采工作的进步，煤矿输送机轴承诊断管理工作也应该逐步向自动智能化方向发展带式输送机作为煤矿井下运输煤炭的核心设备，一旦发生故障会严重影响煤矿安全生产和工作效率，造成巨大经济损失。因此，对煤矿带式输送机进行故障诊断尤为重要。煤矿中，带式输送机轴承监测和诊断系统的成熟度在很大程度上决定了煤炭开采的运输效率。我国煤矿的智能化开采在近十年取得了长足进步，开启了我国煤矿智能化开采的新时代。本文对矿用带式输送机工作中常见的几种故障进行分析，并对其诊断系统做进一步的探究。

关键词：带式输送机;故障;措施

中图分类号：TD614.15      文献标识码：A

前言

带式输送机是通过摩擦力运送货物的一种主要设备，在各行各业得到广泛应用，被公认为具有很大经济价值的输送设备。带式输送机在工作时，经常会受力差的影响，出现皮带打滑的现象，如果该设备长时间工作，不仅工作效率会下降，还会造成设备的一些零部件出现损坏。与以往的诊断系统相比较而言，优化完善后的诊断系统其智能化程度更高，操作过程更加便捷，故障诊断识别响应时间缩短。一旦设备出现故障类型则可以及时处理，避免引发更大的故障和问题。输送设备一般是全时运行，一旦出现故障就意味着需要停工检修，易引发各种问题。所以对于矿用带式输送机的故障分析研究具有实际的工程意义。

1带式输送机的概述

带式输送机带式输送机主要组成部件有驱动滚筒、改向滚筒、张紧装置、漏斗、支撑托辊、封闭环形输送皮带、卸载装置及驱动装置等

2带式输送机常见故障

2.1皮带打滑

胶带打滑是带式输送机运行中比较常见的故障之一，其主要的危害就是导致胶带与转轴之间的摩擦增加，同时还会缩短带式输送机的使用寿命、降低胶带和转轴的质量、增加带式输送机的运行维护成本。带式输送機在实际使用过程中，通常都会连续工作很长时间，这会在一定程度上加剧皮带的磨损。且每个时间段内运输的煤矿量存在差异，皮带上覆盖的煤矿量会在一定程度上影响皮带的张紧力，进而影响皮带与滚筒之间的摩擦力。在带式输送机正常工作中，皮带既是承载件又是牵引件，其作用是承载货物和提供牵引力。其是带式输送机中的核心部件，成本最高（约占带式输送机造价的40%），又是带式输送机最易磨损的部件。皮带输送机运行期间，当阻力大于驱动系统滚筒的牵引力时，则会出现打滑问题[1]。一是运行阻力的增大，比如运输期间出现超载，皮带被卡在机架上，以致因杂物缠绕损坏了托辊，从而导致托辊不转问题，出现打滑现象。

2.2皮带纵向撕裂

皮带被卡在机架或者托辊上，导致皮带在运转过程中不断发生刮擦问题，长此以往导致皮带划痕越来越严重最终断裂;如果设备机修人员执行设备检修过程中存在疏忽，巡检人员未对开裂的盖板及时发现并给予加固，从而致使小隐患演变成大事故[2]。滚筒上通常都会配置清扫设施，其焊缝质量和刃口的设置如果不良都可能对皮带产生损伤，严重时使皮带出现纵向断裂。在较为强大的冲击力作用下，钢绳芯胶带会导致胶带内部的钢丝绳断掉，这样接着运转，一段时间后，断掉的钢丝绳头便会露出覆盖胶。皮带输送机硫化接头没有根据标准设计，以致抗拉强度较低，当存在较重的负载时，在外力影响下，硫化接头的钢丝绳芯便会出现变形问题，当达到一定程度便会抽出，以致皮带断裂。

3带式输送机故障诊断系统的设计

3.1皮带打滑故障信号的检测

为了解决在带式输送机作业工程中，经常出现皮带打滑的现象，这种情况下挤兑伸长进度产生影响，又对操作人员产生一定的安全隐患。为了在生产过程中避免出现上述问题，设计了智能检测故障系统，该系统在工作时，经过系统转化，将获得的皮带、滚筒和电机的速度、温度、位置以及电流等监测数据转化为相应的数字信号，并将数据传递至控制器PLC。声光组合信号具备通讯、声光报警、扩音电话等功能，一般在输送机的一侧安装此装置，每台间隔距离为100m[3]。在操作声光组合装置时，工作人员发送信号时按下“打点”键，各台同时发出声光信号[4]。在传感器选型前首先应确定系统需要监测的参数在带式输送机运行时，针对跑偏、撕裂、超速、打滑、烟雾超标等故障需要对其速度、温度、张力、振动、电流、环境烟雾值等参数进行检测故障报警都是建立在，预警系统设置的数值和设备运转过程中采集的数据。两者进行计较。结果相符就不会报警，不服就会报警。机修人员就要对设备采取检修。

3.2皮带纵向撕裂故障信号的检测

检测仪与信号传感器连接，一旦出现金属物品，传感器首先将信号传输给PLC反馈箱，然后又将信号传输给位于皮带上下两侧的激光装置以及皮带的清理单元，触发清理单元对皮带上在金属部分区域进行清理工作[5]。皮带撕裂是由2个撕裂开关和2条钢绳来完成检测的。将这些装置安装到位，皮带正常运行，如果皮带在运行过程中碰到钢绳，则表明皮带某部位存在撕裂，此时撕裂开关会鸣笛，显示故障。故障诊断过程为获取信号、提取故障的特征、最后识别故障类型。在现场采集的信号共有两组，一组为皮带纵向撕裂故障信号、一组为正常皮带运转信号，LMD对信号进行提取分析，将两组信号的结果作对比，可以更加准确判断到振动信号中的非周期成分。和皮带打滑的的检测方式一样，俩组数值通过报警系统的分析可知，不符合的就会发出报警信号[6]。基于多信息融合技术的矿用带式输送机故障诊断系统可以有效地对各类故障信息进行融合，实现故障的快速诊断，对于现代化煤矿设备的故障诊断具有一定的现实意义。

结束语

如今煤矿中带式输送机使用比率越来越高，设备的功率、性能等方面都得到不断提升，所以搭建一个智能、完善的监测预警系统对带式输送机整个工作线工况的监控以及故障诊断预警是十分有必要的。皮带打滑和纵向撕裂是矿用带式输送机的主要故障类型，针对这两种故障类型，在已有故障诊断系统的基础上对其进行优化改善，并在实践中进行了验证。利用现代化智能化的带式输送机故障诊断系统，工作人员能够在第一时间了解掌握机器的运行状态，对输送机进行实时监控，一旦出现故障类型则可以及时处理，避免引发更大的故障和问题。矿式带式输送机为我国采矿业的发展做出很多大的贡献，加强对矿式带式输送机的深入研究，可以提高采矿行业的工作效率。

参考文献

[1]闫阳.带式输送机滚筒与托辊失效率模型研究[J].陕西煤炭，2020，39（01）：92-95.

[2]冯志星.矿用带式输送机常见故障及故障诊断系统的设计研究[J].机械管理开发，2019，34（11）：114-115.

[3]杨祥，田慕琴，李璐，雷志鹏，宋建成，张林锋.带式输送机输送带故障检测技术研究[J].煤矿机械，2019，40（02）：133-136.

[4]武林海.带式输送机常见故障检测及防治系统研究[J].煤矿机械，2019，40（02）：145-147.

[5]祁瑞敏，王新.煤矿带式输送机健康诊断方法[J].工矿自动化，2019，45（02）：75-78.

[6]胡炜，辛学铭，叶新功，陈仕琦.选煤设备智能健康管理系统的研究与应用[J].选煤技术，2018（06）：155-160.