矿用带式输送机常见故障及对策分析

鄢 闯

(神东皮带机公司，内蒙古 鄂尔多斯 017010)

0 引言

长距离、重负载、高速度是目前带式输送机的发展方向，以此为背景，良好的带式输送机质量就显得尤为重要，不仅可以提高运输效率，也能保障安全生产。目前，我国带式输送机常见故障处理方面还存在一定的问题，需要针对故障进行定向的分析，从而制定对策，在保证科学性和合理性的前提下，为矿井的安全运输提供保障。同时，也需要提高工作人员的专业程度和技能水平，将人为失误降到最低，从而提高矿井的生产效率和质量。对输送机实际的安设和使用过程，也要按照规程操作，避免影响井下的运输效率和质量，甚至危害井下人员的人身安全的事故出现。因此，需要对常见的故障进行整合，并且制定出相应的解决方案，不仅可以提供良好的生产条件，还可以保障矿井工作人员的生命安全，为矿井的安全生产和运输奠定强有力的基础。

1 带式输送机应用现状

以神东集团为例，带式输送机早已经成为各矿井和洗选煤厂煤炭、矸石等的运输设备。采高越大的工作面，对与之配套的带式输送机的运输能力和运输质量的要求就越高。目前神东各矿井单位，主要采用可伸缩带式输送机运输，1～1.8 m带宽不等，并且将其作为主要的运输设备。由于距离较长、载荷较重、带速较高、机体较笨重且体积较大的特点，而且输送带既是传动体，又是承载体，所以在运转中，各类方向、大小和性质都相异的负载都作用到输送带上[1]，其应力状态难以想象的复杂。因此，输送机在运输过程中会有各种各样破坏稳定工况的因素，从而导致运输质量受到影响，并且工作人员操作不规范、维修和保养不到位等问题，也会更加严重的影响矿井的生产效率。而且随着带式输送机长度及运输量的逐步增长，带式输送机的启动惯性和运行阻力也大幅增加。因此无论是在设计选型还是使用过程，控制系统都面临很大的挑战，所以合理的理论分析，才能合理的应用设备[2]。

2 常见故障分析

2.1 输送带跑偏

输送机安装质量不合格：在井下输送机的安设，需要按照设计规则以及使用说明书严格执行，并且要保证驱动部和机尾部的中心线在同一条直线上，否则，就会导致输送带在实际运行中跑偏。矿用带式输送机的输送带主要有2类，为钢丝绳芯和织物芯输送带。它们均是由输送带母体和纵向的承载芯质物粘合而成的复合体[3]。对于长距离、重负载、高带速的带式输送机系统还是应用钢丝绳芯输送带较多。当受到外力时，输送带不仅呈现钢丝绳的弹性，而且还具有橡胶的非线性，这种庞杂的力学特征叫做粘弹性。所以，要先创建输送带的动力学模型分析，再建立带式输送机系统的数学模型进行动态特性的研究，此为重中之重[4]。在输送机运行的过程中，引起输送带跑偏的主要原因，是与输送带中心线垂直的侧向拉力大于托辊对输送带挤压力。因此，准确的理论分析能让我们更多地掌握输送带的力学特性，不仅预防或者避免输送带跑偏问题，还可以作为分析研究输送带张紧方面问题的部分理论依据。

托辊质量不合格：托辊是带式输送机的主要部件之一，起着调节、支撑和运输的作用。①托辊质量不合格，就会导致托辊曲面的光滑程度不一致，也会存在同一托辊轴径不等的情况，而使输送带两侧的托辊对输送带侧向挤压力不同，导致输送带向挤压力小的一侧跑偏；②托辊的负载能力、运行质量及使用寿命主要由轴承的品质及运转状态决定，而轴承的运转状态又决定于使用环境、润滑程度、安装质量和轴及轴承座的刚度等。其中，托辊轴的受力形变是降低托辊性能、质量与使用时间的主要因素[5]。

2.2 输送机断带

输送机的断带是相对较为严重的输送机故障，会导致输送过程无法进行，需要大规模的检修和维护，严重影响生产效率。

输送带的张紧力不符合生产需求：①输送带铺设时需按照实际的生产需求控制输送带的张紧力，从而提高输送带张紧程度。如果安设时，操作人员不能够依照规范或标准进行，且有较大的随意性，不符合设计施工要求，一旦导致张力过大，就造成了输送带的断裂，或者出现断层的现象，对于生产效率和工作人员的安全都是极大的隐患；②输送机要健康运转，就提供适当的张紧力保证输送带和滚筒之间充足的摩擦力[6]，既要避免因为张紧力过小导致输送机在启动时的增速过程和运转过程中出现打滑现象，又要避免张紧力过大引起的输送机运行阻力和张紧冲击力增大。而这样就需要相应的提高输送带的强度才能保证输送机正常运转，所以就造成了整机设计选型浪费，并且带来安全隐患。张紧力与驱动滚筒和带面间的摩擦力成正比，因此计算输送带的最小张紧力不仅是带式输送机设计的关键[7]，在经济与安全方面也是需要着重考量的。

输送带的质量较差：输送带的质量也是重要的性能指标之一，选择满足生产和运输需求的输送带，才能保证承载能力和运输质量，当输送机长时间、高速、高负载、长距离运输时，会使输送带的张力始终保持在一个极限值，严重就会造成输送带断裂的现象。而且输送带价格昂贵，最高占用整条带式输送机制造费用的50%，维护成本巨大，因此，良好的输送带质量，可以间接的降低生产成本。

2.3 输送机电机烧毁

对故障案例研究分析可知，带式输送机电机被烧毁的主要原因可以分为以下2种。

输入电压不稳定：输送机电机的输入电压需要相对稳定，不稳定的输入电压极易造成电机烧毁。由于人员的理论知识水平和经验技能的差异，以及不可控的天气因素，就容易造成电机输入电压不稳定的情况。在检修的过程中不能够严格的按照检测标准进行输入电压的选择和调整，不能够合理地对输入电压进行控制，也会导致运行过程中出现电压击穿电机匝圈的现象，从而烧毁输送机的电机[8]。

输送机超负荷：在实际的生产过程中，有时为了保证运输量，带式输送机会长时间临近或保持在最大承载重量的状态，导致输送机在极限负载状态下运行，电机的温度上升，当电机的负载量到达峰值，会触发相关保护装置，从而停电停机，但是往往这个过程相对较短，一段时间过后，电机会再次启动，这一瞬间的高负载运行就会造成电机温度极度增高，从而烧毁电机。

2.4 输送带撕裂

带式输送机的管理不到位：输送带纵向撕裂是会造成极大危害的一种破坏形式，它主要是指带式输送机运行过程中尖利物体(物料或杂物)插入输送带或输送带中钢丝抽出造成输送带的纵撕，以及带式输送机零部件安设欠妥导致尖锐铁器长期摩擦和刮扯输送带造成的撕裂[9]。输送带撕裂具有偶然性，但危害极大，如未及时发现和采取控制补救措施就会导致整条输送带的撕裂[10]，而且长期摩擦和刮扯引起的高温易引起火灾，造成伤亡并带来经济损失。所以对输送带撕裂的监护及检测管理，一定要受到重视。

输送带的接头断裂：带式运输机的输送带比较容易出现接头不平整的问题，导致其接头抗拉强度不一致，在输送带张力较大的情况下就容易发生输送带接头断裂现象。不仅如此，输送带接头边缘橡胶老化，会使带芯层进水，引起钢丝绳芯锈蚀抽出，也会造成接头断裂。

3 故障的对策分析

为了提高运输效率，需要在输送机运输过程中提高故障类别的统计分析、原因查找和故障处理能力，主要可以分为以下几点着重进行分析。

3.1 提高输送机的铺设质量

人员的管理和监督：在输送机的安设过程中需要加强对人员的管理和监督，使其能够按照规范和标准执行，并且要有专业的技术人员来到现场进行指导，对出现的问题实时反馈并且解决。在安装完成之后，还需要对输送机的各项数据进行测试，保证较好的安装质量。

建立合理的力学模型：理论分析方面要建立准确的输送带动力学模型，并保证以此为基础所建立的带式输送机系统的模型能够准确反映实际的运行情况[11]，也要保证对其系统分析研究的准确和合理，用以辅助指导实际安装。

3.2 采购和制造质量合格的产品

采购产品：煤矿企业采购的产品有着价格昂贵、种类数量繁多的特点。因此，就需要选择一个信誉度较好并且生产能力和产品质量满足要求的厂家进行购买，使购回输送机的配件质量能够得到保证，并且还需要经过实际的校验才可以投入到实际的使用过程中。

自制产品：对于自制的产品，改进设计结构、优化工艺方法，在不浪费资源的前提下，通过优秀的设计方案，使用合理先进的设备、工艺、工装和监测仪器等，达到提升产品性能、质量和工作寿命的目的，从而节约成本，创造效益。

3.3其他措施

提供稳定的用电环境：带式输送机电机需要一定的保护，基于此，就必须在运转的过程提供一个稳定的输入电压和电流，定期对供电设备、开关进行检修和整定，合规合理地布置供电网络，并保证供电网络的正常运行，塑造一个稳定的用电环境，减少用电事故。

严禁输送机超负荷运转：煤炭开采不能一味的追求生产量和经济效益，需要对带式输送机的极限运输能力进行一定的考虑，并且还要做到禁止超载、超速的生产现象，保障安全生产，避免由于超负荷运转而造成的安全问题。

提高输送机的检修和维护质量：矿用带式输送机需要日常和定期的检修维护。日常检修和维护是保证设备工作状态的基础，须做到规范化和标准化[12]。定期检修和维护是有计划的预防性检护，以人的观察和经验为手段，同时还要配有相应的检查工具和仪器。对于输送机的易损部件，出现问题要及时更换，从而保障设备的质量，使设备在最佳运行状态下工作；另外就是当设备故障时，以最快速度修复，减少影响时间。

提高输送带的接头质量：输送带接头的连接是铺设过程中非常重要的一个环节，接头的方法应按照厂商的相关规定或提供的资料进行[13]。输送带接头连接时，要在专业人员的指导下，并应让具有实际经验的技术工人操作，且应试连接，并进行拉伸试验，接头质量应达到原输送带破断强度的85%～90%，试连接的操作要与正式连接相同。只有如此，才能够保证连接过程中的准确性，在连接之后，在接头中心处做永久标识。

4 结语

综上，目前矿用带式输送机在运行中仍有一定的改进空间。生产制造过程要保证产品质量，安装过程要保证施工质量，运行过程要进行日常和定期的维护检修，并且要针对常见故障提出合理的对策措施，才能有效提高煤矿的运输效率和质量。本次的探讨只是对一些常见故障的初步分析研究，随着科学技术不断进步发展，输送带故障的解决方法会越来越多。