井下皮带运输机的常见故障及处理分析

＊明 巍

（山西省晋城市泽州县大阳煤矿 山西 048003）

煤炭开采多位于地下空间，以人工挖掘采煤为主，使用运输车运输煤炭，整体生产效率低。应用皮带运输机，可以提升煤炭开采效率，实现工业化发展。皮带机为井下煤炭运输方式，运行状态对煤矿生产效率的影响大。煤炭位于地下空间，环境复杂度高，致使皮带运输机的运行故障较多，不仅会影响煤炭开采工作，增加经济损失；还会引发安全生产事故，对施工人员生命安全造成危害。所以，维护皮带运输机运行质量与效益，必须排查和检修皮带运输机，以此维护煤炭生产效率与安全。

1.井下皮带运输机

皮带运输机，可以确保运输过程顺利进行，承担材料运输任务。皮带机组成结构，包括驱动装置、支撑性框架、传送带、保护装置等。驱动装置会直接影响皮带运输机运行，常见故障集中在驱动装置，因此装置运行性能对皮带运输机的影响非常大。驱动装置的制动器、减速机零部件质量，对皮带运输机故障率的影响大，皮带运输机结构图如图1。

图1 皮带运输机结构图

皮带运输机的驱动装置、传送带，可以展示出装置工作原理。皮带运输机运行时，内部环形通过传动滚筒、拉紧滚筒、变向滚筒，在传送带作用下运转。皮带运输机动力来源，多依赖拉紧装置。在驱动装置作用下，传动滚筒开始转动，与传送带之间摩擦力，促使运输机皮带运转。此种运转过程，可以展示出皮带运输机工作原理，且运输机正常工作、皮带与传动滚筒间摩擦力的关系密切。摩擦力大小，对运输机的转速影响大，还会影响设备运行效率。

2.井下皮带运输机的常见故障

(1)胶带打滑故障

一般来说，胶带打滑故障，多出现在以下方面：第一，胶带松弛，张紧力度不足，应用电机绞车张紧车、液压张紧车，改变张紧车形成，加大张紧力。当张紧力行程短，则应当减掉胶带，重新钉扣和硫化。第二，胶带打滑，也可能是胶带超负荷运行，应当卸载胶带上的物料，降低胶带负载。

(2)皮带跑偏故障

皮带跑偏故障，多是皮带传输机皮带产生偏离，实际输送纵向中心线、理论中心轴背离。当出现上述问题，则会导致物料散落，致使皮带磨损严重。分析内在原因可知，当输送带质量不过关，材质不均匀，就会导致受力不均匀，极易出现跑偏问题。调整胶带后，明显拉伸会产生边缘磨损、变形等问题。由于荷载量较大，会引发跑偏事故。安装操作期间，机头与机尾滚筒轴线、胶带中心线不垂直，会引发跑偏事故，无法有效调整。

(3)胶带异常噪音

在井下胶带输送机中，合理应用CST系统。当胶带机处于非正常运行状态时，会产生异常噪声。遵循噪音实际情况，高效处理故障问题。第一，张紧、驱动、卸载、改向操作中，均会发出异常噪音。当滚筒处于正常运行状态时，噪音声量小，可以准确听诊滚筒轴承座，并且听到“沙沙”转速声。当出现异常噪声时，轴承座位置听到“咯咯”响声，且轴承盖温度上升，此时必须更换轴承装置。第二，联轴器、平对轮两轴不同心，在井下胶带输送机中，驱动部位出现噪声，伴有周期性振动，所以异常噪声的原因，可能为以下几点：首先，驱动装置高速端，电机、减速器间的联轴器；制动轮联轴器噪音、平对轮噪音等。在此种情况下，转变电机减速机位置，避免减速机输入轴断裂。减速机、驱动滚筒间联轴器噪音，针对减速器、驱动滚筒半联器，实行径向跳动测量。当跳动值大于0.1m，则拆开半联器，清洗张套，除掉灰尘等异物。

(4)撒煤故障

第一，转载点位置撒煤：通常来说，输送机设置承载限额，物体超过限额后，会损坏导料槽挡料橡胶裙板，物料冲出导料槽，出现撒煤问题。在处理操作时，遵循机器限制标准，合理控制承载物体重量，降低仪器损耗，避免浪费物料。

第二，凹段皮带悬空撒煤：凹段皮带区间，曲率半径小，则会导致皮带悬空。皮带离开槽形托辊组，槽角比较小，则会撒出物料。优化设计机器，准确测量凹段、曲率半径，选择大曲率标准。

第三，胶带跑偏所致联锁反应：物料运输期间，胶带跑偏问题比较多，会影响运输载体平衡度，增加两侧高低差，撒出物料。

(5)减速器断轴故障

减速器断轴故障发生率低，然而在实践运行期间，减速器高速轴会出现断轴问题，导致减速器高速轴断轴的问题比较多，主要为以下几点。

第一，高速轴不同心：针对运行减速器，电机轴和减速器高速轴不同心时，则减速器输入轴的径向载荷、弯矩增加。减速器长期高速运转时，则会出现断轴问题。

第二，高速轴材质损伤：高速轴出现断轴故障，与高速轴受损、材料不满足要求、内部缺陷相关。当发生断轴问题时，则集中在高速轴轴肩位置，该位置存在过渡圆角，应力集中。当过渡圆角较小时，则应急越集中，运行期间会出现疲劳损坏问题。当损坏时，端口平齐度高。

3.皮带机故障诊断方法

(1)接触式诊断检测法

第一，棒形检测器：棒形检测器，是弯曲托辊状槽形棒，安装在皮带、缓冲托辊之间的检测装置。皮带机物料混合杂物时，杂物可能会刺穿皮带，触动槽形棒，限位开关积极响应并发出警报，促使皮带急停。在使用此种检测器时，连接多个槽形棒，扩大检测范围。棒形检测器的结构简单，安装与维护简单，然而检测可靠性不足，无法检测皮带机的损坏程度。

第二，弦线式检测器：弦线式检测器的原理，基本类似于棒形检测器，但是不使用金属棒，而是使用尼龙线，检测灵敏度高，同样无法检测皮带机的损坏程度。

第三，压力检测器：压力检测器，使用测力托辊代替常规托辊，输送带支架上安装测力托辊，如果输送带跑偏、撕裂、断裂时，托辊会受到额外作用力，通过检测托辊承载力的大小与变化状态，能够判断输送带故障。此种方法的原理简单，便于安装，然而检测可靠性不足。托辊位置的传感器长期受力，会加剧磨损度，影响使用寿命。

第四，漏料检测器：此种检测装置是由托盘平衡锤、支点组成。皮带撕裂时，皮带物料透过裂缝泄漏到下方托盘，托盘装载物料质量超过平衡锤时，装置以支点为中心转动，从而触发限位开关，导致皮带报警停机。漏料检测器的原理、机械结构简单，检测操作难度小。然而装置运行寿命短，且检测实时性不足，智能化水平低。

(2)非接触式检测法

相比于接触式检测法，非接触式检测具备无损检测优势，且检测效果明显。非接触式检测法的技术如下：

第一，X光射线检测法：在皮带运输机损伤故障检测中，通过应用X光射线检测法，可以掌握钢丝绳变形、接头断裂等故障，准确定位缺陷部位。皮带运输机低速运行时，可以自动记录损伤位置与损伤程度，但是会制约皮带运输机运行速度。

第二，超声波检测法：此种检测技术，是在皮带运输机、托辊中间安装波导管，波导管可以产生超声波震荡，通过超声波检测器接收超声波。皮带运输机处于正常运行状态时，产生波、接收波都为正常状态，检测器发出正常信号。当运输机故障时，波导管损坏弯曲，此时发送波、接收波处于异常状态，超声波检测器检测异常信号，判断皮带故障。但是，超声波检测法具备破坏性，只有等到波导管损坏后，才可判断皮带撕裂故障，并且撕裂程度较大时，才可以促使物料穿透皮带、抗弯波导管，显露出故障现象。

4.井下皮带运输机的故障处理措施

(1)皮带打滑处理措施

皮带运输机皮带打滑为常见故障，对生产效率的影响大，还会引发安全事故。为了降低故障发生率，技术人员注重定期检修与维护，通过设置编码器方式，对皮带速度变化进行监测。皮带打滑和设备运行摩擦力相关，摩擦力大小，可以反映出皮带打滑的作用效果。在驱动滚筒上安装编码器，具备实时监测功能，详细记录传送带线速度、改向滚筒线速度。皮带打滑存在正向、反向情况，因此装置线速度的差别较大。所以，借助编码器功能，可以分析皮带打滑状态的传送带、改向滚筒线速度差值。通常情况下，皮带发生打滑故障时，二者线速度大小相同，且方向一致。

(2)皮带跑偏处理措施

针对皮带传输机跑偏问题，必须加大关注度，采用科学措施予以处理。第一，选择高质量皮带材质，加大控制力度。前期做好市场调研，比较多个厂家产品，选择生产能力强、水平高的厂家。在安装皮带之前，注重全方位检查，剔除不合格产品。第二，在安装皮带传输机时，应当确保安装准确性，保证组件安装到位，注重日常检修与保养。在安装操作期间，注重各部件清洁管理，遵循标准要求开展操作，合理控制各环节安装质量。不管应用哪种连接方式，都必须注重安装平整性控制。第三，由于超载所致皮带跑偏，应当关注内在原因，了解力学原理，遵循规律调整皮带张紧度，确保皮带两侧张紧度一致。皮带运行期间，如果产生变形问题，则应当截取其中一段，做好胶接处理，有效控制跑偏问题。第四，针对滚筒安装位置，应当控制胶带输送长度中心线，在落料口设置调整挡板，根据物料特性，合理选择下料速度，保证物料配置均匀且平衡，确保胶带运行正常化。

(3)胶带噪声处理措施

环境噪声多出现在皮带头输送机辊子与滚轮位置，异常环境噪声的引发原因相同。通常情况下，滚动轴承损坏、传输皮带等原因，会导致滚筒发出较多噪声。噪声产生原因，可能是感光鼓安装不正确，优化设计感光鼓轴承座。辊壁厚会影响壁厚均匀性，影响皮带输送机惯性离心力，导致噪声不平衡。增压发动机可以提供运行动力，当电动机无法正常启动时，则会影响皮带机运行效果。当故障持续时间较长时，则延长电机使用寿命。增压发动机故障时，检查主电路，输入电压与继电器触点，确保限制激活。

(4)撒煤处理措施

第一，跑偏时撒煤：皮带跑偏撒煤故障，多是由于皮带运行边缘高度不一致，煤炭从低边缘位置撒落，只需调整皮带跑偏即可。第二，转载位置撒料：转载位置撒料故障，多集中在落料斗、导料槽位置。皮带运输机超载时，导料槽挡板橡胶裙板损坏，优化设计导料槽位置钢板，会导致物料冲出导料槽。在处理时，注重运送能力控制，加大检修与维护力度。第三，凹段皮带悬空撒料：凹段皮带区间，当凹段曲率半径较小时，会导致皮带悬空，改变皮带成槽情况。由于皮带离开槽形托辊组，槽角变小，此时会洒落煤炭。所以在设计期间，适当增加凹段曲率半径，降低不良事故率。

(5)减速器断轴故障处理措施

高速轴不同心所致断轴问题，需要在安装与检修中加大关注度，优化调整高速轴与电机轴位置，保证两个轴同心。电机轴轴心直径大于减速轴，应力集中。针对高速轴、减速轴而言，电机轴不会产生断轴问题。针对损坏高速轴，必须及时更换新的高速轴。检修操作期间，更换高速轴不能排除故障时，则需要更换减速器，高效排除不良故障。同时，如果是皮带运输机改向滚筒、驱动滚筒发出异常噪音，则检查滚筒内部轴承损坏情况，及时更换损坏轴承，保证皮带运输机运行效果。

5.井下皮带运输机的安全注意事项

(1)提升检修人员技术水平

为了确保井下皮带运输机运行效果，必须提升检修人员技术能力。煤矿企业组织检修人员参与技术培训，积极鼓励检修人员进修，培养检修人员的职业道德，制定标准化检修流程与管理制度，避免皮带运输机检修不及时，维护不到位问题。

(2)维护皮带运输机安全运行

煤矿企业注重皮带运输机安全运行，检修人员观察井下皮带运输机积煤，同时做好处理干预。井下皮带运输机运行期间，当出现故障问题时，严禁工作人员在将其上方操作。井下皮带运输机头、机尾设置安全防护网。井下皮带运输机外露转动部位，应当设置安全防护网。

(3)延长皮带使用寿命问题

皮带运输机使用寿命，会受到皮带质量、使用磨损度影响。在使用皮带运输机时，保证清扫器运行状态良好，确保回程皮带无杂物。回程带杂物，会误入到改向滚筒、驱动滚筒内，此时皮带会损坏物料，破坏滚筒表面硫化橡胶层，加剧皮带损坏，缩短皮带使用寿命。皮带质量，对皮带使用寿命的影响大，企业采购时，注重采购大厂家品牌产品，并且具备国家专门质检机构证书、出厂合格证书。常规检验手段，主要检查皮带外观龟裂、老化问题，生产与存储问题。针对存在质量隐患的皮带，则严禁采购。

(4)建设相关设备维修档案

煤矿井下作业管理部门，建设皮带运输机机电检修设备，明确井下皮带运输机设备检修维护重点，同时在档案内明确故障时间、类型、检修方法等内容。当发生相同故障问题时，检修人员技术采取措施予以处理。

6.结束语

综上所述，皮带运输机可以加强运输能力，应当充分发挥出皮带运输机效能，为生产提供服务。了解和掌握皮带运输机常见故障，明确故障处理方法，做好生产总结与分析，处理好常见故障问题，能够确保皮带运输机运行效益，提升企业生产效率。