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带式输送机的典型故障分析及其处理

摘要

此篇文章分析了带式输送机上辊轴和输送机的两种典型故障形式，并且提出了详细的维修保养措施以便预防和消除带式输送机故障，以确保带式输送机的正常运转。

引言

带式输送机是一种用途很普遍的持续运输设备，它有着很高的输送效率和很强的运输能力，同时带式运输机有着更简单的结构，需要的维修保养次数更少。带式输送机可以实现不同距离和不同材料的运输。带式输送机被广泛用于矿冶行业，火力发电厂里的煤炭处理系统和其他设备中。在这些工作中，带式输送机将会经常出现一些典型的故障，此篇文章就是建立在对带式输送机在日常运转中的故障研究中，对故障的产生原因进行分析，提出一些有效的措施以处理这些问题。

带式输送机的典型故障

带式输送机的跑偏

在带式输送机中，由于输送带是引导元件，它可以传递动能和动作，同样它也是运输构件，它能够支撑材料负载。它的运动十分复杂，所以在工作时会经常发生输送带的跑偏现象。跑偏是带式输送机在工作时的常见故障，在工作中，输送带的中心线与输送机的中心线发生偏离，这就是带式输送机的跑偏。由于输送带的跑偏可能会造成输送带边缘和支撑架磨损，导致输送带边缘过早损坏，减少带式输送机的寿命，影响物料的传输。这会导致物料在输送带上的偏重，甚至会使带式输送机停止工作，对工厂生产产生直接影响。由于输送带是最昂贵，最重要的组成构件。它的价格占整个带式输送机价格的20%~50%。所以分析输送带的跑偏，减少和消除带的跑偏对于确保带式输送机正常工作，延长设备寿命有着非常重要的影响，导致输送带跑偏的原因如下。

设备自身原因

a. 支撑架刚度不足，在载重时有较大的弯曲变形，导致输送带的跑偏

b. 驱动滚筒位置安装不当，使得胶带在滚筒两侧松紧度不一致，导致输送带在运转时会向较松一侧跑偏。

c. 承载托辊的转动不够灵活，导致输送带两段拉力不均匀，从而导致输送带的跑偏。

d. 滚筒和托辊的圆柱轴线间的平行度误差太大，导致了输送带的跑偏。

e. 由于输送带自身的质量问题，输送带各处不均匀，导致输送带工作时产生冲击，进而导致输送带的跑偏。

f. 输送带的制造质量有一些缺陷，输送带两端的长度不相等，导致了输送带的跑偏。

g. 输送带未与连接器平行，皮带连接处的误差太大，导致输送带的跑偏。

安装调整不当

a. 传动滚筒和转向滚筒的轴线与传送带中心线的垂直度误差太大，使得在工作时带式输送机和水平线之间有一个倾斜的角度，导致输送带的跑偏。

b. 滚筒轴线与输送带的中心线垂直误差太大，同样也会导致输送带的跑偏。

c. 输送带支架与地面之间的连接强度不足，支架刚度不足，导致机架不稳定，都会导致输送带的跑偏。

d. 导料槽、卸料槽的导料挡板安装位置不当,，输送带两端的拉力不相等都会导致输送带的跑偏。

保养不当

1. 带式输送机的空段清扫器能力不足，在使用过程中由于货料粘附使得滚筒和托辊的的实际直径变大。
2. 导料槽的安装位置错误，使得物料在输送带上偏载，导致了输送带的跑偏。
3. 长期的保养不当和错误的调整，导致带式输送机的跑偏。
4. 对于钢绳输送带，由于钢绳的制造有不均匀的应力，使得带式输送机发生跑偏，或者带的差异很大，在负载时有很大的伸长量，使输送带发生震颤，导致输送带的跑偏。
5. 同样，正在运转的输送带如果发生震颤，也会导致带式输送机的跑偏。
6. 另外，当带式输送机输送某些黏性材料时，使得滚筒，托辊等粘上这种材料，导致滚筒的部分实际直径发生改变，导致带式输送机的跑偏。

预防带式输送机跑偏的措施

由于输送带的制造安装引起的误差，主要通过提高设计精度和制造精度来预防和减少皮带的跑偏

输送带在驱动滚筒或者转向滚筒上的跑偏，主要通过调节滚筒轴承的安装方式来消除。

1. 托辊的转动轴线所在的直线与输送带的中心线不垂直，导致输送带在中心线的两边上，一边偏松而另一边偏紧，运转时输送带从紧边向松的一边偏移，导致跑偏现象的发生。为了防止这种现象的发生，应该调节较紧一边的轴承安装位置，使得输送带在水平方向上受力均匀，消除跑偏现象。当尾部滚筒是螺旋张紧时，输送带可能会因为皮带张紧机构两侧的顶部螺杆不相等导致的受力不均而发生跑偏。
2. 滚筒轴线不是水平的，滚筒两端轴承的高度差是造成头部或尾部偏差的另一个原因。 此时，滚筒轴承的两端应加上和减去垫片的方式调平滚筒轴，消除输送带偏差。
3. 托辊表面粘附货料，相当于增大了托辊的实际直径，这也会造成输送带的跑偏，应加强空段清扫器的能力以减少货料的粘附和输送带上灰尘的堆积。此外，输送带在鼻部和尾部间的跑偏叫做中心跑偏或者局部跑偏。此类跑偏的原因更加复杂，它与输送带的导向机构有关，需要仔细分析这些特殊原问题。以下有几种方法可以解决这类特殊问题。
4. 负载或者空载的托辊轴线与输送带运行时的中心线不垂直，导致带在托辊上的跑偏。跑偏尾端应按照输送带运转方向调节。此时通常需要调节相邻的托辊以达到消除跑偏的目的。调整角度不应过大。
5. 输送带连接线和输送带中心线不垂直，造成了跑偏，应提高输送带的安装精度来消除跑偏。
6. 如果传送带上装载的材料是直的，制作材料块和重量分布沿带宽方向分布严重不平等，引起偏差，应通过调整消隐管板和裙板的定位方法消除带的跑偏。
7. 最近，有的观点认为应用于部分带式输送机的影像分析方法制造成本太高，以及存在一些技术问题，使得这种方法很难推广开来。

托辊的典型故障

运转失灵

每一个带式输送机有着许多个托辊，安装图如图1所示，它们的运转状况直接影响了带式输送机的工作。根据带式输送机的实际工作情况，托辊可根据它们的作用在带式输送机中分为四种，槽型托辊，平行托辊，自动调心托辊和缓冲托辊；根据不同的负载情况可分为以下两种，空载托辊和承载托辊。这些不同的托辊在输送机中起不同的作用。

平行托辊是一种长柱形托辊，在空载托辊组中起支撑作用；缓冲托辊也是槽型托辊。可安装在带式输送机的承载托辊组中，减少货料对输送带的冲击，保护输送带和支撑轴承。大体上，弹性支撑分为橡胶挡圈和板弹簧；调心托辊的作用是在一定程度上调节输送带的跑偏。在负载和空载托辊组中都装备有大量的调心托辊。调心托辊的原理如图3.1和图3.2

图3.1 输送带简图

图3.2 调心原理

托辊的安装制造精度直接影响了输送带的寿命和运行状况，托辊的维修和更换成本也是输送带运行成本中的重要部分。托辊的运行质量对输送机的运行阻力，功耗，滚筒和皮带寿命，维护工作量和运输成本都具有重大的影响。因此，找到一种能够延长托辊寿命的方法十分重要，这也能够确保带式输送机的平稳运转，这在工程中有很重要的实际意义。带式输送机的槽型托辊用于承载货料的部分，起支撑和输出作用；平行托辊是一种长柱形托辊，在空载托辊组中起支撑作用；缓冲托辊也是槽型托辊。可安装在带式输送机的承载托辊组中，减少货料对输送带的冲击，保护输送带和支撑轴承。调心托辊的作用是在一定程度上调节输送带的跑偏。为了避免输送带的过量磨损和撒料。在负载和空载托辊组中都设有一定量的调心托辊。如果托辊出现转动不灵活或者停转的现象，由于变成输送带和托辊变成滑动摩擦，此时托辊的拖拽系数是正常运转时的十倍。结果会导致带式输送机的运行阻力和电量消耗增大。由于托辊旋转不够灵活，托辊和输送带间的摩擦就变为滑动摩擦，使得两者间摩擦力增大，缩短设备的寿命。因此，我们必须经常更换大量空闲托辊和输送带，这会导致设备的保养寿命的提高和运行成本的提高。

影响托辊转动灵活度和寿命的因素有许多，主要分为以下几种：

1. 托辊的制造精度

托辊的制造误差主要体现在轴承的刚度不足，这使得保证托辊运行的精确度变得十分困难，因此应当限制工作托辊的刚度。

1. 密封润滑和维修保养

影响托辊旋转不灵活的主要原因包括托辊密封和轴承的润滑问题。由于输送带的工.作环境有时非常恶劣，经常会用于有大量尘土的环境，轴承的密封方式对于托辊正常灵活运转有着很大的影响。如果密封状况不好，尘土会很容易进入轴承中导致托辊的旋转失灵。此外，如果用钙基润滑油，它会很容易变色变干，起不到很好的润滑效果。

解决方法

1. 在托辊的制造过程中确保轴承的精确度要求。例如，压力轴承应当满足三种精度要求，轴承两端的尺寸精度，同轴度和圆度都应达到国际标准。产品应有严格的质量审查以确保所有的产品都质量合格。
2. 为了增加托辊的制造精度，在密封润滑中用更好的润滑油，例如使用锂基润滑油，可以提高轴承的润滑效果，对于延长托辊的使用寿命很有必要。
3. 轴承支撑多用球轴承支撑，塑料密封圈和迷宫式密封结构，这可以确保托辊运行正常，当尘土对轴承的影响变小，摩擦阻力降低，则带式输送机安装和拆卸会变得更容易，也会变得更好保养维修，减少带式输送机的运行成本。

结论

随着带式输送机的应用更加广泛，工作环境更加复杂，确保带式输送机能在各种环境中保持较好的工作状况，延长设备的寿命，提高设备的工作质量，减少设备的运行成本等变成了工程技术中最主要的目标，分析这些主要的因素在设备正常运转时带来的影响并加以改进，确保设备的良好工作状况，这是维修保养的重点。此篇论文分析了一些可行的方法，有助于提高员工的保养水平以解决实际问题，对一些实际课题有着很大的影响。

用于状态监测的带式输送机系统故障分析

本文讨论了用于状态监测（CM）的故障分析。在应用CM之前，应研究监测机械的关键点，需要采用哪些工具和方法，以便在露天矿或地下矿井的恶劣工业环境中最大限度地降低CM的成本。本文着重于条件的第一步，即估计问题的规模：最常见的故障，类型和故障的位置以及它们在维护传送带运输系统的背景下的重要性。考虑了一些关于检测上述故障的可能方法。提供了与更换或维修相关的故障和时间示例。

1. 介绍

采矿业的状态监测不像其他分支机构（即电力工程，石油工业等）那样发达。其中一个原因是矿山是具有恶劣环境和广泛资产消散的特定类型的公司。褐煤矿中有许多不同的机械系统，但其中最重要的是运输系统。可以考虑两种类型的运输系统：1型从斗轮挖掘机向倾倒场输送覆盖层，2型用于将所需材料（主要是煤）从斗轮挖掘机运输到发电厂或其他运输系统。两种情况下的特殊功能是输送机长度甚至可达30公里。例如，在波兰最大的褐煤矿之一，输送机的总长度为100公里，见图1

图1.1 波兰最大的褐煤矿运输系统方案

这里将讨论的另一个例子是地下铜矿，这可能是更加困难和复杂的情况。

图1.2 地下矿井运输系统的结构

在图2中，可以看到地下矿井中的运输系统的结构。每个箭头表示皮带输送机。为了应用基于状态监测的维护，需要“识别”并选择关键问题，否则诊断可能看起来过于昂贵和低效。正如在使用CM之前所建议的那样，有必要尽可能多地考虑影响它的因素（设计，技术，操作和条件的变化）。在下一节中，我们将介绍其中的主要内容以及与CM技术应用相关的一些注释。

1. 输送带系统带式输送机系统

带式输送机系统（BCS）的组成如图2.1：

驱动单元（电动机，联轴器多级变速箱，图2.2和2.3），

滚筒（驱动皮带轮等），

皮带（纺织品或钢丝绳）及其接头，

空闲托辊组，

其他（皮带清洁系统，控制系统等）。

带式输送机可视为斗轮挖掘机或倾卸机的一部分。在这种情况下，CBS的长度相当短，如图2.4（lt;100米）。

图2.1 带式输送机的方案

图2.2 驱动单元视图（（露天采矿）中的驱动站）

图2.3 驱动装置上的视图（露天采矿）

图2.4 CBS作为倾卸机的一部分

应该注意的是，虽然设计相对简单，但BCS是机械系统中非常重要的一部分，它们的故障非常昂贵，如图7所示。此外，由于它们的分散和移动/旋转部件的数量，很难保养它。

图2.5 不同机器（一个矿井）的故障时间比较

1. 输送带系统的故障类型

在本节中，我们将参考输送机部件考虑带式输送机系统中可能出现的故障类型。它将主要集中在驱动单元，滚筒，托辊和皮带作为最重要的组件。应该指出的是，这方面几乎没有调查。

• 1. 驱动单元

驱动单元包括电动机，阻尼联轴器，两级或三级齿轮箱以及将输出轴与皮带轮连接的联轴器（图 3.1）。该子系统中的一个关键对象是变速箱。根据Matuszewski在一个褐煤露天矿中，由于意外故障，每年甚至可能有14％的变速箱被更换。这些故障与齿轮磨损或损坏（断齿）有关轴承（主要是由于环境影响引起的极限间隙，也包括外圈/内圈，滚动元件等典型故障）。

图3.1 CBS中使用的驱动单元方案

由图3.2很容易注意到2004 - 2006年的失败次数显著减少。其中一个可能的原因是煤矿开始使用CM系统。

图3.2 CBS中使用的驱动装置变速箱的故障数

Skoc对地下煤矿中使用的驱动装置的分析表明，超过50％的问题与输入阶段有关，这是一个斜面阶段。在褐煤矿中，人们可能会注意到类似的问题。

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资料编号：[3714]