选煤厂皮带运输机故障分析及维护策略*

2020-11-18朱文坚

机械研究与应用 2020年5期

朱文坚

(山西省节能中心有限公司，山西太原 030045)

0 引言

煤炭作为我国储量最丰富的一次性能源，在我国的经济与能源体系中发挥着重要作用[1]。选煤厂的选煤处理工艺是保证煤炭生产加工各项参数符合市场标准的关键环节[2]。在整个工艺流程中，皮带运输机负责物料的连续输送工作，由于皮带运输机自身性能与应用工况的问题，可能会出现跑偏、打滑与断裂等故障，给生产过程带来安全隐患[3]。因此定期对皮带运输机的各项设备进行检修维护，及时排除可能发生的故障，是保证生产运行稳定的有效措施[4]。笔者结合实际生产中的经验对皮带运输机的工作原理、故障类型及维护方法进行分析总结，为进一步提高选煤厂选煤处理工艺效率和安全生产提供参考。

1 皮带运输机结构分析

皮带运输机的主要零件包括机架、输送带、托辊、张紧装置、制动装置和驱动装置，其工作结构如图1所示。机架包括驱动机架、中间机架和尾架，驱动机架与尾架都安装有张紧装置，中间支架安装有上下托辊与各连接件，除此之外，驱动机架还装有传动滚筒，尾架装有转向滚筒。输送带包括织物芯输送带与钢绳芯输送带，其中选煤厂主要采用钢绳芯，具有强度高、耐冲击与抗疲劳等优点，适合长距离的运输。根据安装位置与承担作用的不同，托辊可以分为承载托辊、空载托辊、调心托辊与缓冲托辊等。

图1 皮带运输机工作结构简图

张紧装置负责对输送带施加一定的预张力，避免启动过程中与滚筒发生打滑，并且控制托辊之间的挠度，减小输送带与托辊之间的摩擦阻力。制动装置主要分为逆止器和制动器，其中非接触楔块逆止器凭借寿命长、磨损小与许用力矩大等优点，广泛应用于皮带运输机。驱动装置包括电机、联轴器、减速器与滚筒等部件和电气控制部分，按照工况需求，皮带运输机可采用单滚筒驱动或者多滚筒驱动。电气控制部分通常采用接触器和按钮控制电路，通过改变交流电机的相序来控制皮带运输的的方向，利用按钮、继电器与辅助触头之间的逻辑关系实现电机控制的“自锁”与“互锁”功能。

2 皮带运输机故障分析及维护

根据皮带运输机的结构与日常发生的故障类型，本节将从运输机的输送带、驱动装置与电气控制三部分进行分析。

2.1 输送带故障分析

输送带作为皮带运输机的主要机构之一，承担着物料的承载与运输任务，由于安装位置、物料摩擦磨损等原因，会发生输送带跑偏、打滑、纵向撕裂与断带等故障，具体原因分析见表1所列。

表1 输送带故障类型及分析

2.2 驱动装置故障分析

驱动装置主要发生的故障类型包括电机烧毁、驱动滚筒故障、减速器漏油等故障，其具体原因及分析如表2所列。

表2 驱动装置故障类型及分析

2.3 电气控制故障分析

电气控制部分负责皮带运输机的启动、停止、速度与方向等控制工作，主要发生的故障类型如表3所列。

表3 电气控制故障类型及分析

3 皮带运输机的日常检修维护

皮带运输机的日常维护可以分为人工检修与自动监测两种方式，实际生产中可以将两种方式相结合，利用自动监测的方式预测估算皮带运输机的工况是否良好，利用人工检修的方式精确定位及维护。

根据上述皮带运输机主要故障类型分析，在相应位置安装诸如温湿度传感器、烟雾传感器或摄像头等装置，通过实时的数据传输实现皮带运输机运行状态与选煤厂环境的监测。自动监测系统的整体结构如图2所示，包括数据采集层、数据传输层与数据处理层。系统采集层包括各类传感器、互感器与摄像头等设备，采集皮带运输机的运行状态与环境参数。数据传输层包括信号交换机与无线路由器等设备，通过信号交换机与上位机进行信号传输，利用无线通讯功能，实现整个选煤厂的数据传输覆盖。数据处理层包括上位机与服务器等辅助设备，实现皮带运输机数据的处理功能，判断输送带是否发生跑偏、打滑、断带等故障。

图2 自动监测系统整体结构

检修人员通过系统判断与视频监控，精确定位皮带运输机的已经发生的故障类型与故障位置，预测可能影响设备正常运行的工况，并及时前往维护清理，具体对应措施可按照上文表中的维护方法。

表4为巡检方式应用效果情况对比。传统的人工巡检方式，检测手段落后，所需检测点较多，数据录入复杂，无法做出有价值的故障预测与检修决策，浪费了宝贵的检修时间，对设备造成不可逆的损坏。自动监测与人工检修相结合，可实时监测各运行数据，保证数据的精确度与连续性，发生故障后及时完成故障定位与诊断，专人专项处理，提高检修效率。