皮带运输机故障及其检测方式的分析与应用.pdf

2020 年第 6 期2020 年 6 月 皮带运输机是一种很重要的运输设备，其连续化 的运输、强大的运载力使其在工业生产中被广泛应用。 皮带运输机的广泛应用使得其安全性得到越来越多人 的重视，尤其是当运输质量较大的物料或者大型物品 时，其安全性更应引起重视，一旦发生事故不仅会中 断运输，还会给企业造成较大的利益损失和不良影响。 因此，需要对皮带运输机加强检修、排查隐患，降低 皮带运输机的故障率。皮带运输机故障的检测方法有 很多，其中，电机转矩的检测方式是目前比较新颖的 一种，它是通过信号来检测皮带运输机的故障，进而 排查故障[1-2]。 1皮带运输机的优势 皮带运输机的广泛运用得益于以下几点a 皮带 运输机可以长距离、连续运输；b 安装过程不烦琐且 操作简单，大大扩展了皮带运输机的应用范围；c 工 作效率高；d 用电量小，能源利用率高[3]。 2皮带运输机的常见故障 2.1皮带纵向撕裂 皮带纵向撕裂是皮带运输机较为常见的故障之一。 皮带撕裂是因为皮带在运输过程中不断与物料、设备 摩擦，久而久之局部会出现损伤。此外，在运行过程 中，受到不均衡力的作用，使得皮带局部损伤处受力 较大产生撕裂。 2.2皮带断带 皮带断裂是皮带运输机的又一常见故障。皮带断 裂是因为皮带运输机工作时皮带受到的水平应力太大， 导致其较脆弱的地方发生横向断裂。一般皮带容易发生 断裂的地方位于胶带的接头和滚筒部位，接头部位容易 产生应力集中现象，从而承受更大的应力；滚筒部位则 是因为承受的压力大于其他部位。因此，这两处是皮带 发生断裂的常见部位，平时应该多注意皮带这两处的维 护和检修，避免胶带发生故障，造成损伤。 2.3皮带打滑 皮带和滚筒接触处的实际驱动力大于皮带两端的最 大张力时就会出现皮带打滑的现象。在皮带打滑的过程 中会产生大量的热，影响胶带的使用寿命，如果运输易 燃易爆物品则后果更为严重。此外，这种局部磨损也会 使得胶带薄厚不均，影响胶带的正常使用。这种打滑现 象得不到及时解决很可能会出现胶带断裂的问题，因 此，一定要及时发现、解决皮带打滑问题，避免不必要 的损伤。 2.4皮带跑偏 皮带跑偏是皮带运输机的常见故障之一。引起皮带 跑偏的原因有很多种，其中一种原因是皮带边缘与滚 筒、托辊边缘之间存在偏差。皮带跑偏会导致皮带局部 磨损严重，甚至有发生皮带撕裂的可能。在日常检修工 作中，专业人员应对皮带、托辊、滚筒等进行检修和校 核，避免人为因素引起皮带跑偏的问题发生。 3皮带输送机故障的检测 3.1皮带撕裂和轴断裂检测 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。轴断裂的检测方法与上 收稿日期2020-04-17 作者简介王志强，1992年生，男，河北万全人，2015年毕业于太 原科技大学华科学院机械设计制造及其自动化专业，助理工程师。 皮带运输机故障及其检测方式的分析与应用 王志强 （ 大同煤矿集团云冈矿，山西 大同 037000 ） 摘要 为了对皮带运输机故障检测方式进行研究，加大对皮带故障的检测力度，降低皮带运行时的故障率，对皮带 运输机常见的故障进行详细介绍，并对这些故障相对应的检测方式进行了阐述，分析其检测原理，以期为同行业类似问 题的解决提供借鉴。 关键词 皮带运输机；故障检测；检测原理；故障排查 中图分类号 TD528.1文献标识码 A文章编号 2095-0802-202006-0189-02 Analysis and Application of Belt Conveyor Faults and Their Detection Modes WANG Zhiqiang Yungang Coal Mine, Datong Coal Mine Group, Datong 037000, Shanxi, China Abstract In order to study the fault detection modes of belt conveyor, strengthen the detection of belt faults and reduce the fault rate of belt operation, this paper introduced the common faults of belt conveyor in detail, expounded the corresponding detection modes of these faults, analyzed the detection principle, in order to provide reference for the solution of similar problems in the same industry. Key words belt conveyor; fault detection; detection principl; fault investigation （总第 177 期） 实践运用 189 2020 年第 6 期2020 年 6 月 （上接 176 页） 4结语 刮板运输机作为井下生产运输中的关键环节，确 保其运行的有效性对于提升矿井生产综合效益意义重 大。矿井管理者应当结合生产实际，积极引入变频控 制技术等先进技术，进一步优化刮板运输机运行质量， 从而实现对矿井生产综合效益的显著提升，为生产更 加高质高效提供坚实保障。 参考文献 ［1］ 王波， 刘邹县， 刘小哲， 等.刮板输送机智能变频调速控制系统 研究与应用 ［J］ .煤矿机械， 2019， 4012 140-143. ［2］ 杨林彪.变频技术在大唐塔山矿刮板输送机上的应用研究 ［J］ . 山东煤炭科技， 201911 162-163. ［3］ 罗永刚， 伏瑞林.基于变频技术的煤矿智能刮板输送机控制系 统 ［J］ .煤矿机电， 2019， 405 18-22. ［4］ 叶韶宇.变频调速刮板机在浮选精煤配掺中的应用 ［J］ .中小 企业管理与科技上旬刊， 201910 181-182. ［5］ 雷惠.变频节能技术在井下采煤系统中的应用 ［J］ .资源节约 与环保， 20199 39-40. ［6］ 崔阳锋.煤矿刮板输送机永磁电机的变频控制系统设计 ［J］ . 机电工程技术， 2019， 488 202-204. （ 责任编辑白洁 ） 述方法一致。 3.2皮带过负荷检测 如图 1 所示，皮带正常运行时，电机输出的扭矩 是一个稳定值，保持运输机的稳定旋转。但是，当皮 带过载时，转矩就会呈线性增加。当转矩增加至正常 运行转矩的 30，即达到原来正常转矩的 1.3 倍时，报 警器指示灯亮起并鸣笛，提示存在故障。如果此时不 及时维修，转矩进一步增大。当转矩达到正常转矩的 1.5 倍时，报警系统发出紧急信号并启动紧急制动，关 闭皮带运转系统。 图 1皮带过载时电机输出转矩变化曲线 较为常见的皮带过负荷检测有以下 4 种a 漏料 检测器。漏斗检测是一种重要的检测方式，其原理如 同托盘天平。在皮带运输过程中，如果出现故障引起 物料损失，则支点就会因质量的减少而发生移动，从 而阻止皮带运行。b 棒形检测器。棒形检测器形如一 根铁棍，其置于皮带与缓冲辊之间。当皮带运输机托 运的物料中有形状较怪异 （比如尖锐物） 的物体时， 则此尖锐物在运行过程中会触碰到棒状检测器，使得 检测器发出警报。c 弦线式检测器。弦线式检测器采 用金属丝和尼龙丝来完成检测。该检测器的工作原理 与棒状检测器相同，但是准确度要高于棒状检测器。 d 压力检测器。这种检测器比前面提到的检测器更为 先进，通过分析托辊的受力来判断皮带的损坏程度。 3.3皮带打滑检测 皮带打滑时的电机输出转矩如图 2 所示，其中，T 为转矩，t 为时间。皮带运输机正常运转时的转矩值是 一常数，一旦出现打滑现象，转矩值就会降低，当转 矩值达到正常运行状态下的 50时，报警器鸣起提示 故障，应及时维修。如果维修不及时，转矩降低至正 常运行状态下的 30时，系统就会启动紧急制动，停 止皮带运输机工作。 在检查皮带打滑的情况时，将测速器与主动辊线 连接起来测出其运转速度，然后对比皮带运转速度， 如果二者不一致，则应对其进行维修。 图 2皮带打滑时电机输出转矩变化曲线 3.4皮带跑偏检测 在实际工作中，使用皮带跑偏仪器来检测皮带的 跑偏程度，根据跑偏程度的不同，对皮带跑偏进行分 级，不同级别的跑偏，检测器的预报程度也不同。但 是，当皮带跑偏被检测器检测到后，在发出警报的同 时会紧急制动皮带运输机。 4结语 皮带运输机可以实现连续化长距离的运输，是应 用较为广泛的运输设备。皮带运输机在煤矿生产过程 中发挥着重要作用，保证该运输设备的安全运行意义 重大。皮带运输机在运行过程中会出现不同的故障， 这些故障均可导致皮带运输机暂停运输，从而影响生 产，有的甚至损坏皮带。因此，在皮带运输机正常运行 的过程中，应及时检测，及时发现问题，及时排查故 障，避免不必要的问题发生，保证高效率生产。针对皮 带运输机常见的故障进行了介绍，并对皮带运输机故 障检测方式进行了详细阐述，以期为类似问题的解决 提供参考。 参考文献 ［1］ 薛培军， 刘冬敏.大型煤矿自动检测物联网系统的设计与改 进 ［J］ .中州大学学报， 2018， 352 107-111. ［2］ 马赟.霍尔辛赫煤矿井下环境对皮带运输机故障的影响 ［J］ . 煤炭与化工， 2017， 406 101-103. ［3］ 胡香玲.基于单片机和 CPLD 的转矩转速测量系统的研究 ［J］ . 自动化与仪器仪表， 20114 28-30. （ 责任编辑白洁 ） 时间 正常输出转矩值 T/N m 正常输出转矩值 50 30 时间 t/s O O 190