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提高皮带运输机运行安全与经济性的探讨分析
 

邓同泉

(山东能源肥矿集团机电处  山东  泰安 271608

 

摘要:本文通过对皮带运输机最常见故障跑偏的分析,从运行安全与经济性的角度,探讨了解决问题的途径。

关键词皮带运输机  运行安全与经济性  探讨分析

 

引言

皮带运输机是煤矿生产系统的主要运输设备,主要由输送带、托辊、各类滚筒及驱动装置、制动装置、缓冲装置、清扫装置等组成皮带运输机跑偏是最常见的故障,也是对运行安全危害最大、维修量最大的故障类型,本文试从运行安全与经济性的角度出发,探讨解决跑偏问题的途径。

一、皮带运输机跑偏的原因

跑偏的原因有多种,除整机安装的尺寸精度、转载点处落料位置与动态中的滚筒位置、张紧装置松紧度变化等外,托辊故障、落料点缓冲托辊故障是造成皮带运输机跑偏的主要原因。前述问题可通过提高安装质量、加强维护检查予以彻底解决,但托辊故障、落料点缓冲托辊故障却是由于受矿井水、煤尘侵蚀,托辊轴、托辊外皮锈蚀及轴承损坏。各类托辊是皮带运输机用量最大的部件,投入较大,以往也是管理维护工作量最大的环节,除投入大量人工、材料和增加运输等辅助工作量之外,因托辊故障影响生产、造成事故的现象屡见不鲜。

在以往的生产实践中,受经济技术条件限制,我们往往针对具体故障现象采取措施,如在整个皮带运输机的中部跑偏时调整托辊组的位置来调整跑偏,为此在制造机架时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔,以便进行调整;安装调心托辊组调整跑偏等。对于受恶劣工况条件影响,各部件损坏频繁、故障率高的问题,缺乏有效的解决措施。近年随着高新技术在制造行业的应用,皮带机部件采用新材料、新结构,实现了高承载、高速度、高寿命,皮带机关键部件的性能和使用寿命有了大幅提高,如新型结构材料的托辊、缓冲滑槽与清扫装置等的推广应用,使设备运行状态发生了翻天覆地的变化,运行维护成本大幅下降。

二、皮带机新型结构材料部件及特点

1.托辊

由于托辊在工作中存在呼吸问题,即在运行时温度升高,托辊内的气体膨胀逸出;在停运时温度降低,内部的气体收缩,形成负压。此时,若密封不好,会把外界密封口附近的气体、液体及杂质吸入托辊内部,使内部冷凝水、杂质等有害成份逐渐增多,破坏轴承的工作环境,导致托辊内部腐蚀,造成润滑油失效,降低托辊的寿命。上述现象会随着托辊运转速度的提高而愈加严重。因此,托辊的承载力、性能稳定性及使用寿命取决于轴承的加工质量及其工作状态,而轴承的工作状态又取决于工作环境、润滑状态和加工装配质量、轴及轴承座的刚度。所以在优化轴及轴承座的刚度、提高加工装配质量的前提下,改善轴承工作环境、润滑状态是提高托辊寿命和可靠性的根本保证。

新结构材料托辊,采用托辊专用轴承组件,结构精度高、全密封、寿命长、性能可靠;采用具有单向透气的全密封结构,利用三层径向唇式聚胺脂密封圈,较好的解决了密封圈的精度与材质的耐磨和稳定性问题保证轴承在运行中不受杂质和污水的侵蚀;优化设计,采用可靠的加工组装工艺,提高了托辊整体性能质量,使旋转阻力小且均衡,径向跳动小,承载力大,许用转速高,使用寿命长。

2.缓冲滑槽

缓冲滑槽用于带式输送机装载点的输送带缓冲支承,改变了常规使用缓冲托辊支承输送带的方式。常规缓冲托辊只是在常规托辊的表面敷设一层弹性材料,由于工况更差,弹性材料极易破损脱落,而托辊比正常段使用的托辊更易损坏、寿命更短;缓冲滑槽由缓冲滑条组和金属支架组成,其中缓冲滑条由表面特种高分子聚合材料制成,具有低摩擦系数、高耐磨性、抗冲击性和自润滑等特点,能够承受装载物料的冲击和输送带运行中的摩擦,克服了使用常规缓冲托辊时因缓冲托辊缓冲材料破损、轴承损坏等对输送带造成的冲击损害和跑偏造成的生产事故。该装置的优点:一是连续支承,输送带的冲击张力小,避免输送带纵向撕裂事故;二是可承受物料的较大冲击而不变形,适用于各种恶劣的工况条件;三是与输送带接触的滑条表面由高分子复合材料制作,具有抗冲击、高耐磨、低摩擦和自润滑特性,不会损伤输送带;四是“一机一架”的机架设计吻合输送带成槽,槽形角处平滑过渡使输送带全面积支承。

3.清扫装置

清扫装置主要用于清扫输送带承载面及非承载面的残留物料,以免引起输送带跑偏的问题。传统清扫器的清扫刀片一般选用废旧皮带等材料,利用螺簧或重锤张紧,清扫刀片与皮带贴合不紧密、角度不能调节,张紧效果不好,清扫效果差。新型清扫器清扫刀片由高强度聚氨酯制作,具有高强度、高耐磨性、高弹性、低摩擦系数;整体式清扫刀架结构,提高了清扫器的整体刚性,能够承受来自输送机的较大冲击载荷;涨紧器与清扫刀架之间采用涨套式连接,实现了清扫刀片偏转角度无级可调;涨紧系统能保持清扫刀片对输送带的贴紧力恒定并可调,配合以高弹性清扫刀片可以使清扫刀片根据输送带表面状态的变化而自适应,从而提高清扫效果。

三、新旧型结构材料部件费效比

下面仅以3M长、矿井常用1M带宽的皮带机的托辊为例进行分析对比。

1.使用传统结构托辊的皮带机

108托辊计算。根据多年实际使用经验,矿井一般工况(含煤泥、水)下,传统结构托辊平均寿命6个月,其中无故障或微故障运行时间4个月,经维护或小修后延长寿命2个月,维护或小修成本增加15%

1.1托辊

1.1.1上托辊

6个*(1+15%)*110/ = 759

年运行及维护费用 1518/

1.1.2下托辊

1个*(1+15%)*160/ = 184

年运行及维护费用 368/

1.2、皮带

1M钢丝绳芯强力皮带使用寿命6年计算。

3M 1500/M = 4500

年运行及维护费用 750/

1.3、全矿托辊维修工时、运输等费用

预估综合成本1/M,按180万吨/年生产矿井皮带机总长1.5万米计算,合计费用15万元(该费用随人工成本、材料涨价逐年增加)。

单位长度每年费用30/3M/年。

1.4、综合运行及维护费用 2666/年。

2.使用新结构材料托辊的皮带机

2.1、托辊

以¢108高罗托辊为例计算。按矿井一般工况(含煤泥、水),平均寿命(无故障运行时间)2万小时。

2.1.1上托辊

6个*198/ = 1188

年运行及维护费用

1188 360 16/20000 = 342.1/

2.1.2下托辊

1个* 331 / = 331

年运行及维护费用

331 360 16/20000 = 95.3/

2.2皮带

1M钢丝绳芯强力皮带使用寿命10年计算

3M  1500/M = 4500

年运行及维护费用 450/

2.3全矿托辊维修工时、运输等费用

由于无故障运行时间长,一次安装多年使用,不产生中间因故障更换的拆除、安装、运输、维修等费用。

2.4综合运行及维护费用 887.4/年。

3.费效对比分析

3.1新型结构材料托辊平均年使用费用较低,是传统托辊的33.3%887.4/2666 100%);

3.2传统托辊因外皮磨损、轴承损坏,造成皮带机跑偏、撒煤量大,增加维护及维修工作量;

3.3特殊情况下,因托辊损坏、皮带机跑偏,造成撕带等故障,增加了材料投入和维修工作量,影响了生产,甚至造成安全事故;

3.4新结构材料托辊运行可靠,无故障运行时间长,便于实现皮带机自动化和无人值守,提高现代化水平,降低综合成本。

四、小结

皮带运输机是一种通用机械设备,在矿井生产中占有突出的地位,投入大、占用人员多,在日益重视安全和实行全面预算管理的今天,除加强日常维护、维修外,我们可以换一种思路,通过费效比分析,大量应用新材料、新技术,提高设备运行的可靠性,降低故障率,减少维护维修工作量,提高信息化水平,实现运输自动化和皮带机无人值守,从而提高皮带运输机的运行安全与综合经济性。希望本文对皮带运输机的用户有所启发。

 

 

 

 

 

二〇一一年十二月二十九日