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创新技术对于输送带故障的预防

来源: 作者:公司管理员 2012/2/7 20:56:01

  在矿井生产中,带式输送机是重要的运输设备,特别是主运输强力带式输送机是矿井运输的主动脉。但由于输送带的长期、高负荷运转,钢丝绳芯的锈蚀,钢丝绳因长期反复弯曲产生疲劳断丝或因输送带硫化接头钢丝绳芯的抽动等原因,会造成输送带的突然断裂,发生横向断带事故。而且断带发生的地点是张力大的地方,也就是在驱动滚筒附近和有较大变坡处的承载带上。因为强力带式输送机倾角大、距离长、负荷大,一旦发生断带下滑,就会摧毁机架、损坏设备、堵塞运输巷道,造成长时间的停产及重大经济损失,甚至人员伤亡,后果极其严重。因此煤矿安全规程( 2005)第375条规定:钢丝绳芯带式输送机应设断带保护装置。同时第373条规定:倾斜井巷中使用的带式输送机,上运时,必须同时装设防逆转装置和制动装置;带式输送机应加设软启动装置。为了煤矿的安全生产,应采取一定的保护措施,积极地预防和避免断带事故的发生,避免引发恶性事故。

  1带式输送机断带事故类型分析带式输送机的横向断带事故时有发生,下面列举一些断带事故和统计数据:( 1) 1994年5月20日,山东省七五煤矿330采区钢丝绳芯带式输送机在正常生产运转中,硫化接头运行到带式输送机头以下约200 m处发生脱落断裂,输送带下滑距离达550 m,输送带托辊支架冲击损坏150余架,托辊损坏60余只,打毁架空乘人装置吊座20余架。

  ( 2)淮北矿业集团公司朱仙庄煤矿, 1996年以来陆续安装并投入使用了5部钢丝绳芯输送机。随着输送机输送带服务年限的增加,出现了不同程度的老化现象,致使输送机输送带覆盖层与带芯之间黏合强度下降。2002年底连续发生5起输送机输送带接头拉断事故,直接影响了全矿的安全生产。

  ( 3)据不完全统计,截止1995年8月,平顶山矿务局共发生钢丝绳芯输送带断带事故16起,其中15起断带发生在接头处,占断带总数的93. 75%.

  2带式输送机断带的预防与保护2. 1带式输送机断带的预防方法从以上列举的输送机断带事故中可知,钢丝绳芯强力输送带的断裂多发生在硫化接头处。由于接头硫化工艺不高或接头处橡胶老化,使其强度不够,接头处的钢丝绳芯抽出造成输送带断裂。或者由于输送带的长期运转,造成表层橡胶的磨损和内部钢丝绳芯的腐蚀,甚至出现断丝现象,使输送带的强度降低,造成断带。为了尽量避免断带事故的发生,可以采取的措施有:( 1)在使用中应提高硫化接头的硫化工艺,保证接头的硫化质量。

  ( 2)对输送带的接头和钢丝绳芯状况进行定期检测或实时监测。常用的检测方法是使用X射线机对钢丝绳芯输送带的接头和钢丝绳芯进行透视,发现接头抽动严重或钢丝绳芯出现破损及时处理。

  也可以使用强力输送带钢丝绳芯实时监测装置,该装置可实时监测接头处钢丝绳芯的抽动情况和输送带钢丝绳芯的状态,当接头处的钢丝绳芯抽动超出设定范围或检测到发生断带时,将报警停机。

  ( 3)钢丝绳芯带式输送机发生接头处断带的根本原因是钢丝绳受力大引起的,如果能够将钢丝绳受力减小则发生断带的机率将大大降低。因为现在大多数上运带式输送机的驱动方式采用的是上部双滚筒驱动,功率按照1?2分配,如所示,这种方案的优点是布置简单,缺点是输送带张力大,要求使用高强度输送带,驱动装置大,需要为其开凿硐室。

  减小钢丝绳受力的方法是采用多点驱动的方式,多点驱动的方式有滚筒卸载式和直线摩擦式等。

  滚筒卸载式不能预防断带事故的发生,其使用较少,直线摩擦式多点驱动方式应用较多。其工作原理是主机输送带压在驱动机输送带上,利用驱动机输送带和主机输送带间的摩擦将中间驱动装置的动力传递给主机输送带,从而减小了主机输送带的张力。驱动点数越多,主机输送带张力越小。

  影响摩擦式中间驱动装置牵引力输出的主要因素:主机输送带与驱动机输送带间的接触压力;直线摩擦驱动段的长度;主机输送带与驱动机输送带间的摩擦系数。

  2 2多点驱动技术的优点( 1)降低输送带张力。输送带每经过一个驱动点张力就下降一次,驱动点越多,输送带的最大张力降低得越多。可选用较低强度等级的输送带而能保证输送带运行安全,降低整机造价。或者在降低输送带强度等级的同时增大安全系数,降低断带的机率。如将机头驱动改为三点驱动,带的张力降低约60%,可以选择强度低 40%的输送带(降低成本) ,而安全系数同时增加了50%.

  ( 2)直线摩擦式多点驱动的滚筒出轴安装逆止器可以同时有效防止断带事故的扩大,每个驱动装置本身也同时是一个断带保护装置,可以产生逆止力矩,阻止输送带的下滑,同时因为输送带张力减小,使得对逆止器的阻力矩要求降低。

  ( 3)在输送机总功率不变的情况下,利用多点驱动装置可以使单元驱动功率减小,从而使输送机的元部件设计小型化、通用化,既改善了零部件的加工条件,又方便了输送、安装及维修管理。

  ( 4)中间多点驱动装置结构简单,装拆方便,可以根据输送机输送距离的变化,增加或拆掉中间驱动装置,使输送机既能适应运距的变化,又能工作在合理的功率值内,充分发挥设备的能力,减少能源的消耗和设备的浪费。

  多点驱动技术预防断带的缺点:( 1)驱动单元多,系统环节多。

  ( 2)因为电机的特性曲线硬,电机有制造误差,所以会造成电机功率分配不均匀,必须解决各驱动单元的功率分配和顺序启动问题。一般可以使用液力偶合器解决功率分配问题,要求高的也可以使用CST.

  ( 3)多点驱动可以大大降低断带的风险,但不能完全避免断带事故的发生(如因为片帮压带造成的断带事故) ,而且驱动点之间的距离一般为300 m左右,发生断带后仍然可能造成一定范围的损害,为了进一步降低断带的损失,可以在驱动点之间加装其他的断带保护装置,如中国矿业大学研制的SPDB- I型上运带式输送机断带保护装置。

  从以上的分析可以看出,以多点驱动可以用较低的成本大大降低断带事故的发生机率,特别适合于新上的长距离上运带式输送机。

  3结语

  根据带式输送机横向断带事故的调查和统计数据,可知带式输送机横向断带事故尤其是上运带式输送机的横向断带事故的危害很大,事故的原因大多是因为钢丝绳的锈蚀、疲劳、抽动等造成钢丝绳芯强度降低,事故发生的地点是在输送机上部靠近机头的位置。多点驱动的特点正好降低断带事故的几率,如果再加装较少的断带保护装置,就可以防止输送带断带下滑引发重大的恶性事故。

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