皮带机撕裂故障及其防护措施

皮带机撕裂故障及其防护措施

孙同选

南阳中联卧龙水泥有限公司河南南阳473111

摘要：皮带机作为水泥企业生产运输的关键设备，直接关系正常生产。近年来水泥生产规模的不断扩大，皮带机也朝着长距离、大功率、高承载、自动化控制等方向发展，而这些目标的达成同皮带的可靠性息息相关。皮带作为运输装置最为关键的部分，保障皮带运行安全，避免皮带故障并尽可能延长皮带使用寿命，是实现经济效益提升的有力保证。在众多故障中，皮带撕裂是一件比较严重的设备事故，威胁生产安全和经济损失，为此深入探究，探寻有效的皮带撕裂防治措施具有积极的现实意义。

关键词：皮带机；撕裂故障；防护措施；

一旦出现皮带撕裂的现象就会严重影响的正常生产，皮带断裂后瞬间下滑，速度快，有可能使整条皮带报废，给生产与经营带来巨大的经济损失，而且容易导致重大人身伤亡。总之，皮带机撕裂故障带来的损失是不可估量的，需要积极采取防护措施来有效的预防其撕裂。皮带撕裂的形式主要有两种，一种是横向撕裂一种是纵向撕裂。

一、皮带机撕裂故障

针对以往生产实践经验，皮带撕裂事故大致可划分为纵向撕裂与横向撕裂两大类，其中纵向撕裂占据皮带撕裂故障总数的60％以上，对其撕裂原因进行分析：（1）皮带跑偏撕裂。当皮带运输机处于正常运行状态时，其皮带应位于机架中轴部位，而当皮带运行时发生跑偏现象，便会引起皮带在跑偏侧的堆积折叠，在不均衡力的长时间作用下，皮带便容易发生撕裂故障。一般来说，这种情况只会发生于皮带跑偏侧而不会发生于皮带内侧，对生产安全威胁较小，同时这种皮带撕裂现象有着较为明显的预兆，自皮带发生跑偏到出现撕裂有一个较长的反应时间，所以多能通过检修与维护加以防范；（2）划伤撕裂。在皮带纵向撕裂中，划伤撕裂是最为常见的一种情况，通常可分为利器压力划伤与穿透划伤两类。其中前一种是由大尺寸长杆利器卡于溜槽底部，受皮带驱动力作用而划伤皮带；后一种是指利器自一定高度坠下，在重力影响下其尖端穿透皮带并卡于溜槽或托辊上，随着皮带的继续前移而撕裂皮带。（3）皮带老化或皮带接头不牢固，强度降低，使得皮带发生撕裂。

横向撕裂虽然占比例小，但是危害大，瞬间断裂，容易伤人和设备。对其撕裂原因进行分析：（1）皮带老化严重或拉力不够；（2）皮带接头硫化存在质量问题；（3）皮带跑偏严重与防护利器相刮擦切断；（4）尾部积料严重或雨雪天气皮带打滑使皮带头部滚筒严重摩擦，致使皮带磨损严重断裂。

二、皮带撕裂常用监测方法

1.压力监测。皮带正常运转时其受力处于平衡状态，而当其遭受外部冲击或被卡住时，皮带便会受到一个附加力，当这个力大于皮带撕裂承载极限且持续5min～6min，便会导致皮带发生撕裂。所以，基于这一原理，通过对皮带机托辊增设压力感应装置，对皮带运行时的受力进行持续、实时监测。当皮带运行时出现受力不平衡且外部附加力瞬间增大时，便会立即发出警报并对异常区域进行标识，以便维修人员及时进行故障排除；当监测的外部附加力异常激增或长时间持续，监测设备还可远程调控对皮带机进行关停操控，以保障其安全性。

2.激光监测。皮带机输送带下方两侧支架分别布设激光发射装置与激光接收装置。当皮带未发生撕裂时激光发射器持续发射激光，接收器接收信号并传输至控制器进行判断，由于所有信号均持续输入，则撕裂保护装置不动作；如果输送带发生撕裂，当散落物料自撕裂处落下，便会遮挡激光发射器所发出激光，阻碍接收器接收，使得控制器接收到的信号不再完整，此时控制器便会根据所遮挡信号长度进行判断，并发出相应警报，进行停机保护。

三、皮带撕裂的预防

为避免皮带撕裂的情况发生，需要从转接漏斗、除铁器等多方面入手。

1.转接漏斗的改造。鉴于目前漏斗在进入导料槽处的结构无法避免条状杂质划伤皮带，因此需对漏斗进行改造。（1）将导料槽空间加大。对导料槽的高度进行加高，使导料槽空间加大，当长条状杂质进入导料槽后不会卡到漏斗壁与皮带机之间，同时由于导料槽空间加大，相应提升了重载停机后导料槽容煤量，缓解了降低重载停机后出现的漏斗堵料情况。(2)对于落料点频繁发生变化的漏斗，可使用柔性落料管形式的溜管，缓冲落料产生的冲击，从而控制物料流动速度并减少粉尘的产生。柔性落料管给料装置两侧要求深入导料槽内侧，对1条胶带只有1个落料点的，给料装置尾部距离胶带不高于150mm。这样，前倾送料板距离下游皮带较近，当夹杂在物料中的异物落到皮带上时，可降低杂质对下游皮带造成的损伤程度。

2.除铁器的安装形式、强度选择。目前除铁器安装形式及位置都位于皮带机头部漏斗抛料处，依靠物料被抛出后形成的抛物线来进行除铁器对物料的吸附。此时除铁器呈倾斜状，除铁器与物料之间的距离如果调整不好，将会呈现喇叭口状，无法保证除铁器对杂质的吸附效果。因此，可对除铁器的位置进行调整，在皮带机水平段上方合适位置新增除铁器。这样，由于除铁器始终同输送带处于平行位置，可以保证除铁器对异物的吸附能力，增加皮带机除杂的安全系统。在选择除铁器时，在现有标准上提高磁力指标，保证除铁器对杂质的吸附效果。

3.皮带机接料点下方的缓冲托辊组改为缓冲床。缓冲床的使用保证了输送带的面与面的接触，受力均匀，有效防止了由于托辊断裂、脱落造成的皮带纵向撕裂，同时大大降低了皮带被锐器或尖锐物料穿透后纵向撕裂的概率。

4.电流浮动差位对比法。皮带机运行异常时，电机功率及其工作电流会发生变化，可运用这一性质，当电流浮动变化超过允许范围内，则发出报警信号和启动跳闸保护动作。电流报警值和跳闸值可根据皮带机属性进行设定，报警值一般以其正常工作电流加浮动电流之和作为浮动报警临界值。皮带机在启动后的3~5s后，电机开始进入稳定工作状态，取其稳定工作时的电流值作为起始数据，并与此后电流值进行对比分析，依此类推与各个时间点的电流进行对比；当达到报警值时则发出警报，提醒工作人员注意皮带机运行状况，监视确认无异常后可继续工作，否则进行停机检查与维修。电流异常达到跳闸值，首先发出跳闸警示信号，如在一段时间内电流异常情况未得到解决，则执行强行跳闸断电动作。皮带机正常运行过程中，电流波动相对平稳，并不会出现判别失误的情况。在皮带机运输任务发生改变时，可提前改变警戒值，以避免负载增加引发误动作。与开关保护方法相比，电流浮动差位对比法能够实现对皮带机的线保护，在未发生皮带撕裂就可发出报警信号。

5.其它预防措施：（1）严格按照皮带使用技术要求，定期检查、更新；（2）加强对皮带维修人员硫化技术的培训学习，严把质量关；（3）确保皮带跑偏装置的可靠性，定期维护；（4）及时检查皮带防护和可能接触的部位，排除可能伤及皮带的尖锐物；（5）加强对皮带尾部漏料的治理，对皮带廊道进行封闭，并安装皮带打滑报警装置，及时发现立即停机。

通过对输送带撕裂产生的原因进行了具体的分析，并针对这一问题提出了一些解决措施。在实际工作中，对每次撕裂的产生都要进行专门的分析，强化现场管理，加大皮带保护装置的更新、改造，将皮带撕裂尽可能控制在小范围内，减少损失，最终实现杜绝输送带撕裂事故的发生，提高生产的安全性。

参考文献：

[1]李靖宇．一种防止皮带撕裂的落料漏斗［J］．神华科技，2016(03):88．

[2]JBT7689－2016悬挂式电磁除铁器．中华人民共和国机械行业标准，2012．