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皮带运输机故障分析及诊断方法设计

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  1 皮带运输机常见故障分析
 
  1.1 皮带纵向撕裂
 
  当皮带某一处受到的力非常不均匀时,就会使皮带沿着运动方向被撕裂开来,这一现象称为皮带纵向撕裂。纵向撕裂的主要原因是皮带由于过度磨损而受力不均所造成,或是物料中有尖锐杂质插入而使皮带遭到严重破坏而发生纵向撕裂。这种故障一旦发生,会对皮带造成破坏性的损害。检测皮带纵向撕裂的方法有很多,常见的方法有接触式检测方法,如在托辊上方安装棒形检测器、压力检测器;非接触检测方法,如超声波检测法、电磁检测法。这些检测方法在成本、检测效果、实时性等方面存在一定的局限性。
 
  1.2 皮带断带
 
  皮带运输机发展断带故障,一般是由于受到横向力较大,致使皮带受力失衡而形成的。通常来讲,皮带运输机断带部分一般出现在滚筒部分或者是皮带运输机接头部位,这表明在这两个部位,容易出现受力不均衡或者荷载过大的现象。而皮带断带故障也会造成一些影响,例如在一些繁忙的工作线上,一旦发生皮带断带,就会出现运输线堵塞或者机架部位受力过大而损坏的问题。甚至有的因为断带故障造成长时间停工,给企业带来较大的经济损失,后果比较严重。
 
  1.3 皮带打滑
 
  与皮带断带相反,皮带打滑故障是滚筒与皮带之间受力不足,没有足够摩擦力支撑的问题引起,这时候虽然滚筒依旧在转动,但是无法推动皮带继续运转,从而出现打滑现象。打滑故障虽然不及上述两种故障给皮带带来的损害大,但是长时间的打滑容易使皮带表面产生大量热量,如果是在煤炭等企业中,有可能引起煤尘或者瓦斯爆炸,因此也需要相关人员加以重视。
 
  1.4 皮带跑偏
 
  皮带机工作时皮带运转位置偏离应有的理论位置的现象称为皮带跑偏,通常表现为皮带边缘与滚筒或托辊边缘的值小于或大于应有的理论值。皮带跑偏将会造成机架和皮带间产生很大的摩擦力,使得皮带严重磨损,进而软化或撕裂,大大降低皮带的工作寿命。对于皮带跑偏故障的检测,通常采用在皮带两侧安装跑偏开关的方法,一旦皮带在运行中偏离了原有位置,便会触动到两侧的跑偏开关,从而引发跑偏报警。
 
皮带运输机
 
  2 皮带机故障诊断方法的研究设计
 
  2.1 接触式诊断检测方法
 
  2.1.1 棒形檢测器。棒形检测器是一根弯曲成托辊状的槽形棒,安装在皮带与缓冲托辊之间的一种检测装置,其结构如图1所示。当皮带机物料当中混有杂物时,这些杂物很有可能将皮带刺穿,这时槽形棒就会被触动,从而使限位开关有所响应,进而发出报警并使皮带急停。这种检测器在使用时,可以将若干个槽形棒连接在一起,以增加检测范围和可靠性。该装置结构简单,易于安装维护,但可靠性较差,且无法对皮带机损坏程度进行检测。
 
  2.1.2 弦线式检测器。弦线式检测器与棒形检测器的原理类似,不同之处是将金属棒换成金属丝或者尼龙线,其检测灵敏度比棒形检测器略高,但存在与棒形检测器同样的缺点。
 
  2.1.3 压力检测器。压力检测器是采用测力托辊代替传统托辊,将测力托辊安装在输送带支架上,当输送带发生断裂、撕裂或者跑偏故障时,托辊会受到一个额外的力,并且这个力会保持一段时间,通过监测托辊所受力的大小和变化情况来间接判断输送带是否发生故障。这种方法原理简单,安装方便,但是可靠性较差,安装在托辊上的传感器长时间受力,极易产生磨损,使用寿命较短。
 
  2.1.4 漏料检测器。漏料检测器是一种由托盘平衡锤和支点等组成的简单检测装置。当皮带发生撕裂时,皮带上的物料就会透过裂缝泄漏到皮带下方的托盘里,当托盘上装载物料的质量大于平衡锤时,整个装置就会以支点为中心转动从而触动限位开关,使得皮带报警并停机。这种检测器检测原理和机械结构简单,检测方便,但是检测器寿命较短,且检测实时性较差,智能化程度较低。
 
  2.2 非接触式检测方法
 
  非接触式检测方法与接触式检测方法相比,具有无损检测的优势,检测效果有所提升,非接触式的检测方法主要有以下几种。
 
  2.2.1 X光射线检测法。德国科学家首先提出了X光射线检测法,并将这种方法成功的运用在皮带运输机损伤类故障的检测中,该方法可以检测皮带内的钢丝绳变形、接头断裂,并可对缺陷定位。当皮带运输机以较低速运行时,其损伤的程度和损伤的位置均可以被自动记录下来,但是皮带运输的速度会受到制约。
 
  2.2.2 超声波检测法。超声波检测法是在皮带运输机与托辊之间安装波导管,波导管产生超声波并能够产生超声波震荡,通过超声波检测器接受产生的超声波。当皮带运输机正常运转时,产生波和接受波都为正常状态,检测器发出正常信号。当皮带运输机发生故障时,波导管就会收到损坏而弯曲,使得接受波和发送波都出现异常,超声波检测器可以检测到异常信号,判断皮带发生故障。这种方法存在一定的破坏性,要使得波导管损坏才能够判断皮带的撕裂,且需要破坏程度较大使得物料穿透皮带,挤弯波导管后才能起作用。
 
  3 结束语
 
  综上所述,皮带运输机在我国运用时间较长,并且由于皮带运输机一般情况下运输距离较长,靠人工来完成巡检存在效率低、劳动强度大、实时性差等问题。为此,分析皮带运输机故障特点,并且设计开发一套皮带运输机故障诊断检测系统对于实现皮带机的安全运行和企业效益的提高具有重要意义和实际应用价值。


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