露天礦山膠帶運輸系統可靠性分析

李東林

摘 要：該文就露天礦山膠帶運輸系統在設計、制造、實驗、使用中的可靠性分析，提出提高膠帶運輸系統可靠性的途徑，完善其在露天礦輸送作業中的應用。

關鍵詞：露天礦山 膠帶運輸系統 可靠性分析 提高可靠性途徑

中圖分類號：TD824 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0090-01

膠帶運輸系統的可靠性，是組成該系統的機械產品質量三個組成部分（適用性、可靠性、經濟性）的中心環節，是衡量產品質量的一項重要指標。膠帶運輸機系統，一般均處于環境惡劣、連續工作、載荷多變、沖擊、振動等載荷條件下工作，致使膠帶，漏斗、托輥、滾筒等經常損壞，膠帶跑偏影響正常運行，故障經常發生，使維修費用增加，造成巨大的經濟損失，甚而出現重大安全事故。

我國露天礦山應用膠帶機的歷史很短，無論在設計、制造和生產管理上都與發達國家存在一定的差距。因此提高膠帶機性能強度，延長零部件和整機壽命，進行運輸系統的可靠性分析，這對長距離膠帶輸送系統具有重要意義。

1 膠帶運輸系統的可靠性分析

膠帶運輸系統的可靠性是指該系統在規定的條件下和預定的時間內完成規定的功能的能力。是研究膠帶運輸機系統的故障現象、失效率、探索故障與失效的控制、預測的方法。由于該系統機械結構復雜，影響因素較多。提高其可靠性要從產品設計、制造、試驗和使用幾方面去考慮。

（1）設計時要首先確定最適可靠度，任何設備的可靠性和壽命不是越長越好，必須考慮經濟性。實踐證明在保證產品性能的前提下，機器越簡單，其可靠性越高。只有保證系統的單臺設備的可靠性，整個系統的可靠性才有保證。

從人機工程學考慮，操作的安全性和舒適性，對防止司機誤動作有重要作用。

要根據膠帶機的使用環境，選擇相適應的強度和韌性材料，以提高使用壽命。

（2）制造過程中可靠性工作的主要目的是保證系統（設備）設計可靠性水平的實現。從原材料入廠，生產活動到產品出廠全過程的全面質量管理以及提高職工積極性是在制造階段提高可靠性的重要手段。材料及熱處理質量對使用壽命有直接影響。要注意材料及配套件供應水平的質量管理，選擇合適的供貨單位。

裝配質量其中包括：間隙調整，相對位置的保證，裝配應力的大小等均直接影響機器的可靠性。

（3）使用試驗臺對零部件進行實驗是保證產品可靠性的重要手段。要保證加載方式、環境條件和試驗時間接近實際情況以確切取得可靠的指標，通過暴露問題進行改進完善。系統或整機試驗是對設計試制質量的綜合檢驗，有必要驗證和說明是否達到了規定的可靠性水平。

（4）使用過程中由于操作不當，維護保養不善等人為因素造成故障占整個設備故障率的60%防止這些人為故障才能保證達到設計、制造固有可靠性水平。

膠帶輸送機是可維修產品，通過維修度提高有效度，正確合理維護保養可以提高系統設備的作業率和使用壽命。在一定運距下延長單元運輸機的長度，減少段數，亦可提高膠帶運輸系統的可靠性。準確提供可靠性信息，是可靠性數據正確來源，并把這些數據及時反饋到研制部門為改進產品質量提供可靠性依據。

2 提高膠帶運輸系統可靠性的途徑

2.1 提高構成運輸系統的膠帶輸送機可靠性

膠帶損壞的形式有很多種，為降低磨損，降低功率消耗使受料穩定，要求給科裝置盡可能接近膠帶；給料方向也應和膠帶的運行方向相同。當物料卡入膠帶和滾筒之間，容易切割帶芯，防止措施是在近裝載的尾部滾筒處，將托輥槽角加大，防止裝料點處物料撒出。在機頭卸料口處設置卸載開關，在回程膠帶上設v型刮板，上下膠帶間裝防物料撒落的隔板，預防膠帶縱向撕裂，可采用增強膠帶。如膠帶縱向已開始撕裂，為防止事故擴大，可在膠帶上裝設防撕裂的檢測裝置，如高頻振蕩檢測儀、超聲波檢測器，及時檢測膠帶撕裂，發出警報立即停車。

為防止滾筒體和軸的開裂、斷裂和塑性變形以及外殼和襯墊的磨損，在設計時要保證輪殼和輪輻及軸有足夠的強度和相應的剛性，輻板與軸連接采用非自鎖的環形楔緊機構，用板手擰緊螺絲固定，使軸與輪轂間不產生相對移動。這種裝置靠均布壓力形成的摩擦力把軸與輪轂鎖緊，清除它們的相互竄動而造成的破壞。

防止膠帶打滑，增強膠帶與滾筒之間的摩擦系數，提高膠帶牽引力，常在滾筒表面粘膠，通常用菱形橡膠襯墊，它與膠帶接觸時，產生楔緊作用，可以防滑，改善跑偏，能緩沖并保管膠帶。

托輥性能差，質量低、壽命短、阻力系數大、能耗嚴重。其關鍵問題是密封結構不完善、軸承壽命短。提高其可靠性；采用深槽大游隙的滾珠軸承，適當加大滾珠軸承直徑，相應減少數量，采用柔性尼龍保持架以增加軸承的徑向間隙，采用尼龍材料密封，吸水率低，強度和剛性好，尺寸相對穩定，無相對摩擦，減少運行阻力。采用鋰基潤滑脂，具有良好潤滑效果，管體用有縫鋼管制成，可使壁厚均勻，徑向跳動量小，同心度高，為提高帶速創造了條件。

膠帶跑偏是最常見的一種故障，預防的措施是膠帶制造質量好，防止出現松緊邊；安裝時要保證滾筒軸線與安裝基準線保持垂直，安裝有效的清掃器，防止滾筒表面粘料堆塊，為及早發現跑偏，安裝膠帶跑偏信號裝置。設計自行調偏裝置，一旦膠帶跑偏，能在運行中自行糾偏。

2.2 加強生產技術管理和維修工作

（1）采場作業禁止鐵件、枕木和大塊物料裝入車內，不合格的大塊要在采場進行二次破碎。

（2）在破碎機給料口安設沖擊錘破碎裝置以供處理棚料，研制破碎機料倉的料位信號，以控制適當的料位高度。

（3）改善工作制度，減少交接班、待料、停電時間，即減少因非故障原因引起的停車時間，以提高系統設備的運轉率。

（4）妥善解決工作場地除塵問題，由于系統運行中粉塵飛揚，粉塵濃度大，崗位工人難以堅持崗位操作，影響正常運行，另外粉塵嚴重對設備污染，降低零部件壽命。

（5）改善維修制度，充分考慮設備修復價值做到技術與經濟并重，根據設備現狀的經濟分析，決定大修或者設備更新。

（6）開展對系統設備的故障診斷，并從人的感官診斷逐步過渡到儀器檢測，及早發現故障隱患，找出設備的薄弱環節這是實現與之維修的重要手段。

（7）做好備件和材料管理和供應，確定合理的庫存量，重視結構材質的改進，如用優質潤滑脂，減少轉動部分的磨損，提高效率。

（8）進行操作維修人員的培訓，特別對維修檢查隊伍的建設，使他們對膠帶運輸系統設備了解，掌握各設備性能結構特點，以便有效的檢查和維修以提高系統的運輸率。

通過對露天礦山膠帶運輸系統可靠性分析，提出提高膠帶運輸系統可靠性途徑，進而提高產品質量，這對促進其發展與提高有著現實的意義。

參考文獻

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