煤礦用皮帶機減速機斷軸分析及改進措施

王 飛

（山西汾西礦業集團柳灣煤礦， 山西 孝義 032303）

引言

煤礦用皮帶運輸機結構簡單，部件標準化，便于維修，而且輸送量較大，因而在煤礦生產中得到廣泛應用。皮帶運輸機一旦出現故障，就會直接影響煤炭開采，導致企業生產效率降低。在礦用皮帶機各類故障中，減速機輸入軸斷裂是最為常見的也是比較嚴重的一種設備事故。導致皮帶減速機輸入軸斷裂的原因多且復雜，應結合實際情況深入分析，綜合考量設備設計制造、井下安裝以及應用實踐等多方因素，切實探查斷軸的具體因素，才能給出切實有效的改進方案。

1 煤礦用皮帶機減速機斷軸原因

煤礦運輸設備作業環境較為復雜，具有承載力強、運量大、運輸距離長等諸多優點。煤礦用皮帶機是煤炭開采生產環節常用的一種設備，其經常出現減速機斷軸問題，需要檢修人員深入研究分析。只有及時解決皮帶機減速機斷軸難題，才能保障煤礦正常生產。礦用皮帶機電機與減速機連接示意圖，如圖1 所示[1]。

圖1 礦用皮帶機電機與減速機連接示意

1）一般原因。通常情況下，垂直軸布置減速機的高速軸端，往往存在陸續斷軸或單一輸送機上數臺減速機斷軸的情況，斷軸部位茬口通常較為整齊，而且斷面與軸的長度方向相垂直，此類現象通常出現在井下。

2）外部原因。導致減速機斷軸的外部原因通常包括如下幾點：減速機固定不佳引起高速軸斷裂；減速機承載性能偏低；聯軸器與制動輪之間動平衡效果不佳；同心度偏差較高。操作過程中減速機檔位選擇錯誤同樣會引起減速機斷軸，因為減速機使用功率大于額定功率的情況下會導致減速機處于非正常工作狀態，造成高速軸斷裂，此種情況下減速機運行安全系數大大降低。

3）內部原因。導致減速機斷軸的內部原因主要包括分為如下幾點：設計時減速機軸斷裂部位應力值偏高；高速軸軸肩部位過度圓角偏??；熱處理質量不符合設計要求；硬度分布失衡，不夠均勻；高速軸選材不符合規格。減速機斷軸的內部原因可總結為前期設計問題和高速軸質量因素。設計不合理一般是指轉速軸彎扭組合應力高于軸安全應力的設計許可值，而高速軸質量因素則以材料選擇不當、不符合設計規格為主。因為礦用皮帶機作業環境惡劣，工作強度極高，減速機高速軸不僅要堅固耐用，還應具有相應的熱傳導性能和較高的摩擦力，選材也應滿足以上要求。一旦選材出現失誤或者操作疏忽，都可能引起減速機斷軸故障[2-3]。

2 煤礦用皮帶機減速機斷軸故障的改進措施

1）合理選擇減速機。作為高危高壓生產行業，煤礦生產對設備質量要求極為嚴苛，因此應合理選用設備器械。建議選用正規廠家提供的皮帶機減速機，以保證設備質量，提供維修保障。一旦出現煤礦企業技術人員難以處理的機械故障，可由正規廠家提供技術咨詢或派出技術專家負責解決設備故障。所以選擇正規、合格機械設備是煤礦企業順利開展生產工作的前提和基礎，也是保障井下作業安全的必要措施。

2）嚴格、規范安裝皮帶機減速機。安裝減速機時應嚴格遵循相關規范和技術規程，切實提高安裝精度。在安裝減速機以及電機連接找正等安裝作業中，建議通過激光對中儀、百分表等先進儀器來找正，精確控制電機和皮帶機減速機之間的連接精度，確保其不超過標準范圍。一般情況下，皮帶機減速機和電機軸之間的同心度偏差不超過0.1 mm。此外還應盡量避免非必要的設備啟動情況，尤其是頻繁重載啟動。此外還應注意調整液力耦合器的安裝方法。通常情況下，液力耦合器安裝位置位于電機端，電機軸承在此種狀態下與減速機軸承一同分擔內外部應力，減速機輸入軸不至承受過高的受力，減速機軸和電機軸的應用安全性得到提升[4-5]。

3）定期點檢設備并提高檢修維護力度。設備維護是煤礦生產中不可或缺的一項工作，良好的潤滑效果是減速機維持正常工作狀態的必要保障。根據潤滑周期為減速機關鍵部件提供潤滑維護，以免設備高速運行狀態下減速機軸承因潤滑效果不佳而出現故障。通常來說，減速機維護重點主要是檢查電機、高低速軸聯軸器以及減速機緊固螺栓，但是檢修過程中也要注意觀察減速機潤滑油位，油位尺上下刻度線均處于中間位置提示減速器此時處于理想工作狀態，這是檢修人員比較容易忽視的一點。檢修設備時注意觀察設備運行狀態下有無不正常振動、異常噪音等等，必要時考慮停機檢查。對于老化、受損設備應及時更換。

4）注意調試減速機運轉功率。通常情況下額定功率超出電機功率的1.5倍，要想有效降低減速機斷軸事故發生率，首先要使減速機運轉功率不超過額定功率。通過分析減速機斷軸的原因得知，運轉功率長時間高于額定功率是導致減速機斷軸的一個重要因素?？紤]到生產安全因素，建議由專人負責監控減速機工作狀態，一旦發現異常情況應及時予以處理。

5）加強監管，提高設備管理水平。煤礦企業必須加強機械設備管理，完善企業設備管理體系，采用科學管理和維護方法延長設備使用年限。減速機是井下運輸作業的重要設備，檢修人員應定期開展減速機日常維護以及檢修工作，管理人員也應加強監督，盡量避免操作失誤等人為因素引起的減速機故障，避免不當操作影響設備正常運轉。同時，設備長時間運行會產生大量熱量，也容易摩擦損耗，所以高負荷運轉會影響設備使用效果，應盡量避免這一問題。建議煤礦企業加強生產人員培訓，從整體上提升一線操作人員專業水平，使之科學、合理操作皮帶機減速機[6]。

3 結語

煤礦井下皮帶運輸機結構簡單，工作原理易懂，操作維修都比較方便，因而得到普遍應用。然而皮帶運輸機在運行過程中經常出現減速機斷軸事故，導致開采中斷，生產效率降低，給煤礦井下生產帶來諸多困擾，同時也對井下安全生產產生負面影響。因此，檢修人員應切實掌握減速機斷軸的相關原因，積極采取相應的處理措施，保障皮帶機正常運轉和煤礦井下開采作業有序進行。

[1]張應紅，李聰，景暉，等.基于人工神經網絡技術的礦用皮帶機滾動軸承故障診斷[J].機床與液壓，2014（3）：180-183.

[2]孟凡瑞，王亮.礦用皮帶機變頻電控系統在新查莊煤礦的應用[J].中小企業管理與科技，2012（1）：165-166.

[3]汪璐.礦用皮帶機跑偏原因及調整方法探討[J].城市建設理論研究，2013（15）：27

[4]李偉.QJR礦用隔爆兼本安型軟起動裝置在下運皮帶機的首次應用[J].中國科技博覽，2012（28）：23-23.

[5]趙龍陽，劉凱.一種基于CC-Link的礦用皮帶機集群控制系統的優化設計[J].中國科技縱橫，2012（15）：2-3.

[6]劉冬冬，潘娟.礦用膠帶運輸機打滑保護裝置的改進設計[J].能源技術與管理，2015（1）：117-118.