皮帶機輸送帶撕裂產生的原因分析及預防

摘"要：皮帶機在煤炭、冶金、港口運輸等行業具有廣泛應用。然而，在使用過程中，皮帶機輸送帶撕裂問題時有發生，這不僅影響了設備的正常運行，還對生產效率產生了不利影響。這些撕裂事件會導致生產過程中斷，需要時間進行檢修和更換，從而延誤生產進度并增加維護成本。為有效解決皮帶機輸送帶撕裂問題，研究人員通過深入研究皮帶機輸送帶撕裂的成因，采取針對性的解決策略，并加強維護保養工作，有望從根本上解決輸送帶撕裂問題。

關鍵詞：皮帶輸送機；皮帶撕裂；原因分析；預防策略

皮帶機作為煤礦井下生產運輸機械中的重要組成部分，承擔著運料、卸物等任務，其運行安全性和穩定性影響著礦山效益的實現。隨著我國煤礦生產規模的持續擴大，對井下皮帶機的功率、距離、負載以及智能化等需求也日益增長。由于皮帶機生產成本占輸送機整體費用的比重較高，因此，要提升煤礦效益和生產能力需要重視皮帶機運行安全，減少事故發生，延長設備使用壽命。

然而，皮帶撕裂問題一直是影響企業安全生產的重大難題，此外還會導致企業產生巨大的經濟損失。因此，對皮帶撕裂問題進行深入研究，尋求有效的防治策略，具有極其重要的實際意義。皮帶撕裂的成因很多，雜質劃傷輸送帶則是導致輸送帶斷裂的主要因素之一。為更好地解決皮帶撕裂問題，有必要對雜質劃傷輸送帶進行單獨的分析和研究。

1"皮帶機運行方式

皮帶機，全稱為帶式輸送機，對于提高礦產企業物料運輸效率和實現生產流程自動化控制具有重要意義。根據其工作原理和構造特點，皮帶機可以分為靜止式和運動式兩類。礦企采用輸送帶方式在沿線各處設置了轉接機房，便于原材料從開采產地運輸至不同的堆場。引入旋轉漏斗和翻板等輔助設備來控制物料的流量，改變物料的運輸方向和位置，通過對每一道工序準確控制，使輸送帶上的材料有序輸送，從而提高整個生產效率。

2"皮帶撕裂原因分析

井下皮帶機輸送帶撕裂問題不容忽視，根據已有的經驗數據顯示，皮帶撕裂類型包括縱貫撕裂與側向撕裂。其中，縱貫撕裂問題最為嚴重，在所有事故中的占比大于90%。為此，本文以縱向撕裂為切入點，對其產生的原因進行深入研究。

2.1"皮帶跑偏撕裂

為了保證工作的穩定性和效率，井下帶式輸送機在工作時，必須保證其在機架的中心位置。在發生跑偏的情況下，皮帶可能會朝一邊彎折，在長時間不均勻受力狀態下，易產生內部裂紋，從而降低使用壽命。一般情況下，這類撕裂僅出現在傳送帶的內側，而不會出現在傳送帶的內側，不會對產品的生產和使用產生直接影響。但是，從傳送帶跑偏到傳送帶撕裂，往往需要很長時間，在撕開之前會有預兆，這樣，企業能夠采取一系列的維護與維修措施，防止裂紋的產生。

2.2"劃痕撕裂現象

在縱向撕裂現象中，皮帶劃痕與撕裂相對常見，它可以分成兩類：一是由尖銳物體引起的壓力劃痕，見圖1。當重物被卡在斜槽底部時，它的凸出部分如長桿等，就會把滑動的皮帶刮傷。二是與重物的墜落有關的穿透劃傷，利器穿透撕裂情況如圖2所示。重物從高空落下時，因自身重量的作用，其尖端有可能被插入皮帶機內和卡在斜槽的托輥上。當皮帶繼續運轉時，重物墜落插入的尖端會進一步撕裂皮帶。

2.2.1"運行過程中出現的邊緣劃傷

帶式輸送機在使用中若發生跑偏，會對設備造成重大損害。皮帶的跑偏主要發生在皮帶機的頭尾及驅動部位，由于這三部分采用鋼結構的設計，輸送帶一旦跑偏，便會與鋼結構發生摩擦。這種摩擦如果不及時處理，輸送帶會出現大面積受損，甚至可能引發火災等嚴重事故。為了確保物料運輸的穩定性和安全性，可以采取調整托輥架和擋板位置的手段，實現落點的對中調整。

2.2.2"輸送帶出現縱向或橫向劃傷

輸送帶在長時間使用過程中可能會出現縱向劃傷，一方面會導致生產效率下降，另一方面則會影響其使用壽命。輸送帶的縱向劃傷是由于運輸過程中異物卡在輸送帶下方的托輥架中，隨著輸送帶的繼續運行，異物與托輥架產生摩擦，導致輸送帶局部損傷。若現場工作人員未能及時察覺到這一損傷，輸送帶持續運轉，損傷部位將遭受更嚴重的撕裂，甚至可能導致整條輸送帶的斷裂，從而對生產造成重大影響。

轉接機在物料輸送流程中發揮著至關重要的作用，但在物料進入轉接機后，尤其是在多個輸送帶交接環節會面臨一系列問題。由于上、下游皮帶的高低差，在重力的影響下，雜質很容易從上往下掉，造成對下游皮帶的沖擊，造成橫向刮擦。

2.3"皮帶軸芯撕裂

皮帶機芯處的撕裂現象一般是由于金屬塊狀物、矸石等重物撞擊，造成其芯部破損、斷裂。若工人不能及時發現鋼芯的異常，并及時處理，鋼芯在長時間拉伸、壓力作用下，很可能將帶材破壞，使帶材暴露在膠帶表面。如果鋼芯露出寬度超出了一定范圍，就會被卷進托輥、轉滾筒等機器部件中，或隨著皮帶的移動而重復拉回，造成帶子撕裂。

3"皮帶撕裂常用監測方法

3.1"壓力監測

在正常工作狀態下，皮帶的受力狀況一般比較穩定，但是皮帶遭遇外部沖擊或卡滯時，就會受到外加外力的影響。如果受力超出極限值，在一定的時間內，就有可能導致皮帶撕裂。為此，可在托輥處加裝壓力傳感器，對其進行實時監控。在監測到不均衡受力，且外加力在較短的時間內突然異常增大，將會立刻響應報警，并將位置標示出來，方便維修人員進行快速排查。另外，該監測設備還應該具有遠程控制功能，在發現外力不正常增大或長時間持續時，遙控關閉帶式輸送機的異常工作。

3.2"激光監測

激光監測系統是將激光發射與激光接收裝置安裝于皮帶機輸送輥之下的支承結構位置。皮帶機在工作狀態下，由激光發射器不斷向外輸出激光，接收機接收到這些信號后，將這些信息發送給繼電器，以便對其進行進一步的分析處理，由于信號的連續性，因此并不觸發任何保護機制。但當皮帶出現撕裂或散落的煤塊從撕裂區域掉落時，這些異常情況會阻擋發射裝置發出激光光，接收設備無法完整接收信號。此時，感應器根據接收到的非完整信號進行分析并觸發相應的警報，立即執行停機操作以確保生產的安全與穩定。

4"皮帶機輸送帶撕裂防治策略

4.1"加強對皮帶的檢測力度

皮帶撕裂發生的原因可以歸結為皮帶受力不均和帶寬的變化。為了確保皮帶運行的穩定性和安全性，有必要對皮帶進行受力情況以及帶寬變化檢測。

4.1.1"對皮帶受力情況的檢測

定期檢查帶式輸送機的運行狀況能夠提升設備的工作效率，大大降低帶子的破損率。通過實時監測帶子的受力狀態，可以確保設備的穩定運行，并及時發現和處理潛在的異常情況。正常情況下帶式輸送機的帶子受力狀態是均勻的，但當貨物發生側向位移導致帶子受力不均，或者帶子受到異物撞擊或被夾住時，帶子便可能出現撕裂。

皮帶輸送機的平穩運轉對于整個生產工藝具有重要意義。為此，研究者們提出了一種新的方法，即通過在托輥上加裝傳感器來監控帶子受力情況。該傳感器可對帶子、托輥、煤等物料的整體受力進行實時監控和傳輸。在裝置正常工作狀態下，各傳感器受力分布均勻。但是，如果系統的整體受力狀況發生瞬時的非穩態變化，則表明皮帶機已出現撕裂。在這種情況下，必須馬上停機檢修，并對其進行及時的維護與保養，以達到延長設備壽命、減少故障的目的。

4.1.2"對帶寬變化的檢測

當皮帶產生撕裂等情況時，因受力不均兩側會產生褶皺，導致帶寬發生變化。采用超聲波實時監測帶寬的方法，其核心是利用超聲波在均勻介質中傳播時，不受頻率影響，且能以恒定速度傳播。超聲波具有在不影響檢測物的情況下準確探測物質表面及內在運動情況的優點，能夠根據傳播速度和時間來測算帶寬距離。

為充分發揮超聲波傳感器的優勢，技術人員在斜槽前端的皮帶一側正前方設置了隔板，在對應側加裝超聲波傳感器，方便超聲波的反射與接受，實現實時觀察傳感器顯示的數據，直觀了解帶寬的變化情況。由于皮帶寬度固定，該方法可以通過計算超聲波反射次數，精確測量皮帶寬度，將實測數據與正常帶寬進行對比分析，有助于準確判斷皮帶的工作狀態。

4.2"預防皮帶撕裂的措施

根據皮帶機撕裂的不同類型，可以將其原因可以歸結為皮帶機跑偏、金屬利器劃破、鋼芯被拔出。為了確保皮帶機的穩定運行，降低撕裂風險，需對不同類型的撕裂采取對應的預防措施，具體可以從以下三個方面進行。

4.2.1"嚴格皮帶運輸機安裝程序，防止跑偏

按照設計規范，嚴格按照標準程序裝配帶式輸送機，確保各部件在裝配過程中均滿足規范要求。裝配完成后，為確保皮帶輸送機的性能和質量，進一步驗證托輥結構完好、運轉平穩，滾筒與托輥的配合默契度，以及皮帶的拉緊裝置的安全性和有效性、皮帶受力平衡性。此外，還對整體裝配精度進行了檢查，確保其處于允許的誤差范圍內。

4.2.2"做好操作管理

操作人員需要不斷提升自身綜合素質，以全面監測皮帶運輸機應對不斷變化的情況。同時，企業應定期為工人提供技術培訓，有助于員工深入了解皮帶撕裂成因，從而更有效地預防潛在風險。在進行皮帶大修時，務必及時處理皮帶上的大型物件、矸石及利器等物品，確保運輸機正常運行。管理方面，應制定嚴格的規章制度，實現規范化操作，明確職責分工，確保技術人員堅守崗位，認真執行崗位任務。定期對員工進行教育培訓，提高應對突發狀況的應變能力，確保皮帶運輸機的安全運轉。

4.2.3"進行設備改造

科技人員對皮帶運輸機工藝的持續改進和優化，不僅提升了生產效率，而且有效保障了設備安全穩定運行。這種創新意識和對先進技術的合理應用為公司的發展提供了強大的支持。

為有效預防皮帶機在運行過程中出現跑偏、撕裂等問題，可以采取加裝防撕裂保護裝備的措施。根據已有研究，分別在導料槽前方和輸送機落煤口處加裝ZFA型和JZB型自動觸碰式防護器。ZFA型防護器在導料槽發生阻塞時會發出警報；JZB型防護器則會在落煤口阻塞時發出警報，防護器的使用為及時發現并處理設備問題提供了有力保障。在皮帶機中，如果異物附著力大于等于某一極限值，系統將會自動停機，從而降低設備故障失效的危險，保證生產的安全性。

4.3"規范物料

皮帶輸送作為長期、綜合性的物流手段，其穩定運行對物料運輸具有重要意義。在皮帶輸送過程中，一旦某個環節出現故障，將可能導致帶式輸送機停機，從而影響物料的正常運輸。因此，必須采取有效的皮帶輸送物料管理措施，確保物料輸送的穩定性和順暢性，并預防皮帶撕裂等問題的發生。首先，加強廢舊金屬、錨索等工具的管理與控制，及時收集并妥善處理這些物品，以降低設備故障率。其次，針對大型煤矸，上皮帶前進行破碎作業處理。大型煤矸的存在可能影響皮帶運輸的效率和穩定性，通過破碎作業可以將煤矸分解成小塊，提高運輸效率。最后，根據皮帶運輸能力，確保對皮帶的平穩給料。合理控制物料的給料速度和數量，保持皮帶的平穩運行，以避免因過度集中的物料堆疊、給料不當而引發的設備故障。

結語

根據本文內容分析可知，皮帶跑偏撕裂、劃痕撕裂和皮帶軸芯撕裂等是造成輸送帶撕裂的主要原因。為了解決這些問題，研究人員建議定期檢查皮帶，及時發現并處理跑偏和劃痕等問題，以有效減少撕裂事故的發生。同時，為了防止物料對傳送帶產生太大的沖擊，必須標準化物料的運輸管理。管理者要建立專業隊伍，對工作流程中產生的撕裂原因進行分析，并進行相應的防治研究。此外，建立完善的維修保養管理制度，確保皮帶機運行過程中的安全性能，加強日常維護工作，延長皮帶的使用壽命。開展安全教育培訓，提高員工的安全意識和操作技能。

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作者簡介：徐猛（1979—"），男，漢族，山東鄒城人，本科，助理工程師（初級），研究方向：礦用非金屬材料檢測檢驗和機電設備檢測檢驗；劉正英（1977—"），男，漢族，山東鄒城人，中專，助理工程師（初級），研究方向：礦用非金屬材料檢測檢驗和機電設備檢測檢驗。