输煤皮带机皮带撕裂检测装置的设计

0引言

煤炭是当前最为重要的能源物质，它为社会生产生活提供了能源驱动、保暖、化工原料等，也是重要的进出口货物。在煤炭开采和运输过程中，由于煤炭为散粒物质，采用吊装、挖掘等运输装置往往工作效率低下，而连续运输装置往往十分适合于此类物品的搬运。皮带运输机是当前适用范围最为广泛的连续运输装置，在港口、矿区、大型冶炼厂、制造厂等领域应用极广，从发展趋势来看，皮带运输机械正朝着大型化、高速化、超长距离化和大运输倾角化的趋势发展，皮带作为皮带运输机械的核心部件，集中体现了皮带运输系统的技术特点，目前来看，常用的皮带类型主要有普通帆布芯皮带，合成纤维芯皮带，钢绳芯皮带等，但是皮带工作过程中往往会受到各种因素的影响，导致皮带撕裂甚至是断裂，这不仅会造成价值不菲的皮带报销，更会导致皮带运输系统出现功能损坏，耗时较长的设备维护也会给皮带运输机使用单位造成生产故障，因此，如何降低皮带运输机的皮带撕裂故障率，将是本文重点探讨的话题。

1、常见的皮带撕裂类型及其诱因分析

皮带运输机械往往要进行长时间、高强度的工作，这对于皮带运输的可靠性以及皮带的耐受性都有着极高的要求，从目前的研究资料来看，输煤皮带机的皮带撕裂形式主要有以下几种:

1)皮带跑偏撕裂;在皮带运行过程中，有时候皮带会受到冲击或者局部煤炭堆积不均匀，导致皮带出现单侧跑偏，此时皮带会出现褶皱堆积或者皮带折叠现象，如果长时间处于跑偏情况，皮带就会在硬物或者尖锐物件的刮伤之下出现撕裂，从皮带跑偏到皮带撕裂往往需要一个较长的过程，往往都能够在跑偏出现伊始就发现这一现象;

2)抽芯撕裂，通常来说这种类型的撕裂主要发现在钢绳芯皮带，比如在皮带带载启动、或者设备急停时，皮带中的钢丝绳会在瞬时冲击的作用下断裂，在长时间反复疲劳工作之后，断裂面逐步扩大，断裂的钢丝绳头会从皮带接头处、粘口处或磨损比较严重处露出盖胶外;钢丝绳卷入其他运输装置，就会在扯动中在成皮带撕裂;

3)煤炭堆压堵塞导致的撕裂，皮带运输机械末端往往都会有一个溜槽，以便于皮带回转，当运输大量煤炭时，会在溜槽口溢出，堵塞托辊和皮带之间的空隙，其次是过量运输煤炭，皮带与托辊之间的摩擦力增大，也会导致撕裂现象;

4)外界坚硬物划伤导致的撕裂，溜槽端部往往是运输物料和外界异物侵入、堵塞的重要部分，一旦外界的石块、设备坠入、工具等卡入到溜槽中，就会造成皮带损伤直至撕裂。

2、输煤皮带机皮带撕裂检测装置设计分析 

由于皮带撕裂的事故率较高，且皮带撕裂对于企业的经济效益造成极大的影响，因此，在实际工作中往往需要对皮带撕裂现象进行预防和控制，从防治思路上来讲，主要有两种，其一是对皮带是否出现撕裂进行检测分析，并对不同程度的撕裂情况进行针对性的补救措施，其二是根据当前皮带撕裂的主要类型，以及导致出现这些撕裂情况的外界诱因，对皮带运输机械进行适当的防护，从这两方面入手，就构成了输煤皮带机皮带撕裂检测装置的两大功能模块。

从皮带撕裂检测装置的发展历程来看，撕裂保护主要还是以现场检测、阶段性护理和维修更换为主的接触式为主，这类检测方式能够避免皮带受到一些典型撕裂诱因的影响，但是工作效率较低，在自动化程度日益发展的今天，很难发挥时效，结合状态监测技术，采用先进的视频监控、光电传感监控和超声波扫描，可以对皮带的显性撕裂和内部隐性撕裂进行实时监控，大大提高了检测效率。本文以钢绳芯皮带为例，论述撕裂监测装置的设计思路。

钢绳芯皮带强度、韧性较好，往往不易出现撕裂，但是在复杂环境下，其内部钢丝绳往往会出现不同程度的断裂和绞丝，从检测装置设计上来讲主要分为两个功能模块，其一是煤炭平整和异物保护装置，再者是皮带损伤诊断检测装置。

煤炭平整装置，主要是采用连杆机构，沿皮带面合理设置平整推杆的距离，在固定装置的辅助作用下，确保待运输的煤炭能够在皮带平面内分布均匀，避免因为煤炭的局部堆积过量而出现的跑偏撕裂和堆压撕裂等。因此，连杆机构必须能够保持稳定高度，且能够耐受一定冲量的重物的冲击，连杆平整面，往往采用高强度的钢材设计;异物保护装置则包括了对皮带运输物料的异物识别和异物去除，以及皮带溜槽结合处的异物保护和清除，根据皮带的功率和承受能够，对特定尺寸以上的煤炭群、异物群甚至是散落在物料上的工具等，要进行及时的识别、踢出或者向管理人员进行警报。溜槽处容易堆积物料和异裂的事故是否发生可根据皮带信号的强弱和信号持续的时间来判定。为此，该装置可提供作为皮带纵向撕裂程度的预报或者作为限制损坏程度而自动停止皮带运行的装置，其结构如图1所示。该装置的超声波是通过祸合到皮带上的，中间环节多，其藕合问题有一定的难度，目前都用在地面的输送机上。

3、结论

带式输送是散粒物料运输的主要方式，尤其是在煤炭运输过程中起到了至关重要的作用。受到使用年限、工作强度、气候环境腐蚀和偶然性冲击等因素的影响，输送皮带机的皮带经常发生撕裂事故，严重者会造成整条输送线路的损毁。本文针对输送皮带机的工作原理和工作环境，重点剖析了输送皮带机皮带撕裂的主要形式和诱因，并设计了针对性的撕裂检测装置，降低了皮带撕裂事故率。