帶式輸送機(jī)滾筒故障原因探究與預(yù)控鄭永生【摘要】Pulleyisthemajorpartforthebeltconveyortotransmitpower,andalsothepartfaultsoccursfrequentlyat.Effectivepre-controlmeasurescanbetakentoreducethefaultrate.Inthepaper,thebeltconveyorforloadingandunloadingintheportistakenastheresearchobjecttoanalyzeandresearchfaultsofthepulleys.Effectivepre-controltothefaultisperformedbythestatemonitoringmethodtoensurenormaloperationoftheequipment.%滾筒是帶式輸送機(jī)傳遞動力的主要部件，也是故障易發(fā)部位，采取有效的預(yù)控措施可降低其故障率.以港口裝卸一線流程的帶式輸送機(jī)為研究對象，對滾筒故障進(jìn)行分析和研究，用狀態(tài)檢測法對故障進(jìn)行有效預(yù)控，保證設(shè)備的正常運(yùn)行.【期刊名稱】《起重運(yùn)輸機(jī)械》【年(卷)，期】2012(000)010【總頁數(shù)】5頁(P89-93)【關(guān)鍵詞】流程設(shè)備;帶式輸送機(jī);滾筒;故障;分析;狀態(tài)監(jiān)測;預(yù)控【作者】鄭永生【作者單位】青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，青島266404【正文語種】中文【中圖分類】TH222隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國進(jìn)出口貿(mào)易猛增，對港口裝卸效率的要求越來越高。在礦石、煤炭等大宗散貨裝卸中，已實(shí)現(xiàn)了流程化自動作業(yè)，流程設(shè)備在港口生產(chǎn)中的作用愈來愈大。帶式輸送機(jī)是流程設(shè)備的主要組成部分，而滾筒是帶式輸送機(jī)傳遞動力的主要部件，亦是故障易發(fā)部位。因此，保證滾筒無故障運(yùn)轉(zhuǎn)是流程設(shè)備管理的重中之重。對滾筒故障進(jìn)行分析和研究以便采取行之有效的預(yù)控措施是降低其故障率、搞好連續(xù)輸送機(jī)技術(shù)管理的關(guān)鍵。某港口機(jī)械隊(duì)有固定帶式輸送機(jī)46臺，裝有帶式輸送機(jī)的堆取料機(jī)、裝車機(jī)、堆料機(jī)12臺，機(jī)架總長近4萬m，沿線流程布置著大小滾筒450余個。多年來，在帶式輸送機(jī)運(yùn)行、保養(yǎng)等技術(shù)管理工作中，該隊(duì)經(jīng)歷了滾筒的安裝試運(yùn)行故障頻發(fā)期、故障有效控制穩(wěn)定運(yùn)行期和后期故障頻發(fā)等階段，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。本文結(jié)合實(shí)踐調(diào)研，分析可能導(dǎo)致滾筒故障的原因，探索滾筒故障預(yù)控措施。1滾筒在帶式輸送機(jī)中的作用滾筒是帶式輸送機(jī)傳遞動力和支撐膠帶的部件，同時兼起改向和張緊的作用，是帶式輸送機(jī)的主要受力部件。滾筒根據(jù)用途分為驅(qū)動滾筒、改向滾筒和張緊滾筒。驅(qū)動滾筒接受驅(qū)動裝置動力，利用與膠帶之間的摩擦力，驅(qū)動整個帶式輸送機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn);改向滾筒用于改變布置線路，在帶式輸送機(jī)端部布置，起支撐和傳力作用;張緊滾筒為輸送帶提供正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的張緊力。2滾筒的結(jié)構(gòu)2.1滾筒筒體見圖1，滾筒筒體的筒皮采用整體鋼結(jié)構(gòu)，以鑄焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)形式為多，厚度為20mm，表面有20mm厚的橡膠層，硫化于滾筒表面上。圖1滾筒結(jié)構(gòu)1.橡膠層2.筒體3.動平衡桿4.軸頭2.2滾筒軸承滾筒軸承一般采用雙列圓柱滾子軸承，以承受較高的沖擊載荷。軸承主要采用內(nèi)脹式鎖緊套脹緊，結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。軸承的安裝緊度以軸承內(nèi)圈的膨脹量為依據(jù)，軸承型號不同，內(nèi)圈的膨脹量要求也不同，裝配時要一對應(yīng)。2.3軸承和筒體的安裝軸承和軸的安裝采用內(nèi)脹式鎖緊套脹緊安裝，以便于安裝和拆卸。軸承座由球墨鑄鐵制造，與軸承采用間隙配合。殼體的固定螺栓孔設(shè)計(jì)為徑向可調(diào)式，使?jié)L筒易于對中。結(jié)構(gòu)形式見圖3。圖2滾筒軸承脹緊形式1.定位圈2、7.密封圈3.鎖緊套4.軸承5.止推圈6.鎖緊螺母圖3軸承和筒體的安裝1.擋圈2.滾筒3.軸承內(nèi)圈4.軸承外圈5.鎖緊片6.鎖緊螺母7鎖緊套8.軸3滾筒在使用中易出現(xiàn)的故障3.1滾筒筒體故障滾筒筒體在使用過程中因安裝不當(dāng)或受力異常，經(jīng)常出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象：1）外層橡膠剝離或磨損脫落；2）筒體開焊；3）動平衡塊（桿）脫落；4）軸頭磨損失圓或失效；5）軸頭斷裂。3.2軸承裝配形式導(dǎo)致故障1）鎖緊套鎖緊螺母松動；2）軸承與軸的軸向竄動；3）軸承部件（保持架、滾動體）磨損。4導(dǎo)致滾筒故障的原因及對策主要從滾筒安裝、緊固、維修、運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)、受力等幾個方面進(jìn)行分析。4.1滾筒安裝方面4.1.1材質(zhì)缺陷安裝的滾筒筒體、滾筒軸、軸承、軸承座等部件存在內(nèi)部缺陷，會導(dǎo)致各種故障：滾筒筒體焊接缺陷、軸的材質(zhì)缺陷和加工損傷、軸承座鑄造缺陷等，其在部件運(yùn)轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生較嚴(yán)重的應(yīng)力集中，使部件疲勞壽命降低，出現(xiàn)斷裂故障，并導(dǎo)致其他機(jī)損事故;軸承加工精度不夠，安裝后會造成磨損過快或竄軸故障。針對以上問題，首先應(yīng)選擇質(zhì)量過硬、產(chǎn)品優(yōu)良的廠家淇次要做好此類部件使用前、使用中的定期超聲波探傷檢測。4.1.2軸頭損傷對磨損及拆裝敲擊造成軸頭有傷的滾筒進(jìn)行軸承安裝，由于軸頭有傷，使得軸頭與軸承鎖緊套的真實(shí)接觸面積過小，造成張緊力不足和受力不均，鎖緊套與軸在力矩的作用下很容易產(chǎn)生滑動，造成竄軸。針對這種情況，安裝前應(yīng)對軸頭進(jìn)行妥善處理。損傷輕微的可用細(xì)紗紙磨至圓周面光滑;損傷嚴(yán)重的可采用TS215、TS518鋼質(zhì)修補(bǔ)劑進(jìn)行修補(bǔ)，然后進(jìn)行精車，也可采用鑲套增大軸徑及軸承座型號的方法進(jìn)行修復(fù)。4.1.3零部件不潔凈安裝時軸頭、鎖緊套、軸承內(nèi)圈表面清潔不凈，使得各接觸面有效接觸面積減小，造成脹緊力不足和受力不均，產(chǎn)生相對運(yùn)動導(dǎo)致竄軸。安裝時，應(yīng)將軸承內(nèi)外圈、鎖緊套表面、軸承滾柱、軸頭表面用專用清洗劑完全清潔后才可安裝。4.2緊固方面4.2.1軸承內(nèi)圈與鎖緊套的配合軸承內(nèi)圈與鎖緊套的配合選用緊配合，采用n6、m6、k6等，通過緊固鎖緊套螺母，用鎖緊套脹緊軸承內(nèi)徑，軸承鎖緊螺母的緊固不適度，會導(dǎo)致各種故障。鎖固過緊，會導(dǎo)致鎖緊套、鎖緊片斷裂、損壞，出現(xiàn)軸承損壞或竄軸故障;鎖固過松，則鎖緊套不能有效鎖住軸承，容易出現(xiàn)竄軸故障。針對以上問題，緊固時鎖緊螺母的鎖緊度應(yīng)適中，塞尺測量滾珠與軸承外圈內(nèi)接觸面間隙應(yīng)在0.04~0.07mm之間，現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)測試一般達(dá)到手動轉(zhuǎn)動軸承時輕微發(fā)澀為止。4.2.2螺栓松動軸承端蓋固定螺栓在系統(tǒng)振動力的作用下松動會使軸承振動過大，受力發(fā)生變化，雜質(zhì)進(jìn)入腔內(nèi)，造成軸承座體的疲勞和軸承磨損加劇，會出現(xiàn)軸承損壞、軸承座破損故障。需要定期對軸承端蓋固定螺栓進(jìn)行緊固。4.3維修方面4.3.1軸承的拆卸在更換軸承時，如盲目采用氣焊割舊軸承或敲擊舊軸承，會造成軸頭損傷，留下故障隱患。在更換軸承時，應(yīng)使用液壓扒子，注意對正，逐步施加載荷，避免軸頭損傷。4.3.2軸承的緊固軸承鎖緊松動時，如在軸承徑向受力狀態(tài)下緊固鎖緊螺母，會使軸承內(nèi)圈及滾珠承受軸向推力移動，而軸承外圈在徑向載荷作用下不移動，兩者產(chǎn)生軸向錯位，運(yùn)轉(zhuǎn)時偏向一側(cè)受力，造成軸承的快速磨損。在對軸承鎖緊螺母緊固時，應(yīng)使輸送機(jī)膠帶處于松弛狀態(tài)，把滾筒吊起，使軸承處于不受力狀態(tài)，保證緊固時軸承整體移動。4.4運(yùn)輸方面各部件在運(yùn)輸過程中，若受到較大撞擊或發(fā)生墜落，會造成各部件的金屬內(nèi)部裂紋，產(chǎn)生故障隱患。所以在運(yùn)輸過程中，要保證各部件免受較大力的撞擊，若無法避免，則應(yīng)先檢測后再安裝使用。4.5結(jié)構(gòu)方面采用螺母鎖緊式結(jié)構(gòu)，軸承的鎖緊完全靠鎖緊套的脹緊力保持，如對各部件的制造精度要求不高，可靠度差，很容易出現(xiàn)竄軸故障。為此，可將部分易串軸的小軸徑滾筒，以大軸徑滾筒替代，可以使?jié)L筒承受的載荷增大。4.6受力弓I發(fā)的故障4.6.1金屬筒體及表面膠層的加工質(zhì)量滾筒由金屬筒體和夕卜層橡膠組成，金屬筒體和夕卜層橡膠在加工制造過程中是否均勻直接影響到滾筒的運(yùn)行平穩(wěn)。徑向偏差越大，滾筒運(yùn)行過程中偏心沖擊力越大，跳動就越厲害。尤其在配重小車上，若滾筒存在偏心力，配重小車與滾筒在運(yùn)行中就會產(chǎn)生諧振，從而導(dǎo)致軸承、鎖緊套故障率上升。滾筒軸與筒體同心度存在偏差，也會產(chǎn)生上述現(xiàn)象。針對此情況，要選擇質(zhì)量過硬廠家的產(chǎn)品，所有滾筒加套后應(yīng)經(jīng)過動、靜態(tài)平衡實(shí)驗(yàn)，確保滾筒加套后總徑向跳動量小于1.5mm。4.6.2膠帶包角過大的影響對于改向滾筒，由于在增大膠帶包角時，運(yùn)行中會產(chǎn)生較大的徑向振動力，很容易使軸承座疲勞、老化及軸承竄軸。可適當(dāng)調(diào)整滾筒位置，使包角適中，減小其所受的徑向壓力，同時要保證其受力均衡。4.7筒體外層橡膠剝離或磨損脫落帶式輸送機(jī)利用滾筒與輸送帶之間的摩擦傳遞動力，必然要產(chǎn)生磨損，筒體外層橡膠（俗稱覆膠）用于保護(hù)筒體金屬。隨著磨損的增加，覆膠尤其是覆膠接頭處會產(chǎn)生剝離或脫落現(xiàn)象，因此應(yīng)注意選用覆膠質(zhì)量好的滾筒，在使用中也應(yīng)及時檢查覆膠磨損狀況，尤其關(guān)注橡膠硫化接頭處，發(fā)現(xiàn)局部破損或硫化頭開裂，進(jìn)行局部冷粘;發(fā)生橡膠剝離或磨損脫落，應(yīng)換下滾筒重新進(jìn)行包膠。5帶式輸送機(jī)滾筒系統(tǒng)機(jī)械故障樹帶式輸送機(jī)滾筒系統(tǒng)機(jī)械故障樹見圖4,底事件編號和內(nèi)容對照見表1。圖4帶式輸送機(jī)滾筒系統(tǒng)機(jī)械故障樹6利用狀態(tài)監(jiān)測法對滾筒故障的預(yù)控根據(jù)上述帶式輸送機(jī)滾筒的故障原因分析，應(yīng)能通過檢測滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，及時判斷故障先兆，有計(jì)劃地維護(hù)保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)對故障的預(yù)控，盡量避免出現(xiàn)緊急故障和事后維修，確保流程設(shè)備無故障運(yùn)行。狀態(tài)監(jiān)測法是利用人的感官、簡單工具或儀器，對設(shè)備的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、振動、聲音、工作性能的變化等進(jìn)行觀察和測定。狀態(tài)監(jiān)測分為主觀監(jiān)測和客觀監(jiān)測兩種，兩種方法中均包括停機(jī)監(jiān)測和不停機(jī)監(jiān)測（或稱在線監(jiān)測）。主觀監(jiān)測是以經(jīng)驗(yàn)為主，通過人的感覺器官直接感覺設(shè)備現(xiàn)象，是憑經(jīng)驗(yàn)主觀判斷設(shè)備狀態(tài)的一種監(jiān)測方法。客觀監(jiān)測是利用各種簡單工具或?qū)Ｓ脙x器對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。表1底事件編號內(nèi)容對照表編號內(nèi)容X1偏載、帶重載啟動X2機(jī)架金屬結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、斷裂，滾筒軸受到偏載沖擊X3拆卸軸承時加熱、錘擊不當(dāng)，軸頭表面組織受損X4軸承座瓦蓋螺栓、底座螺栓松動X5軸承座鑄造缺陷X6受拉力軸承座，帶重載啟動X7止動塊、止動螺栓松動，不到位X8維修運(yùn)輸過程中碰撞造成脆性內(nèi)裂紋X9滾筒筒體焊縫質(zhì)量問題X10筒體膠料不均、同軸度超標(biāo)、受力不勻，導(dǎo)致疲勞開焊X11滾筒軸機(jī)加工倒角過小，造成應(yīng)力集中X12滾筒軸結(jié)構(gòu)尺寸選型過小，受力過大X13滾筒軸材料硬度、強(qiáng)度、韌性不足X14滾筒軸材質(zhì)疏松、空穴、內(nèi)部鍛造裂紋X15軸承鎖固過松，導(dǎo)致竄軸X16軸承鎖固過緊，導(dǎo)致鎖緊套、鎖緊片斷裂X17滾筒安裝時，軸頭、鎖緊套、軸承內(nèi)圈表面清潔不凈X18偏載力過大X19軸頭損傷、磨損，鎖緊套松動時，未將滾筒拉起，在受力狀態(tài)下鎖緊，二次裝配時結(jié)合面過小X20軸承潤滑密封不良，磨損X21軸承材質(zhì)差，疲勞壽命短，抗磨能力差X22軸承鎖固松緊度不合適，游隙過大，導(dǎo)致徑向竄動、磨損6.1不停機(jī)檢測6.1.1主觀檢測1）手摸手放在軸承座上，感受軸承座內(nèi)軸承的溫度、振動情況。振動較頻繁，振幅較大，可以初步判斷為軸承疲勞點(diǎn)蝕或軸承與套配合松動，軸承游隙增大;滾筒轉(zhuǎn)動一圈，手感覺振動一下，可以初步判斷為軸承內(nèi)圈有裂紋或鎖緊套與滾筒軸配合偏心;軸承座溫度較高，但振幅較小，可初步判斷軸承安裝過緊，游隙較小。2）耳聽滾筒轉(zhuǎn)一圈〃叭吱”響一下，可以初步判斷為軸承內(nèi)圈裂紋;空曠的〃鐺鐺”聲，可以初步判斷為鎖緊套或軸承的破損。3）眼看察看滾筒是否竄軸。在滾筒軸承座上都安裝了竄軸檢測指針，可以準(zhǔn)確地判斷竄軸故障。6.1.2客觀檢測采用SOLO測振儀檢測軸承的振動情況來判定故障，指導(dǎo)維修，故障辨識率可達(dá)到92%以上。若測得數(shù)值小于10，則表明軸承運(yùn)行正常;測得數(shù)值大于等于10而小于15，表明軸承磨損較重，此時，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)護(hù);測得數(shù)值大于15，表明軸承技術(shù)狀況已處于故障臨界狀態(tài)，應(yīng)及時進(jìn)行