皮带输送机滚筒故障原因分析

yuyinsh

　　随着经济的发展，我国进出口贸易猛增，对港口装卸效率的要求越来越高。在矿石、煤炭等大宗散货装卸中，已实现了流程化自动作业，流程设备在港口生产中的作用愈来愈大。皮带输送机是流程设备的主要组成部分，而滚筒是皮带输送机传递动力的主要部件，亦是故障易发部位。因此，保证滚筒无故障运转是流程设备管理的重中之重。对皮带输送机滚筒故障进行分析和研究以便采取行之有效的预控措施是降低其故障率、搞好输送机技术管理的关键。
　　1、滚筒在皮带输送机中的作用
　　滚筒是皮带输送机传递动力和支撑胶带的部件， 同时兼起改向和张紧的作用，是皮带输送机的主要受力部件。滚筒根据用途分为驱动滚筒、改向滚筒和张紧滚筒。驱动滚筒接受驱动装置动力，利用与胶带之间的摩擦力，驱动整个皮带输送机系统运转；改向滚筒用于改变布置线路，在皮带输送机端部布置，起支撑和传力作用；张紧滚筒为输送带提供正常运转所需的张紧力。
　　2、滚筒的结构
　　(1)滚筒筒体
　　见图1，滚筒筒体的筒皮采用整体钢结构，以铸焊联合结构形式为多，厚度为20 mm，表面有20 mill厚的橡胶层，硫化于滚筒表面上。

图1 滚筒结构
1．橡胶层 2．筒体 3．动平衡杆 4．轴头

　　(2)滚筒轴承
　　滚筒轴承一般采用双列圆柱滚子轴承，以承受较高的冲击载荷。轴承主要采用内胀式锁紧套胀紧，结构形式如图2所示。轴承的安装紧度以轴承内圈的膨胀量为依据，轴承型号不同，内圈的膨胀量要求也不同，装配时要一一对应。

图2 滚筒轴承胀紧形式
1．定位圈 2、7．密封圈 3．锁紧套 4．轴承 5．止推圈 6．锁紧螺母

　　(3)轴承和筒体的安装
　　轴承和轴的安装采用内胀式锁紧套胀紧安装，以便于安装和拆卸。轴承座由球墨铸铁制造，与轴承采用间隙配合。壳体的固定螺栓孔设计为径向可调式，使滚筒易于对中。结构形式见图3。

图3 轴承和筒体的安装
1．挡圈 2．滚筒 3．轴承内圈 4．轴承外圈 5．锁紧片 6．锁紧螺母 7．锁紧套 8．轴

　　3、滚筒在使用中易出现的故障
　　(1)滚筒简体故障
　　滚筒筒体在使用过程中因安装不当或受力异常，经常出现以下故障现象：
　　①外层橡胶剥离或磨损脱落；②筒体开焊；③动平衡块(杆)脱落；④轴头磨损失圆或失效；⑤轴头断裂。
　　(2)轴承装配形式导致故障
　　①锁紧套锁紧螺母松动；②轴承与轴的轴向窜动；③轴承部件(保持架、滚动体)磨损。
　　4、导致滚筒故障的原因及对策
　　主要从滚筒安装、紧固、维修、运输、结构、受力等几个方面进行分析。
　　(1)滚筒安装方面
　　①材质缺陷
　　安装的滚筒筒体、滚筒轴、轴承、轴承座等部件存在内部缺陷，会导致各种故障：滚筒筒体焊接缺陷、轴的材质缺陷和加工损伤、轴承座铸造缺陷等，其在部件运转中会产生较严重的应力集中，使部件疲劳寿命降低，出现断裂故障，并导致其他机损事故；轴承加工精度不够，安装后会造成磨损过快或窜轴故障。针对以上问题，首先应选择质量过硬、产品优良的厂家；其次要做好此类部件使用前、使用中的定期超声波探伤检测。
　　②轴头损伤
　　对磨损及拆装敲击造成轴头有伤的滚筒进行轴承安装，由于轴头有伤，使得轴头与轴承锁紧套的真实接触面积过小，造成张紧力不足和受力不均，锁紧套与轴在力矩的作用下很容易产生滑动，造成窜轴。针对这种情况，安装前应对轴头进行妥善处理。损伤轻微的可用细纱纸磨至圆周面光滑；损伤严重的可采用TS215、TS518钢质修补剂进行修补，然后进行精车，也可采用镶套增大轴径及轴承座型号的方法进行修复。
　　③零部件不洁净
　　安装时轴头、锁紧套、轴承内圈表面清洁不净，使得各接触面有效接触面积减小，造成胀紧力不足和受力不均，产生相对运动导致窜轴。安装时，应将轴承内外圈、锁紧套表面、轴承滚柱、轴头表面用专用清洗剂完全清洁后才可安装。
　　(2)紧固方面
　　①轴承内圈与锁紧套的配合
　　轴承内圈与锁紧套的配合选用紧配合，采用n6、m6、k6等，通过紧固锁紧套螺母，用锁紧套胀紧轴承内径，轴承锁紧螺母的紧固不适度，会导致各种故障。锁固过紧，会导致锁紧套、锁紧片断裂、损坏，出现轴承损坏或窜轴故障；锁固过松，则锁紧套不能有效锁住轴承，容易出现窜轴故障。针对以上问题，紧固时锁紧螺母的锁紧度应适中，塞尺测量滚珠与轴承外圈内接触面间隙应在0.04～0.07mm之间，现场经验测试一般达到手动转动轴承时轻微发涩为止。
　　②螺栓松动
　　轴承端盖固定螺栓在系统振动力的作用下松动会使轴承振动过大，受力发生变化，杂质进入腔内，造成轴承座体的疲劳和轴承磨损加剧，会出现轴承损坏、轴承座破损故障。需要定期对轴承端盖固定螺栓进行紧固。
　　(3)维修方面
　　①轴承的拆卸
　　在更换轴承时，如盲目采用气焊割旧轴承或敲击旧轴承，会造成轴头损伤，留下故障隐患。在更换轴承时，应使用液压扒子，注意对正，逐步施加载荷，避免轴头损伤。
　　②轴承的紧固
　　轴承锁紧松动时，如在轴承径向受力状态下紧固锁紧螺母，会使轴承内圈及滚珠承受轴向推力移动，而轴承外圈在径向载荷作用下不移动，两者产生轴向错位，运转时偏向一侧受力，造成轴承的快速磨损。在对轴承锁紧螺母紧固时，应使输送机皮带处于松弛状态，把滚筒吊起，使轴承处于不受力状态，保证紧固时轴承整体移动。
　　(4)运输方面
　　各部件在运输过程中，若受到较大撞击或发生坠落，会造成各部件的金属内部裂纹，产生故障隐患。所以在运输过程中，要保证各部件免受较大力的撞击，若无法避免，则应先检测后再安装使用。
　　(5)结构方面
　　采用螺母锁紧式结构，轴承的锁紧完全靠锁紧套的胀紧力保持，如对各部件的制造精度要求不高，可靠度差，很容易出现窜轴故障。为此，可将部分易串轴的小轴径滚筒，以大轴径滚筒替代，可以使滚筒承受的载荷增大。
　　(6)受力引发的故障
　　①金属简体及表面胶层的加工质量
　　滚筒由金属简体和外层橡胶组成，金属筒体和外层橡胶在加工制造过程中是否均匀直接影响到滚筒的运行平稳。径向偏差越大，滚筒运行过程中偏心冲击力越大，跳动就越厉害。尤其在配重小车上，若滚筒存在偏心力，配重小车与滚筒在运行中就会产生谐振，从而导致轴承、锁紧套故障率上升。滚筒轴与筒体同心度存在偏差，也会产生上述现象。针对此情况，要选择质量过硬厂家的产品，所有滚筒加套后应经过动、静态平衡实验，确保滚筒加套后总径向跳动量小于1.5mm。
　　②胶带包角过大的影响
　　对于改向滚筒，由于在增大胶带包角时，运行中会产生较大的径向振动力，很容易使轴承座疲劳、老化及轴承窜轴。可适当调整滚筒位置，使包角适中，减小其所受的径向压力，同时要保证其受力均衡。
　　(7)筒体外层橡胶剥离或磨损脱落
　　皮带输送机利用滚筒与输送带之间的摩擦传递动力，必然要产生磨损，筒体外层橡胶(俗称覆胶)用于保护简体金属。随着磨损的增加，覆胶尤其是覆胶接头处会产生剥离或脱落现象，因此应注意选用覆胶质量好的滚筒，在使用中也应及时检查覆胶磨损状况，尤其关注橡胶硫化接头处，发现局部破损或硫化头开裂，进行局部冷粘；发生橡胶剥离或磨损脱落，应换下滚筒重新进行包胶。