芒种风向标|砂石矿山带式输送机滚筒压裂3个原因与及5个处理措施受工况条件制约和环境影响

受工况条件制约和环境影响，大部分带式输送机滚筒工作2～3年后都会出现不同程度的形变。若不及时修复，轻则引起跑偏，重则导致皮带撕断、滚筒压裂等事故。因此，从设计角度深入分析避免滚筒断裂原因，提前采取预防性措施是非常必要的。

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如图1 ，胶带输送机滚筒主要包括胀套、幅板、轮毂、加强环、筒体和主轴等部件。目前部分带式输送机滚筒主要为钢板打卷烧焊的铸焊滚筒和焊接滚筒，材质较硬，皮带滚筒之所以变形压裂，主要是幅板、轮毂和加强环等结构部件发生不同程度的形变，以及主轴发生径向偏移所导致。
2.工作原理
井下胶带输送机滚筒主要为传动滚筒、变向滚筒，两者都是依靠摩擦力传递牵引力或改变方向。以传动滚筒为例，工作时通过主轴与接盘相互连接，接盘再向主轴传递径向驱动力，并通过主轴转动使滚筒面转动，使胶带输送机启动运行。
3.受力分析
胶带输送机运行时，其滚筒轴向应力分布和径向应力分布如图2所示。

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图中：A为滚筒， B为胶带， d为法线， z为水平线， Sy为滚筒与胶带相遇点张力， NS1 。为滚筒与胶带分离点张力， NS为筒面与胶带摩擦力， NS-dS为最大受力点的张力差， Nφ为转动角度， radN为水平压力， Nμ为动摩擦系数。
如图2所示，胶带输送机为理想状态下的挠性体，弯曲应力恒定；滚筒在理想状态运行时，胶带所受的重力和离心力忽略不计，此时滚筒主要受到三个力的作用：即胶带张紧时所受到上方的正压力、与运动方向相反的动摩擦力和使滚筒运转的牵引力，其中牵引力的大小与正压力的大小呈正向分布，此时滚筒轴向应力的最远点即为应力集中区，即滚筒外围最边缘部分受到的形变最大。
因此在带式输送机转速一定时，通过增加牵引力的方式来提高皮带运行效率，势必会使胶带速度增大，正上方压力急剧增加，作用在滚筒上的扭矩也急剧增加，其变化程度服从正向分布。
4.压裂分析
带式输送机受长期压力影响，滚筒整体发生形变压裂，例如焊点断裂、幅板轴向断裂或径向断裂，原因如下：
1）带式输送机启动时张力最大，张紧力与驱动力成正比，导致滚筒所受压力短时间内迅速增加，同时滚筒启动时转加速度达到最大值，导致滚筒上扭矩瞬时变大，进而导致滚筒变形，引起压裂；
2）滚筒因本身钢材质量问题或设计问题；
3）焊后处理存在缺陷，导致滚筒整体抗拉能力不足，往往在焊缝处压力集中，出现压裂。
5.处理措施
1）严格把握设计关，规范滚筒型式设计。
2）选用合格优质钢材，保证滚筒铸造质量。
3）创新滚筒支撑设计，比如增加滚筒设计厚度，在滚筒侧沿滚筒轴向设置加强肋，提高整体支撑强度。
4）加强现场维护和后期保养，选择原厂备品配件。
5）严格定期检修。
了解滚筒的基本结构及滚筒面在负荷运转时的应力分布和防范重点，通过规范滚筒型式设计、选用合格优质钢材、创新滚筒支撑设计、加强现场维护和后期保养、定期检修等方法，从多方面防范滚筒压裂事故，提高设备运行性能。
【来源：宝儿花】
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