输送机改向滚筒事故分析

摘 要 输送机是工矿生产中不可或缺的重要设备之一，而在输送机上改向滚筒的作用也不容忽视。然而，由于一些因素的影响，使得改向滚筒常常会出现各种故障问题，其中滚筒开裂是最为典型也是发生几率最高的一类问题。当改向滚筒开焊后，会对皮带的正常运行造成一定程度的影响，并且还可能使皮带损坏，这不但会影响井下正常生产作业，而且还会造成巨大的经济损失。所以必须采取有效的措施解决滚筒开焊的问题。基于此点，文章就输送机改向滚筒事故展开探讨。

关键词 改向滚筒；输送机；开焊

中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0139-01

1 改向滚筒简介

改向滚筒也被称之为导向滚筒，它是输送机设备中较为重要的组成部分之一，主要作用是改变输送带的运行方向或是压紧输送带使其增大与传送滚筒之间的包角。改向滚筒的应用范围非常之广，遍及各个工业领域，如港口码头、矿山、冶金、水泥建材、煤矿井下、化工生产等，它是各类带式输送机的驱动和改向装置。改向滚筒具有以下特点：结构紧凑、性能可靠、使用安全方便等，并且能够在比较恶劣的环境中正常工作，如煤矿井下潮湿的环境等等。改向滚筒一般都位于输送机皮带运动的下方，如果皮带运输的方向为左，则改向滚筒在皮带机的右侧。改向滚筒的结构相对比较简单，主要是由主轴、轴承座、辐板和钢筒等几个部分构成，并在筒体表面覆盖橡胶以达到增大摩擦系数大的目的。同时，轴承座内部装有调心滚子轴承，不但进一步确保了支撑的稳定性，而且有保证了滚筒转动的灵活性。通常情况下，输送机的输送方式主要以水平或是带有一定倾斜角度的运输为主。然而，由于某些生产环境以及生产方式的影响，使得输送机在正常运输的过程中需要进行角度的改变，改向滚筒的主要作用就是负责改变输送机的角度。在输送机中，改向滚筒能够对输送带进行180°、90°及小于45°的改向运输，在改变输送带角度的过程中，改向滚筒的设置位置非常重要，必须经过合理的计算才能确定。

2 输送机改向滚筒事故分析

在煤矿生产中，带式输送机具有非常重要的作用，其肩负着煤炭运输的任务，一旦输送机发生故障，会对正常生产造成一定程度的影响。通过大量的调查研究发现，带式输送机的改向滚筒生产中经常会出现故障问题，一旦改向滚筒发生问题，很可能会导致输送带损坏，这不但会使井下正常生产作业中断，而且还会造成巨大的经济损失。下面本文就一起改向滚筒事故进行分析。

2.1 输送机改向滚筒事故现象

某煤矿在对地面煤楼带式输送机进行检修的过程中发现，改向滚筒筒皮左侧位置处的环形焊缝开裂，滚筒转动时还伴有异响。随后检修班组织相关人员对该问题进行处理，及时解决了开焊问题，使输送机恢复了正常工作。经过一段时间的运行之后，该滚筒补焊的位置处再次出现开裂，经现场分析后，决定采用坡口打磨补焊的方式进行处理，处理完毕后进行了空载试运行一切正常，输送机再次恢复作业。然而，当输送机重载进行上煤时，改向滚筒仍然发出异响，随即停运并对滚筒的另一侧焊口进行了全面检查，结果发现环形焊缝开裂2/3圈。当改向滚筒出现开焊的问题时，会对输送带的运行造成影响，容易引起皮带跑偏，并且还可能会损伤皮带，这极不利于输送机的安全运行。

2.2 事故原因分析

输送机在生产过程中，滚筒在运转时受煤量不恒定的影响，使得滚筒所承受的载荷会伴随着煤量的变化而变化，导致滚筒出现了随时间而交替变化的应力。如果滚筒长期处于交变应力作用下运行，那么就存在突然断裂的风险，通常情况下是在没有明显塑性变形的时发生脆性断裂，这就是所谓的疲劳破坏。滚筒焊口部位属于应力的集中部位，加之筒皮焊口存在焊接缺陷，受应力交替变化多次后，便会产生细微裂纹，进而形成疲劳源。随着应力循环次数的增多，细微裂纹也会随之扩展，尤其在裂纹两端材料相互研磨、时分时合的状况下，形成断面光滑区域。在裂纹不断扩展的作用下，减少了焊口处的面积，致使原本就存在焊接缺陷的焊口易出现突然断裂的严重问题。

2.3 解决措施

改向滚筒在正常运行的过程中，由于受到交变应力的作用，使其被反复拉伸压缩，由此会产生出塑性变形，而滚筒的焊口在冷作硬化与应力过度集中的双重作用下，便会出现断裂。想要从根本上避免这类事故的发生，就必须防止滚筒的焊缝开裂，因此，可从焊接方面采取措施进行处理。

1）焊前准备工作。由于受煤矿地面煤楼生产作业连续性的影响，因而输送机的停运施加较短，致使滚筒无法返厂维修，只能在现场进行修补。同时现场的焊接作业空间比较有限，不便于施工，所以必须采取相应的安全防护措施，即在改向滚筒的前后位置处固定夹板，以此来防止皮带溜坡，然后吊起配重，使皮带松弛，这样滚筒便可以自由旋转，便于焊接作业的开展。

2）焊接清理。采用手工焊的方式对滚筒进行焊接作业的过程中，需要进行焊接前、焊接中和焊接后的清理，这是提高焊缝质量较为有效的途径之一。具体作法如下：先用电铲将滚筒外部的包胶铲除，然后用角磨机对焊缝边缘进行打磨处理，防止焊缝气孔、夹渣等缺陷。

3）优选焊材。大部分滚筒的筒皮均为Q235钢，轮毂则以ZG230-450居多，所以可采取手工电弧焊的方式对筒皮的直焊缝及滚筒与轮毂相连接的环形焊缝进行处理。在选择焊接材料时，应当与滚筒的强度相匹配，并综合考虑焊缝金属的塑性、韧性等因素。通常情况下，焊缝的强度不得低于产品的实际要求，但强度也不宜过高，否则可能会造成焊缝塑性以及抗裂行降低，从而影响焊接结构的使用安全性。除此之外，焊接材料的选择还应考虑工艺条件对焊缝质量的影响。按照滚筒的材料、坡口以及接头的形式，可以选择J507焊条进行焊接。

4）焊后保证。焊后检查是减少或避免输送机改向滚筒事故的重要手段。滚筒焊接完成后必须经过严格的检验，检验的内容包括：一是检查焊接外观的完好程度，确保焊接质量。二是按照JB4730-94.Ⅱ对滚筒焊缝部位进行超声波探伤检查，若发现存在焊接缺陷部位，必须经打磨清理后，再重新焊接，直到检查合格为止。在滚筒两侧环焊缝检验合格后，需要打磨处理滚筒金属表面，确保表面纹路被磨平，而后再进行滚筒冷粘包胶。将包胶好的滚筒放置常温状况下固化48 h后，就可以投入煤矿生产中。

3 结论

综上所述，经过对滚筒进行优化焊接处理之后，滚筒运行正常，此类事故也没有再次出现。这说明，通过对改向滚筒进行现场焊接能够提高其运行可靠性，不但避免了事故的反复发生，而且还延长了滚筒的使用寿命。

参考文献

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[2]张超军，赵建新，栗慧玲，史明栓.改向滚筒紧固结构的改进[J].矿山机械，2006（09）.

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作者简介

安庆（1980-），男，研究方向：矿山机电。