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胶带滚筒断裂压裂的原因分析

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。目前煤矿井下胶 带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。
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。因此在胶带输送 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,胶带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)胶带输送机启动时张力最大,涨紧力与驱动 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。
2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。
研究滚筒的基本结构,深入分析各区域各部件 应力情况,明确了滚筒面在负荷运转时的应力分布 和防范重点,得出最佳的工况参数,重新设计并进行 了地面及井下实验,现场试验与研究结果吻合;同时 提出了滚筒设计方面的处理措施
 


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