皮带机撕裂故障及其防护措施

皮带机撕裂故障及其防护措施

摘要：皮带机作为水泥企业生产运输的关键设备，直接关系正常生产。近年来

水泥生产规模的不断扩大，皮带机也朝着长距离、大功率、高承载、自动化控制

等方向发展，而这些目标的达成同皮带的可靠性息息相关。皮带作为运输装置最

为关键的部分，保障皮带运行安全，避免皮带故障并尽可能延长皮带使用寿命，

是实现经济效益提升的有力保证。在众多故障中，皮带撕裂是一件比较严重的设

备事故，威胁生产安全和经济损失，为此深入探究，探寻有效的皮带撕裂防治措

施具有积极的现实意义。

关键词：皮带机；撕裂故障；防护措施；

一旦出现皮带撕裂的现象就会严重影响的正常生产，皮带断裂后瞬间下滑，速度快，有可能使整条皮带报废，给生产与经营带来巨大的经济损失，而且容易导致

重大人身伤亡。总之，皮带机撕裂故障带来的损失是不可估量的，需要积极采取

防护措施来有效的预防其撕裂。皮带撕裂的形式主要有两种，一种是横向撕裂一

种是纵向撕裂。

一、皮带机撕裂故障

针对以往生产实践经验，皮带撕裂事故大致可划分为纵向撕裂与横向撕裂两

大类，其中纵向撕裂占据皮带撕裂故障总数的60％以上，对其撕裂原因进行分析：（1）皮带跑偏撕裂。当皮带运输机处于正常运行状态时，其皮带应位于机架中

轴部位，而当皮带运行时发生跑偏现象，便会引起皮带在跑偏侧的堆积折叠，在

不均衡力的长时间作用下，皮带便容易发生撕裂故障。一般来说，这种情况只会

发生于皮带跑偏侧而不会发生于皮带内侧，对生产安全威胁较小，同时这种皮带

撕裂现象有着较为明显的预兆，自皮带发生跑偏到出现撕裂有一个较长的反应时间，所以多能通过检修与维护加以防范；（2）划伤撕裂。在皮带纵向撕裂中，

划伤撕裂是最为常见的一种情况，通常可分为利器压力划伤与穿透划伤两类。其

中前一种是由大尺寸长杆利器卡于溜槽底部，受皮带驱动力作用而划伤皮带；后

一种是指利器自一定高度坠下，在重力影响下其尖端穿透皮带并卡于溜槽或托辊上，随着皮带的继续前移而撕裂皮带。（3）皮带老化或皮带接头不牢固，强度

降低，使得皮带发生撕裂。

横向撕裂虽然占比例小，但是危害大，瞬间断裂，容易伤人和设备。对其撕

裂原因进行分析：（1）皮带老化严重或拉力不够；（2）皮带接头硫化存在质量

问题；（3）皮带跑偏严重与防护利器相刮擦切断；（4）尾部积料严重或雨雪天

气皮带打滑使皮带头部滚筒严重摩擦，致使皮带磨损严重断裂。

二、皮带撕裂常用监测方法

1.压力监测。皮带正常运转时其受力处于平衡状态，而当其遭受外部冲击或

被卡住时，皮带便会受到一个附加力，当这个力大于皮带撕裂承载极限且持续5 min～6 min，便会导致皮带发生撕裂。所以，基于这一原理，通过对皮带机托辊

增设压力感应装置，对皮带运行时的受力进行持续、实时监测。当皮带运行时出

现受力不平衡且外部附加力瞬间增大时，便会立即发出警报并对异常区域进行标识，以便维修人员及时进行故障排除；当监测的外部附加力异常激增或长时间持续，监测设备还可远程调控对皮带机进行关停操控，以保障其安全性。

2.激光监测。皮带机输送带下方两侧支架分别布设激光发射装置与激光接收

装置。当皮带未发生撕裂时激光发射器持续发射激光，接收器接收信号并传输至

控制器进行判断，由于所有信号均持续输入，则撕裂保护装置不动作；如果输送

带发生撕裂，当散落物料自撕裂处落下，便会遮挡激光发射器所发出激光，阻碍

接收器接收，使得控制器接收到的信号不再完整，此时控制器便会根据所遮挡信

号长度进行判断，并发出相应警报，进行停机保护。

三、皮带撕裂的预防

为避免皮带撕裂的情况发生，需要从转接漏斗、除铁器等多方面入手。

1.转接漏斗的改造。鉴于目前漏斗在进入导料槽处的结构无法避免条状杂质

划伤皮带，因此需对漏斗进行改造。（1）将导料槽空间加大。对导料槽的高度

进行加高，使导料槽空间加大，当长条状杂质进入导料槽后不会卡到漏斗壁与皮

带机之间，同时由于导料槽空间加大，相应提升了重载停机后导料槽容煤量，缓

解了降低重载停机后出现的漏斗堵料情况。( 2) 对于落料点频繁发生变化的漏斗，可使用柔性落料管形式的溜管，缓冲落料产生的冲击，从而控制物料流动速度并

减少粉尘的产生。柔性落料管给料装置两侧要求深入导料槽内侧，对1条胶带只

有1个落料点的，给料装置尾部距离胶带不高于150mm。这样，前倾送料板距离下游皮带较近，当夹杂在物料中的异物落到皮带上时，可降低杂质对下游皮带造

成的损伤程度。

2.除铁器的安装形式、强度选择。目前除铁器安装形式及位置都位于皮带机

头部漏斗抛料处，依靠物料被抛出后形成的抛物线来进行除铁器对物料的吸附。

此时除铁器呈倾斜状，除铁器与物料之间的距离如果调整不好，将会呈现喇叭口状，无法保证除铁器对杂质的吸附效果。因此，可对除铁器的位置进行调整，在

皮带机水平段上方合适位置新增除铁器。这样，由于除铁器始终同输送带处于平

行位置，可以保证除铁器对异物的吸附能力，增加皮带机除杂的安全系统。在选

择除铁器时，在现有标准上提高磁力指标，保证除铁器对杂质的吸附效果。

3.皮带机接料点下方的缓冲托辊组改为缓冲床。缓冲床的使用保证了输送带

的面与面的接触，受力均匀，有效防止了由于托辊断裂、脱落造成的皮带纵向撕裂，同时大大降低了皮带被锐器或尖锐物料穿透后纵向撕裂的概率。

4.电流浮动差位对比法。皮带机运行异常时，电机功率及其工作电流会发生

变化，可运用这一性质，当电流浮动变化超过允许范围内，则发出报警信号和启

动跳闸保护动作。电流报警值和跳闸值可根据皮带机属性进行设定，报警值一般

以其正常工作电流加浮动电流之和作为浮动报警临界值。皮带机在启动后的3~5 s 后，电机开始进入稳定工作状态，取其稳定工作时的电流值作为起始数据，并与

此后电流值进行对比分析，依此类推与各个时间点的电流进行对比；当达到报警

值时则发出警报，提醒工作人员注意皮带机运行状况，监视确认无异常后可继续

工作，否则进行停机检查与维修。电流异常达到跳闸值，首先发出跳闸警示信号，如在一段时间内电流异常情况未得到解决，则执行强行跳闸断电动作。皮带机正

常运行过程中，电流波动相对平稳，并不会出现判别失误的情况。在皮带机运输

任务发生改变时，可提前改变警戒值，以避免负载增加引发误动作。与开关保护

方法相比，电流浮动差位对比法能够实现对皮带机的线保护，在未发生皮带撕裂

就可发出报警信号。

5.其它预防措施：（1）严格按照皮带使用技术要求，定期检查、更新；（2）加强对皮带维修人员硫化技术的培训学习，严把质量关；（3）确保皮带跑偏装

置的可靠性，定期维护；（4）及时检查皮带防护和可能接触的部位，排除可能

伤及皮带的尖锐物；（5）加强对皮带尾部漏料的治理，对皮带廊道进行封闭，