龍灘電站長距離高速膠帶機常見故障診斷與識別

1、龍灘電站長距離高速膠帶機常見故障診斷與識別祝顯圖 黃 田（中國水利水電第七工程局六分局龍灘項目部）摘要：通過對設(shè)備運行、維修和故障處理情況的記錄與統(tǒng)計分析，從而對長距離高速膠帶機的常見故障進行有效診斷與識別，對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題和故障，進行了及時處理，有效地保證了龍灘電站大壩混凝土“生命線”的正常運行。關(guān)鍵詞：長距離高速膠帶機 故障診斷 故障識別 CST1 系統(tǒng)概況龍灘電站大壩混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的成品砂石料運輸，由一條單機長約4km的帶式輸送機組成，設(shè)計輸送能力3000t/h，帶寬1.2m，帶速4m/s ,布置在高低起伏的地形上。該長距離鋼繩芯帶式輸送機從尾部起下運，下運高差為50m，中部為水平運行

2、，然后為上運，上運高差為30m。長膠系統(tǒng)主要承擔著龍灘大壩標段混凝土總量約640萬m³的骨料運輸任務(wù)，是我國水電行業(yè)迄今為止單機最長、自動化程度最高的高速膠帶機運輸系統(tǒng)。2 系統(tǒng)主要組成部件長距離膠帶機是單向運行長距離鋼繩芯帶式輸送機，由驅(qū)動裝置、傳動滾筒組、改向滾筒組、托輥組、拉緊裝置、輸送帶、提升導(dǎo)料槽、固定導(dǎo)料槽、清掃器、制動器、除水器、各種保護裝置及頭架、尾架、高架支腿和中間架等主要部件組成。根據(jù)生產(chǎn)過程中故障發(fā)生機率，本文著重介紹長膠系統(tǒng)驅(qū)動裝置、液壓拉緊裝置、除水器、保護裝置和網(wǎng)絡(luò)通訊常見故障的診斷和識別。膠帶機結(jié)構(gòu)簡圖如圖1。圖1 長距離膠帶機簡圖3 故障的診斷與識別3

3、1 可控起動傳輸CST驅(qū)動裝置311結(jié)構(gòu)及工作原理可控起動傳輸CST是用于大慣性負載平滑起動的多級減速齒輪裝置，多用于煤礦和礦山中帶式輸送機的驅(qū)動。CST的主要結(jié)構(gòu)包括減速齒輪箱、潤滑冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和基于可編程控制器（PLC）的控制裝置。圖2可控起動傳輸CST的工作原理：平行軸式CST（圖）含有兩級減速齒輪，第一級減速裝置為螺旋齒輪裝置，第二級減速裝置為行星齒輪裝置。直角方式的CST（圖）含有三級減速齒輪，第一級為直角螺旋斜齒輪裝置，其他兩級齒輪與平行軸式CST裝置相同。當電機達到滿轉(zhuǎn)速時，太陽輪（1）帶動三個行星輪（2）轉(zhuǎn)動；行星輪帶動自由旋轉(zhuǎn)齒圈（4）轉(zhuǎn)動；輸出軸固定在行星齒輪架（3）

4、上的，此時并不轉(zhuǎn)動，當液壓系統(tǒng)向環(huán)形活塞加壓時，離合器的旋轉(zhuǎn)板和靜止板（5）相互作用，使加在齒圈（4）上的力矩逐漸增加，當齒圈的轉(zhuǎn)速以控制速率降低時，行星齒輪架由行星輪及內(nèi)齒圈帶動開始轉(zhuǎn)動，輸出軸的轉(zhuǎn)速與齒圈的轉(zhuǎn)速成反比。當齒圈的轉(zhuǎn)速降為零時，輸出軸將達到正常的額定速度，帶動皮帶達到額定速度運轉(zhuǎn)。停車時，就是啟動的一個逆過程，首先液壓系統(tǒng)加在環(huán)形活塞上的壓力減小，離合器的旋轉(zhuǎn)板和靜止板摩擦力減小，接著使加在齒圈（4）上的力矩逐漸減小，從而行星齒輪架（3）速度減小，輸出軸速度也隨著減小，最后皮帶停止轉(zhuǎn)動。圖3312故障原因與分析可控起動傳輸CST在運行過程中，由于受到各種外力、使用方法、工作時間

5、、工作規(guī)范等影響，造成其技術(shù)狀態(tài)發(fā)生變化而逐漸降低工作能力。正確使用和及時掌握CST的技術(shù)狀態(tài)是延緩工作能力下降的首要事項。通過對CST及控制系統(tǒng)的巡回檢查、日常點檢、定期檢查，建立信息反饋制度，健全運行、維修和故障情況的記錄與統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其常見故障主要表現(xiàn)如下：（1）主電機啟動器啟動失敗主電機啟動指令發(fā)出（未發(fā)出），但接觸器輔助觸點狀態(tài)信號沒返回（返回），經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)接觸器存在故障或信號線斷線。（2）啟動時離合器壓力過低系統(tǒng)壓力偏低、放大器線性太差或嚴重超差、比例閥堵塞、過濾器堵塞、油粘度太大等原因造成皮帶機進入啟動狀態(tài)后，離合器壓力仍小于13%。更換過濾器，清洗比例閥，標定放大器等措施

6、后，沒有出現(xiàn)過離合器壓力啟動時過低的現(xiàn)象。（3）啟動前離合器壓力過高經(jīng)過判斷后，是由于比例閥卡堵或放大器零點偏低，造成CST啟動前，離合器壓力大于10，采取了清洗或更換比例閥，重新標定放大器等措施，效果明顯。（4）冷卻壓力傳感器信號故障因為壓力傳感器信號是由壓力變送器將壓力轉(zhuǎn)換成點信號傳輸，應(yīng)該是變送器出現(xiàn)了故障。檢查線路有無斷線，或用萬用表檢測變送器電流信號是否在直流4-20ma之間，如果不在范圍內(nèi)，則應(yīng)更換變送器。（5）冷卻壓力過低根據(jù)以往的經(jīng)驗，冷卻壓力過低一般為過濾器堵塞或管路堵塞，只要將冷卻系統(tǒng)回路上的過濾器拆下清洗或清理管路即可。 （6）系統(tǒng)壓力過低原因分析：1）可能是潤滑油過濾器

7、阻塞；2）油質(zhì)變化或油內(nèi)含有鐵屑和其它雜質(zhì)；3）比例閥粘住或線圈損壞；4）油管路漏油嚴重。故障排除：1）檢查潤滑油過濾器濾芯是否堵塞，如果堵塞應(yīng)及時清洗或更換；2）將CST中的油放盡，拆掉觀察蓋板、磁性排油堵頭以及液壓泵吸油口過濾器濾網(wǎng)。檢查齒輪箱內(nèi)部是否有臟物或金屬顆粒。更換潤滑系統(tǒng)的過濾器，清洗并重新裝回液壓泵吸油口Y形過濾器濾網(wǎng)、冷卻系統(tǒng)籃式過濾器濾網(wǎng)以及磁性堵頭；3）檢查比例閥是否粘接，如粘接應(yīng)進行處理，線圈損壞時應(yīng)予以更換；4）要定期檢查機械密封處或管道接頭處是否漏油，如有漏油應(yīng)更換密封圈并擰緊管道接頭，必要時管道接頭絲口處應(yīng)涂抹密封膠或用生膠帶封管再擰緊接頭。 Y-過濾器10U-潤

8、滑油過濾器圖4 潤滑系統(tǒng)原理圖32 液壓張緊裝置321結(jié)構(gòu)及工作原理圖5液壓自動張緊裝置由液壓油缸、慢速絞車、液壓絞車等構(gòu)成，采用液壓油缸，液壓油缸加慢速絞車，液壓絞車等形式的拉緊，并以電流和拉緊力的雙反饋動態(tài)控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)帶式輸送機的動態(tài)張緊，從而適應(yīng)輸送機的啟動及負載變化時張力變化的要求，防止膠帶在輸送機上打滑，保證了輸送機的正常運行。322故障原因與排除在運行中曾出現(xiàn)過由于故障停車，拉緊滾筒歪斜，負載張力過大，鋼繩拉力不均，造成了拉緊小車鋼繩斷裂的事故，既影響了生產(chǎn)又造成了安全隱患，為保證安全生產(chǎn)，盡快的在運行中掌握其技術(shù)和運行規(guī)律迫在眉睫，其主要故障主要表現(xiàn)如下：事故部位異常狀態(tài)產(chǎn)生

9、原因排除方法張緊裝置鋼繩斷絲銹蝕嚴重加防銹油或更換拉緊后鋼繩緩慢松弛制動力矩不足或閘瓦間隙過大調(diào)整主彈簧或閘瓦間隙拉緊滾筒歪斜鋼繩拉力不均重新調(diào)整33 除水裝置331結(jié)構(gòu)及工作工作原理除水裝置由托輥旋轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、平托輥組、擋棍組、限位開關(guān)及電器控制等部分組成。托輥旋轉(zhuǎn)裝置主要由電動推桿、旋轉(zhuǎn)托輥組及搖臂桿裝置組成。升降裝置主要由電動推桿及支架等組成。當操作人員發(fā)出命令后，電機工作并帶動電動推桿動作，電動推桿又帶動搖臂、旋轉(zhuǎn)托輥一起工作，使皮帶隨著托輥的動作逐漸減低，成槽膠帶變得平坦，達到除水效果。332故障原因與排除除水裝置主要用在洞外，當停機使用后，遇到雨天就能工作除水。如果遇到故障，

10、除水裝置不能動作，槽型膠帶里就積滿了水，在運料過程中，會將物料和水一起運進料倉，特別是和砂子一起運到料倉，加重了砂子的含水量，從而嚴重影響了混凝土的質(zhì)量，給大壩安全留下了隱患。所以除水裝置正常運行，將直接關(guān)系到大壩的混凝土澆筑質(zhì)量，根據(jù)生產(chǎn)運行實踐，該部分主要故障主要體現(xiàn)在如下表所示：故障部位異常狀態(tài)產(chǎn)生原因排除方法除水器膠帶不平電動推桿行程不夠調(diào)整電動推桿行程無狀態(tài)指示限位損壞或不到位更換或調(diào)整限位飄帶壓帶輥安裝過高調(diào)整壓帶輥旋轉(zhuǎn)托輥未降低調(diào)整托輥適度34 保護裝置341保護項目為使帶式輸送機系統(tǒng)安全生產(chǎn)、正常運行，預(yù)防機械部分的損壞，保護操作人員的安全，便于集中控制和提高自動化水平，設(shè)置了

11、電器控制及綜合安全保護裝置。電器控制及綜合安全保護裝置能對帶式輸送機整個運行過程進行控制、并能對出現(xiàn)的故障進行自動監(jiān)測、報警。除具有一般的順序啟動、順序停車、短路、斷路、過載、過流、欠電壓、缺相、接地和拉緊、制動信號、測溫信號等保護及聲光報警指示外，還配備了以下安全保護裝置：防跑偏、打滑、緊急事故拉繩開關(guān)、縱向撕裂等保護裝置。342故障分析與排除保護裝置能最大可能的保護皮帶在運行中由于打滑、撕裂、堵塞等故障而造成皮帶的損傷，不至于造成更大的事故，保證了皮帶的正常運行。在一年多的運行管理中，卻多次出現(xiàn)過保護裝置不動作或誤動作，造成皮帶損傷，不但沒有起到保護的作用，反而影響了生產(chǎn)，損壞了設(shè)備。在經(jīng)

12、過多次的試驗后，總結(jié)出一些故障發(fā)生的原因及排除方法，讓這些裝置真正起到保護皮帶正常運行的作用。事故部位異常狀態(tài)產(chǎn)生原因排除方法保護裝置開關(guān)不動作或誤動作觸點接觸不良或線路短路安裝調(diào)整、打磨觸點檢查線路膠帶跑偏量過大跑偏開關(guān)安裝位置過遠重新安裝調(diào)整打滑摩擦輪不轉(zhuǎn)觸輪沾水或壓力不足除水或加大壓力堵塞不起作用彈性板壞或開關(guān)失靈調(diào)整彈性板或檢修開關(guān)撕裂信號失常傳感器失靈重新調(diào)整或更換35網(wǎng)絡(luò)通訊351結(jié)構(gòu)及工作原理系統(tǒng)采用開放式分層分布計算機監(jiān)控，由五個控制站組成，PLC主站與各自動化單元（PLC子站）通過以太網(wǎng)（TCP/IP）進行通信，對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)視，控制管理。352故障分析與排除設(shè)備的運行

13、狀況都是通過現(xiàn)場的PLC站采集到信號通過以太網(wǎng)傳輸?shù)街醒肟刂剖?。如果沒有暢通的網(wǎng)絡(luò)通訊或是網(wǎng)絡(luò)通訊中斷，操作人員就無法了解現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況，不能做出準確的判斷，可能就會導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備的損壞，系統(tǒng)無法正常運行，所以網(wǎng)絡(luò)的暢通至關(guān)重要。在運行中，出現(xiàn)多次因網(wǎng)絡(luò)通訊中斷，造成系統(tǒng)故障停車的事故，在認真研究了有關(guān)以太網(wǎng)絡(luò)的資料后，對網(wǎng)絡(luò)通訊故障也能迎刃而解了。原因分析：（1）提供給光端機的電源出現(xiàn)掉電現(xiàn)象；（2）光纜斷線。故障排除：首先在上位機上找出故障點，然后到出現(xiàn)故障的現(xiàn)場給掉電的光端機送電或熔接上光纜即可。4 結(jié)語截止目前，長距離高速膠帶機已安全運行近3800小時，完成各種骨料運輸量近500萬噸，有效地保證了龍灘電站大壩的建設(shè)。系統(tǒng)在運行過程中，由于設(shè)備的物質(zhì)運動和化學作用，必然會產(chǎn)生技術(shù)狀況的不斷變化。長膠運行管理的實踐與經(jīng)驗表明，正確的掌握系統(tǒng)常見故障診斷與識別技術(shù)，是保障長距離高