由于皮帶輸送機(jī)受作業(yè)環(huán)境條件差、輸送負(fù)荷大等因素的影響，在運(yùn)行過程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，主要包括皮帶跑偏、滾筒斷裂和撒料現(xiàn)象等，其中滾筒斷裂故障是皮帶輸送機(jī)運(yùn)行中最為常見的故障隱患。若操作人員不及時(shí)采取必要地處理措施，不僅會(huì)給港口碼頭的日常運(yùn)作帶來一定的安全隱患，而且滾筒的斷裂很可能造成撕扯皮帶的惡性事故，導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何有效解決滾筒斷裂故障就港口操作人員亟待解決的難題之一。

　　1、滾筒的結(jié)構(gòu)

　　許多港口改向滾筒設(shè)計(jì)的圖紙均采用鑄焊結(jié)構(gòu)，即接盤為ZG25～35整體鑄鋼，筒皮用Q345鋼板卷制，軸為40Cr。

　　2、滾筒的受力分析

　　傳動(dòng)滾筒受力為：皮帶機(jī)的張力產(chǎn)生的壓力f0，摩擦力Ff以及主動(dòng)力矩Mp。改向滾筒受力為：皮帶張緊力f0，摩擦力Ff。兩種滾筒相比，傳動(dòng)滾筒比改向滾筒多一個(gè)主動(dòng)力矩。但改向滾筒由于張緊形式不同，承受的皮帶張力有時(shí)會(huì)更大。實(shí)踐證明，改向滾筒的斷裂幾率比傳動(dòng)滾筒還要高。

　　3、提高滾筒的剛度和強(qiáng)度的措施

　　滾筒在交變應(yīng)力的作用下，反復(fù)拉伸壓縮，由于不斷地塑性變形，焊口在冷作硬化和應(yīng)力集中的狀態(tài)下最終導(dǎo)致斷裂。為了防止焊口處的塑性變形，要提高整個(gè)滾筒的剛度和強(qiáng)度。

　　提高滾筒的強(qiáng)度，根據(jù)正應(yīng)力強(qiáng)度條件可知，梁的截面抗彎能力取決于抗彎截面模量，而梁在任一指定截面處的位移則與全梁的變形大小有關(guān)。因此為了提高梁的剛度，必須使全梁的變形減小，因而應(yīng)增大全梁或較大部分梁的截面慣性矩才能達(dá)到目的。

　　通過對(duì)焊接加強(qiáng)筋的滾筒進(jìn)行有限元分析，滾筒變形明顯減小，焊縫處應(yīng)力集中明顯減小，基本上達(dá)到優(yōu)化筒內(nèi)壁厚度的目的，使?jié)L筒變得更加輕巧，又不影響滾筒的實(shí)際強(qiáng)度。目前，重型滾筒采用了這種加強(qiáng)措施。如果單純加厚筒皮，不僅加大了材料的浪費(fèi)，也提高了造價(jià)和滾筒本身的重量。筆者認(rèn)為，滾筒損壞也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要綜合考慮。首先，滾筒要有足夠的剛性，以抵抗交變應(yīng)力產(chǎn)生的疲勞損害，還要在提高剛性加固滾筒的同時(shí)，改變一下滾筒的結(jié)構(gòu)。

　　4、改進(jìn)支撐點(diǎn)

　　皮帶張緊力作用在滾筒上，可簡(jiǎn)化成均布載荷的梁，由正應(yīng)力強(qiáng)度條件可知，要提高梁的強(qiáng)度，應(yīng)該減少梁的最大彎矩。當(dāng)載荷一定時(shí)，梁的最大彎矩值的大小，與梁跨度的長(zhǎng)短有關(guān)故減小支點(diǎn)的距離，可以有效降低最大彎矩值。

　　5、滾筒的加工工藝

　　由于滾筒變形與皮帶受力不均有關(guān)，焊縫出現(xiàn)應(yīng)力集中，顯然在滾筒材料強(qiáng)度要求范圍內(nèi)。但如果焊縫不過關(guān)，存在著很大的殘余焊接應(yīng)力，將可能使焊縫產(chǎn)生壓裂現(xiàn)象。所以，滾筒制造要符合較為嚴(yán)格的加工技術(shù)條件，并要求嚴(yán)格的焊縫質(zhì)量，注意焊接工藝和去應(yīng)力步驟，同時(shí)還要兼顧滾筒的造價(jià)和加工周期。只有在全面綜合考慮的情況下，才會(huì)有事半功倍的效果。

　　由于焊接處存在著殘余應(yīng)力或焊口的金屬內(nèi)部組織存在缺陷，經(jīng)過交變應(yīng)力作用出現(xiàn)疲勞裂紋，逐漸發(fā)展到開裂。增加加強(qiáng)筋，改變支撐點(diǎn)等具有理論依據(jù)，但焊接也要有好的工藝措施。

　　目前，傳統(tǒng)制作滾筒存在著工藝線路反復(fù)，路線長(zhǎng)，制作費(fèi)用高，容易斷裂等問題。傳統(tǒng)工藝路線是：鑄造接盤→卷制并焊接成筒皮→粗加工接盤里孔和坡口→用鏜床鏜筒皮坡口→接盤和筒皮組裝焊接→筒體高溫回火→筒體在鏜床上精加工接盤兩內(nèi)孔→脹套組裝軸和筒體→以軸定心精加工筒體外圓→滾筒粘膠。

　　在傳統(tǒng)工藝路線中，筒體整體高溫回火的主要原因在于傳統(tǒng)接焊方法是手工焊或埋弧自動(dòng)焊。這兩種方法存在著因焊接電流大，產(chǎn)生熱量大，熱影響壓力大所造成的焊縫金相組織變粗，機(jī)械性能下降，熱應(yīng)力大，工作變形大的弊端。為了消除以上弊端，焊后要求高溫回火，以改善金相組織，消除熱應(yīng)力，提高機(jī)械性能。同時(shí)，造價(jià)也要高些。但如果采用CO2氣體保護(hù)焊接，可改善上述癥候。由于CO2氣體保護(hù)焊具有熱量集中、線能量低而熔深大的特點(diǎn)，所以熱影響區(qū)窄，焊接應(yīng)力小，變形小。

　　重新確定加工工藝：

　　鑄造接盤→卷制并焊接成筒皮→精加工接盤里孔，粗加工接盤外圓按圖紙留2mm余量及坡口，用假軸定心粗加工筒皮長(zhǎng)度各100mm→粗加工筒皮外圓及坡口，筒皮與接盤外圓一致→在平臺(tái)上用兩個(gè)V型鐵組裝滾筒→焊接→退火→精加工

　　港口皮帶輸送機(jī)滾筒故障具有較大的危害性，如何有效解決此類故障對(duì)確保港口碼頭的正常運(yùn)作具有重要影響。本文通過探討港口皮帶輸送機(jī)滾筒故障的原因及措施，經(jīng)過實(shí)踐證明是可行、合理、可靠和實(shí)用的，不僅能夠有效提高滾筒的強(qiáng)度和剛度，而且也保證了滾筒質(zhì)量及使用壽命，為類似故障的處理提供了科學(xué)的指導(dǎo)意義。