使用寿命

皮带输煤机胶带寿命的研究

刘学臣

吉林、吉林

摘要国电吉林热电厂燃料输煤系统拥有44台输煤皮带机，皮带总长度一万

多米，而输煤胶带的平均使用寿命短，每年用于更换皮带的费用达70多万元，

投资巨大。本文从影响胶带使用寿命的原因出发，进行定性、定量分析，找出问

题的关键，从而提出解决方案，并进行经济效益及改造的必然性及可行性进行研

究。

关键词胶带正常使用寿命影响寿命因素

一、影响胶带正常使用寿命的主要因素

1、胶带正常使用寿命

胶带正常使用寿命：是指皮带输煤机各部件良好的情况下，排除突发性事件

及胶带质量等因素影响的情况下，正常运转所达到的年限。这里突发性事件及质

量因素的影响可概括起来有如下因素：胶带划损、胶带质量差、胶带局部损坏等。

本文不讨论与概念无关因素的影响。

2、胶带失效形式：吉林热电厂的皮带输煤机（以下简称皮带机），每年需更换皮

带1300多米，研究分析，胶带的失效形式主要是磨损。而且磨损部位都位于距

离皮带两侧边缘100mm处，磨损宽度150mm左右。形状如图一所示：

1

如图一胶带磨损部位及形式的示意图

2

3、影响胶带正常使用寿命的因素：

从上述图形的磨损部位、磨损形状及对现场观察研究，确定了原因：在各台

皮带机转运站的导料槽底部，为了防止皮带机转运时原煤的脱落，影响文明生产

及增加运行工人劳动强度，安装挡煤皮，挡煤皮一般情况下是采用更换下来的废

旧皮带制作，通过侧板上的夹具将其固定。皮带正常磨损主要是挡煤皮对皮带的

磨损所致。可是，各台皮带机胶带的正常使用寿命不同，是什么原因造成各台皮

带机胶带正常寿命差异呢？研究发现与下列因素有关：

（1）各台皮带机运转的时间（t）不一致，对单台皮带机而言，运行时间越长，

胶带与自身的挡煤皮摩擦时间越长，寿命就越短。

（2）各段皮带的长度（S）不一致：在相同的运转小时下，皮带愈长，挡煤皮

相对自身皮带的摩擦时间越短，使用年限将相对就高。

（3）挡煤皮长度（L）影响：挡煤皮越长，在相同的运转小时下，对皮带的磨

损时间相对增加，皮带寿命将降低。

（4）从力学的角度讲，挡煤皮对皮带的摩擦力（F）越大，皮带磨损越严重。

通过对上述4个方面的分析，影响皮带寿命的原因主要是皮带长度S、挡

煤皮长度L、运转时间t及挡煤皮对皮带的压力F，四个因素有关。因此，在

皮带机胶带长度（S）相同的情况下，在相同的运转时间（t）下，挡煤皮越

长，胶带的磨损越严重，寿命就越短，反之，寿命越长。但是，有些胶带较

短的皮带机，反而比胶带长的皮带机寿命长。那么，到底是什么因素影响皮

带机胶带使用寿命呢？。在皮带机运转时间相同的情况下时间t可以不考虑；

挡煤皮L越长，在相同的运转t下档煤皮对皮带全长的磨损时间延长，而胶

带长度S越长，挡煤皮对皮带的磨损时间相对减少，但胶带长度在建厂时已

固定，不能改变，所以S的大小也可以不考虑，因此只有相对缩短挡煤皮的

长度，才能提高皮带的使用年限。再者，改变档煤皮的密封方式，减小对皮

带的摩擦阻力F，也能提高胶带的使用年限，如何改变挡煤皮的密封方式，缩

短L的长度对胶带的寿命影响是多大？。下面首先针对L值对胶带寿命影响

3

进行定量分析。

二、挡煤皮长度对胶带寿命影响定量分析

1、研究路线分析

吉热输煤系统卸煤点共有四个，因此采用相同运行时间一致的皮带机对皮带

的寿命研究才能具有科学性。对于老厂采5段、6段、7段输煤段为研究对

象，对于新厂采用15段16段、17段、18段输煤段为研究对象。这两个研究

对象在上煤量相同时，各段设备的运行时间t是一致的。

2、皮带寿命的确定：

国电吉热厂建厂已有50年的历史，根据50多年更换皮带的记录可以查

出以上两个研究对象的各输煤皮带机胶带的寿命，及各段皮带长度S，挡煤皮

长度L以及S/L值，（见表1），具体各段皮带寿命见表1：

表1

段落5段6段7段15段16段17段18段

胶带长度S（m）2472494213

挡煤皮长度L

（m）

13

比值

S/L

13.717.838.326.5202.327.7

使用寿命Y

（年）

4.571611.58112

从表1可以直观的看出，S越长皮带寿命Y愈高，L越短皮带寿命Y越长。

通过上述表中所列的数据，为了形象的观察三者之间的关系我们绘制如下图，

见图二：

16Y

14

12

4

10

8

6

4

2

2427303336

（图二）胶带寿命Y与胶带长度与挡煤皮比值S/L关系图

从图中可看出皮带寿命Y同皮带长度与导料槽长的比值S/L近似成线性关系

（正比例关系），S/L比值越大，Y值越大，也就是说在S值固定的情况下，适

当减小L值就可增大皮带寿命，那么每米导料槽对胶带寿命Y值的影响有多大，

通过以下的计算来证实。

1、以15段输煤胶带为例：已知Y与S/L成正比，设每米档煤皮影响寿命为

Y15a年

Y15=11.5年S/L=26.5

即：Y15/S/L=Y15a/S/L-1

11/26.5=Y15a/302/11-1

Y15a=12.53年

Y15a-Y15=12.53-11=1.53年

既当导料槽缩短1m后，皮带寿命可提高1.53年

通过上述计算，可见胶带的正常使用寿命在挡煤皮减少1米、2米及3米

之后寿命相应增加，详见下表：

段落5段6段7段15段16段17段18段

Y

A1

（1米）4.777.5317.412.539.141.113

Y

A2

（2米）5.18.119.513.9310.671.214.2

Y

A3

（3米）68.92215.712.81.315.6

△Y

A1

（1米）0.270.531.141.531.140.11

5

△Y

A2

（2米）0.61.13.52.932.670.22.2

△Y

A3

（3米）1.51.964.554.80.33.6

通过上述计算得知，在皮带长度不变的情况下，适当缩短导料槽的长度，

就能相应的提高皮带机寿命。我厂拥有皮带10176米，挡煤皮总长1017米，

如果将导料槽（在不影响环境的前提下）适当缩短，根据现场实际观察研究，

各段挡煤皮的长度均可适当缩短3米左右，这样各段皮带机的胶带使用寿命将

提高年3以上，也就是说平均寿命将提高到11年，按这样计算，每年可为厂

节约：〔10176÷8－10176÷11〕×550元=19.08万元左右，经济效益十分可观。

以上，从影响皮带机胶带正常使用寿命的因素出发，通过40多年来对各

段皮带寿命的调查，以及各段皮带机皮带长度、挡煤皮长度的统计，绘制了胶

带寿命与S/L值关系曲线，从中总结发现，胶带的寿命与S/L的关系成线性关

系，也就是说二者成正比关系，这一规律的发现，一方面有利于指导我们对皮

带寿命的研究、提高和改进，并且制定具体的实施方案。更重要一点，通过这

种关系，我们可以提前欲知皮带的寿命，对生产具有很好的指导意义。

写道这里，我们发现，我们还没有分析挡煤皮对胶带摩擦力的大小对胶带

寿命的影响，其实通过上述分析，已经给我们提供具体的研究路线和分析方法，

根据简单的物理常识可知，F=u×N，其中F代表摩擦力，u代表挡煤皮与

胶带的摩擦系数，N代表挡煤皮对胶带的正压力。通过胶带寿命Y与胶带长度

与挡煤皮比值S/L关系图（图二）分析研究，此寿命线的斜率大小就是F值的

影响，F越大，斜率越小，减少挡煤皮的长度延长胶带寿命的效果越差，F越

小，斜率越大，减少挡煤皮的长度延长胶带寿命的效果越好。

当然，我还没有进一步的研究摩擦力的大小对胶带的寿命影响有多大？也就

是说，还没有进行定量分析，我想在以后的工作中一定会发现这个规律，同时

希望有识之士来参与的研究。

三、对转运站密封方式改进几点建议

6

我们知道传统档煤皮是采用厚10mm，宽为380mm左右的旧输送带作为转

运站的密封，挡煤皮与胶带工作面有较大的摩擦力存在，加上导料槽曲折边角

度偏低，内部易进入杂物，使挡煤皮对皮带的压力增大，在皮带运行时产生滑

动摩擦，因此，缩短了胶带使用年限。

多年来，我们也采取了，改折角，提高侧板高度，减少挡煤皮厚度等方法

来降低对胶带的摩擦力，但由于受现场文明生产的制约，在这方面，没有取得

很好的疗效。最近，利用出差的机会，听说国内有几家电厂采用半包、非接触

式转运站，还有几家采用迷宫式挡煤皮密封，这两种方式能够减少对胶带的摩

擦力，因此，相信对胶带寿命的增加有很好的作用。

总结

通过以上一系列的分析、计算及图表，充分说明了导料槽长度以及密封段的

挡煤皮长度是影响皮带寿命的主要原因。而适当减少导料槽的长度和改变密封方

式，减少挡煤皮对胶带的压力，是我厂燃料系统以后的重要任务，因为，每年可

为厂节约大量的人力、物力。

对本文采取分析方法补充说明：

1、简化处理的合理性：导料槽对皮带寿命影响的定量分析时，未考虑附

属设备及物料对胶带的影响，直接通过统计、绘图的方法来表示其的

正比关系，这有利于对皮带寿命的定量分析。

2、改进的可能性：通过计算结果，采用此种改进方法从经济上是合适的。

3、改进后的优越性：改进后皮带寿命增加，节省了大量的人力、物力，

提高了生产效率，为更好的保证生产提供了保障。

参考文献

《燃料输送机械化》

7

皮带输煤机胶带寿命的研究

单位：国电吉林江南热电有限公司

岗位：安生部燃化主管

职称：工程师

作者：刘学臣