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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。
