帶式輸送機用斷帶保護裝置的研究與應用

王　婧（萊蕪職業(yè)技術學院機械與汽車工程系,山東　萊蕪　271100）

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帶式輸送機用斷帶保護裝置的研究與應用

王婧
（萊蕪職業(yè)技術學院機械與汽車工程系,山東萊蕪271100）

摘 要：筆者在本文中首先分析了帶式輸送機發(fā)生斷帶的原因，然后簡要分析了幾種保護裝置的使用情況，最后著重的介紹一種全新的保護裝置，使用該裝置后不僅可以克服現(xiàn)有保護裝置的不足，同時還具有如下優(yōu)點：較大的抓捕力、動作靈活、高可靠性和維護性。通過研究該斷帶保護裝置，可以保障煤礦的安全生產(chǎn)，提高社會效益的同時提高經(jīng)濟效益。

關鍵詞：帶式輸送機；斷帶保護；裝置研究

0　引言

進入新世紀后，國內(nèi)煤炭開采技術水平不斷提升，煤炭的產(chǎn)量也在節(jié)節(jié)增高，在煤炭開采過程中其核心的技術裝備是膠帶輸送機，如今，膠帶輸送機由向功率大、帶速高等方向發(fā)展的趨勢，如果逆止器功能失效或者斷帶會出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)事故，不僅會把輸送帶的機身摧毀。輸送的煤炭堵在巷道口，重的會造成企業(yè)停產(chǎn)較長時間，為企業(yè)帶來不可挽回的損失。最近幾年，人們開始重視帶式輸送機的斷帶問題，人們除了預防避免出現(xiàn)事故之外。還有針對性的開發(fā)出一系列的保護措施，讓出現(xiàn)斷帶事故的時候可以及時、可靠地保護裝置，避免事故擴大帶來經(jīng)濟損失的擴大。

1　斷帶發(fā)生的原因

一般而言導致帶式輸送機發(fā)生斷帶的原因如下：1）輸送帶自身的質(zhì)量不過關。經(jīng)過較長時間的使用，輸送帶長時間的處于高負荷運行下，在加上沒有很好的進行日常維護很可能會出現(xiàn)斷帶事故。2）輸送帶的接頭質(zhì)量不過關。輸送帶的接頭主要由硫化接頭和機械接頭組成，由于機械接頭的連接強度不高，因此當前普遍使用硫化接頭，在加工的過程中硫化接頭由于硫化板上的壓力、溫度等分布不均勻，溫度沒有嚴格的進行控制，使用的原材料不過關、加工工藝不科學等，會讓連接強度和使用時間減小。3）在開啟輸送機的瞬間輸送帶的應力變化太大。再啟動輸送機的時候，由于張力的存在，可能會導致輸送帶的縱向張力大于其可以承受的范圍，在這樣的情況下輸送帶不可避免的會斷裂。4）負荷變化幅度過大。輸送機在運送得時候，可能會有質(zhì)量較大的雜物或者其他的原因，造成負荷變化幅度較大，導致輸送帶斷裂。

2　常用的斷帶保護裝置

筆者在文中簡要的分析常見的斷代保護裝置。

2.1電控偏心輪式斷帶保護裝置

該設備主要使用的是偏心輪機構(gòu)，該偏心輪機構(gòu)使用電控裝置，工作原理為：在輸送帶發(fā)生斷帶事故的瞬間，電控制裝置控制偏心輪，讓其接觸皮帶，在輸送帶下滑力的帶動下制動輸送帶。該保護方式結(jié)構(gòu)簡單、具有較好的同步性，但是其缺點也比較明顯，可靠性低、制動力有待提升。

2.2整體式斷帶保護裝置

整體設計、分體安裝是這種類型斷帶保護裝置的設計原則，它和帶式輸送機相互獨立，便于安裝，在制動的過程中不會損壞輸送機的機架。

2.3使用阻尼板和單向托輥摩擦制動

阻尼板和單向托輥摩擦制動方式的原理是全程摩擦制動，在上面的輸送帶實現(xiàn)制動的方式為依靠輸送帶和單向托輥之間的滑動摩擦力，在下方的輸送帶實現(xiàn)制動的方式為：斷帶后下輸送帶必定會下垂，而下垂后必然會直接的接觸滑動摩擦力，在這種力的作用下下輸送帶下滑速度會越來越慢，直至停止。但是這種制動方式需要把帶式輸送機的托輥全部換成單向托輥，同時還需要鋪設大量的阻尼板，改造費用過大，因此使用的范圍較小，很難普及。

下文中筆者介紹一種新型的帶式輸送帶斷帶保護裝置，可以有效地克服上述問題，同時造價相對便宜，易于安裝，系 性價比較高。

3　全斷面液壓斷帶保護裝置

這種全斷面液壓斷帶保護裝置的主要構(gòu)造有：制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、斷帶信號采集系統(tǒng)等等。其中，組成制動系統(tǒng)的有下抓捕機架和上抓捕機架；組成液壓系統(tǒng)的有液壓泵站、油管、蓄能器等。組成采集斷帶信號的系統(tǒng)主要有編碼器、信號采集器等。通過編碼器信號采集器可以采集膠帶的運行速率、方向，經(jīng)過傳感器的分析，可以對輸送帶進行綜合的判定，辨明是否發(fā)生斷帶。

帶式運輸機在運行的時候，電控系統(tǒng)不間斷的實時對一起旋轉(zhuǎn)的編碼器輸出的信息進行采集，對輸送機的運行狀態(tài)進行判斷。一旦輸送機發(fā)生斷帶，上輸送帶會向相反的方向運行，運行的速度也會呈現(xiàn)：出向上減小——變?yōu)榱恪蛳录铀俚倪^程，雖然在故障發(fā)生后下輸送帶的運行方向和未發(fā)生斷帶之前一致，但是其運行速度會發(fā)生改變，從圖中我們可以看出3和4兩個編碼器的速度和運行的方向，會準確的辨別輸送帶是否發(fā)生斷帶。

帶式輸送機在正常工作的時候，其被信號采集器采集的信息顯示正常，此時電控箱不會發(fā)出處理的信號，抓捕裝置也不會工作。一旦輸送帶斷裂，輸送帶的運行情況會被編碼器、傳感器采集到，和正常工作下采集的信號有一定的差別，對這種異常的信號，信號采集系統(tǒng)會向電控系統(tǒng)傳遞，在電控系統(tǒng)收到來自信號采集系統(tǒng)采集到的異常數(shù)據(jù)后進行綜合的分析、處理，進一步的判斷輸送帶是否發(fā)生斷裂。如果電控系統(tǒng)判斷不是斷帶事故則不執(zhí)行下一步，如果判斷為斷帶事故，電控系統(tǒng)就會發(fā)出信號，第一時間把運輸機的動力電源切斷，讓輸送機沒有電力的支撐而停止運行；與此同時，再驅(qū)動抓捕系統(tǒng)執(zhí)行抓捕動作，在強大摩擦力的制動下，輸送帶停止下滑。

實踐表明，這種類型的斷帶保護裝置在0.9秒內(nèi)完成一系列的抓捕動作，按照國內(nèi)現(xiàn)行的允許帶式輸送機的運行速度來看，完全勝任當前的斷帶保護工作。

4　結(jié)束語

筆者在本文中分析了液壓斷帶保護裝置，以帶式輸送機實際的運行情況為基礎，認真的研究了上運輸送帶及下運輸送帶發(fā)生斷帶的原因以及斷帶后其運行的特定。這種新型的斷帶保護裝置，可以準確的檢測出帶式運輸機發(fā)生斷帶事故，全程的對帶式運輸機進行檢測，保證煤礦的安全運行，這種帶式運輸機斷帶保護裝置可以滿足當前國內(nèi)煤礦生產(chǎn)的需求，未來將會得到普及。

參考文獻：

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[2]李繼紅,苗運江,巫峰,張春光,姚建南,王麗威.基于PLC的分步斷帶保護裝置設計[J].制造業(yè)自動化,2012(14).

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.199