王　婧（萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械與汽車工程系,山東　萊蕪　271100）

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帶式輸送機(jī)用斷帶保護(hù)裝置的研究與應(yīng)用

王婧
（萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)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(jī)發(fā)生斷帶的原因，然后簡(jiǎn)要分析了幾種保護(hù)裝置的使用情況，最后著重的介紹一種全新的保護(hù)裝置，使用該裝置后不僅可以克服現(xiàn)有保護(hù)裝置的不足，同時(shí)還具有如下優(yōu)點(diǎn)：較大的抓捕力、動(dòng)作靈活、高可靠性和維護(hù)性。通過(guò)研究該斷帶保護(hù)裝置，可以保障煤礦的安全生產(chǎn)，提高社會(huì)效益的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；斷帶保護(hù)；裝置研究

0　引言

進(jìn)入新世紀(jì)后，國(guó)內(nèi)煤炭開(kāi)采技術(shù)水平不斷提升，煤炭的產(chǎn)量也在節(jié)節(jié)增高，在煤炭開(kāi)采過(guò)程中其核心的技術(shù)裝備是膠帶輸送機(jī)，如今，膠帶輸送機(jī)由向功率大、帶速高等方向發(fā)展的趨勢(shì)，如果逆止器功能失效或者斷帶會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)事故，不僅會(huì)把輸送帶的機(jī)身摧毀。輸送的煤炭堵在巷道口，重的會(huì)造成企業(yè)停產(chǎn)較長(zhǎng)時(shí)間，為企業(yè)帶來(lái)不可挽回的損失。最近幾年，人們開(kāi)始重視帶式輸送機(jī)的斷帶問(wèn)題，人們除了預(yù)防避免出現(xiàn)事故之外。還有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)出一系列的保護(hù)措施，讓出現(xiàn)斷帶事故的時(shí)候可以及時(shí)、可靠地保護(hù)裝置，避免事故擴(kuò)大帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失的擴(kuò)大。

1　斷帶發(fā)生的原因

一般而言導(dǎo)致帶式輸送機(jī)發(fā)生斷帶的原因如下：1）輸送帶自身的質(zhì)量不過(guò)關(guān)。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的使用，輸送帶長(zhǎng)時(shí)間的處于高負(fù)荷運(yùn)行下，在加上沒(méi)有很好的進(jìn)行日常維護(hù)很可能會(huì)出現(xiàn)斷帶事故。2）輸送帶的接頭質(zhì)量不過(guò)關(guān)。輸送帶的接頭主要由硫化接頭和機(jī)械接頭組成，由于機(jī)械接頭的連接強(qiáng)度不高，因此當(dāng)前普遍使用硫化接頭，在加工的過(guò)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(méi)有嚴(yán)格的進(jìn)行控制，使用的原材料不過(guò)關(guān)、加工工藝不科學(xué)等，會(huì)讓連接強(qiáng)度和使用時(shí)間減小。3）在開(kāi)啟輸送機(jī)的瞬間輸送帶的應(yīng)力變化太大。再啟動(dòng)輸送機(jī)的時(shí)候，由于張力的存在，可能會(huì)導(dǎo)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(huì)斷裂。4）負(fù)荷變化幅度過(guò)大。輸送機(jī)在運(yùn)送得時(shí)候，可能會(huì)有質(zhì)量較大的雜物或者其他的原因，造成負(fù)荷變化幅度較大，導(dǎo)致輸送帶斷裂。

2　常用的斷帶保護(hù)裝置

筆者在文中簡(jiǎn)要的分析常見(jiàn)的斷代保護(hù)裝置。

2.1電控偏心輪式斷帶保護(hù)裝置

該設(shè)備主要使用的是偏心輪機(jī)構(gòu)，該偏心輪機(jī)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(dòng)下制動(dòng)輸送帶。該保護(hù)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有較好的同步性，但是其缺點(diǎn)也比較明顯，可靠性低、制動(dòng)力有待提升。

2.2整體式斷帶保護(hù)裝置

整體設(shè)計(jì)、分體安裝是這種類型斷帶保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原則，它和帶式輸送機(jī)相互獨(dú)立，便于安裝，在制動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)損壞輸送機(jī)的機(jī)架。

2.3使用阻尼板和單向托輥摩擦制動(dòng)

阻尼板和單向托輥摩擦制動(dòng)方式的原理是全程摩擦制動(dòng)，在上面的輸送帶實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的方式為依靠輸送帶和單向托輥之間的滑動(dòng)摩擦力，在下方的輸送帶實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的方式為：斷帶后下輸送帶必定會(huì)下垂，而下垂后必然會(huì)直接的接觸滑動(dòng)摩擦力，在這種力的作用下下輸送帶下滑速度會(huì)越來(lái)越慢，直至停止。但是這種制動(dòng)方式需要把帶式輸送機(jī)的托輥全部換成單向托輥，同時(shí)還需要鋪設(shè)大量的阻尼板，改造費(fèi)用過(guò)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(hù)裝置，可以有效地克服上述問(wèn)題，同時(shí)造價(jià)相對(duì)便宜，易于安裝，系 性價(jià)比較高。

3　全斷面液壓斷帶保護(hù)裝置

這種全斷面液壓斷帶保護(hù)裝置的主要構(gòu)造有：制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、斷帶信號(hào)采集系統(tǒng)等等。其中，組成制動(dòng)系統(tǒng)的有下抓捕機(jī)架和上抓捕機(jī)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(hào)的系統(tǒng)主要有編碼器、信號(hào)采集器等。通過(guò)編碼器信號(hào)采集器可以采集膠帶的運(yùn)行速率、方向，經(jīng)過(guò)傳感器的分析，可以對(duì)輸送帶進(jìn)行綜合的判定，辨明是否發(fā)生斷帶。

帶式運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，電控系統(tǒng)不間斷的實(shí)時(shí)對(duì)一起旋轉(zhuǎn)的編碼器輸出的信息進(jìn)行采集，對(duì)輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。一旦輸送機(jī)發(fā)生斷帶，上輸送帶會(huì)向相反的方向運(yùn)行，運(yùn)行的速度也會(huì)呈現(xiàn)：出向上減小——變?yōu)榱恪蛳录铀俚倪^(guò)程，雖然在故障發(fā)生后下輸送帶的運(yùn)行方向和未發(fā)生斷帶之前一致，但是其運(yùn)行速度會(huì)發(fā)生改變，從圖中我們可以看出3和4兩個(gè)編碼器的速度和運(yùn)行的方向，會(huì)準(zhǔn)確的辨別輸送帶是否發(fā)生斷帶。

帶式輸送機(jī)在正常工作的時(shí)候，其被信號(hào)采集器采集的信息顯示正常，此時(shí)電控箱不會(huì)發(fā)出處理的信號(hào)，抓捕裝置也不會(huì)工作。一旦輸送帶斷裂，輸送帶的運(yùn)行情況會(huì)被編碼器、傳感器采集到，和正常工作下采集的信號(hào)有一定的差別，對(duì)這種異常的信號(hào)，信號(hào)采集系統(tǒng)會(huì)向電控系統(tǒng)傳遞，在電控系統(tǒng)收到來(lái)自信號(hào)采集系統(tǒng)采集到的異常數(shù)據(jù)后進(jìn)行綜合的分析、處理，進(jìn)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(huì)發(fā)出信號(hào)，第一時(shí)間把運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力電源切斷，讓輸送機(jī)沒(méi)有電力的支撐而停止運(yùn)行；與此同時(shí)，再驅(qū)動(dòng)抓捕系統(tǒng)執(zhí)行抓捕動(dòng)作，在強(qiáng)大摩擦力的制動(dòng)下，輸送帶停止下滑。

實(shí)踐表明，這種類型的斷帶保護(hù)裝置在0.9秒內(nèi)完成一系列的抓捕動(dòng)作，按照國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的允許帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度來(lái)看，完全勝任當(dāng)前的斷帶保護(hù)工作。

4　結(jié)束語(yǔ)

筆者在本文中分析了液壓斷帶保護(hù)裝置，以帶式輸送機(jī)實(shí)際的運(yùn)行情況為基礎(chǔ)，認(rèn)真的研究了上運(yùn)輸送帶及下運(yùn)輸送帶發(fā)生斷帶的原因以及斷帶后其運(yùn)行的特定。這種新型的斷帶保護(hù)裝置，可以準(zhǔn)確的檢測(cè)出帶式運(yùn)輸機(jī)發(fā)生斷帶事故，全程的對(duì)帶式運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，保證煤礦的安全運(yùn)行，這種帶式運(yùn)輸機(jī)斷帶保護(hù)裝置可以滿足當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤礦生產(chǎn)的需求，未來(lái)將會(huì)得到普及。

參考文獻(xiàn)：

[1]張旭輝.一種新型電液控制型斷帶抓捕器的研制[J].機(jī)床與液壓, 2012(16).

[2]李繼紅,苗運(yùn)江,巫峰,張春光,姚建南,王麗威.基于PLC的分步斷帶保護(hù)裝置設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2012(14).

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