劉 震，李 洋，閆建偉

(寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，寧夏 石嘴山 753001)

0 引言

皮帶自移機(jī)尾是綜采工作面的重要輸送設(shè)備，在煤炭開采過程中承擔(dān)著順槽轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶輸送機(jī)的銜接，其可靠性及其操作的便利性直接影響井下運(yùn)輸?shù)臅惩ㄐ院透咝?。由于井下巷道地面的不平整性等原因，使得皮帶自移機(jī)尾在向前推進(jìn)過程中機(jī)身發(fā)生傾斜，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)平油缸損壞、皮帶輸送機(jī)的輸送帶發(fā)生跑偏等問題，影響轉(zhuǎn)載機(jī)和皮帶輸送機(jī)的正常運(yùn)行。因此皮帶自移機(jī)尾在實(shí)際工作過程中常常需要人為調(diào)整各調(diào)平油缸的高度，使皮帶自移機(jī)尾機(jī)身調(diào)平。目前井下對(duì)皮帶自移機(jī)尾的調(diào)平通常是手動(dòng)操作，整個(gè)調(diào)整過程中需要操作工人人為判斷設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制各個(gè)調(diào)平油缸的伸縮進(jìn)行調(diào)節(jié)，不但存在對(duì)皮帶自移機(jī)尾是否需要調(diào)平的誤判，而且調(diào)節(jié)操作過程存在耗時(shí)較長(zhǎng)、調(diào)整不準(zhǔn)確的問題。這種調(diào)平方法精度較低、耗時(shí)較長(zhǎng)、工作人員的工作量較大，影響整個(gè)綜采面的工作效率，也不利于井下設(shè)備自動(dòng)化、智能化的發(fā)展[1]。隨著井下煤炭開采對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化、智能化、高精度、高產(chǎn)高效要求的逐漸增高，手動(dòng)調(diào)平方法已經(jīng)不能滿足井下相關(guān)設(shè)備的發(fā)展要求，因此實(shí)現(xiàn)皮帶自移機(jī)尾自動(dòng)調(diào)平是對(duì)自移機(jī)尾的一次提升。本文分析了皮帶自移機(jī)尾的自動(dòng)調(diào)平原理，提出了基于本安型控制器、傾角傳感器、位移傳感器和電磁先導(dǎo)閥的自動(dòng)調(diào)平策略。

1 皮帶自移機(jī)尾自動(dòng)調(diào)平控制原理

皮帶自移機(jī)尾主要由抬高架、機(jī)頭架、機(jī)尾架、中間架、導(dǎo)軌、小車及調(diào)平油缸、側(cè)移油缸、推移油缸和滑靴等組成，同時(shí)配備有液壓控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

皮帶自移機(jī)尾自動(dòng)調(diào)平控制是由控制器通過傳感器反饋的機(jī)身參數(shù)判斷目前機(jī)身所處狀態(tài)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯計(jì)算，通過對(duì)電磁閥發(fā)出控制指令控制機(jī)頭尾的4個(gè)調(diào)平油缸的伸縮來調(diào)節(jié)機(jī)頭架、機(jī)尾架、中間架三部分的姿態(tài)使之達(dá)到調(diào)平效果。自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

1-抬高架；2-機(jī)頭架；3-調(diào)平油缸；4-推移油缸；5-小車；6-導(dǎo)軌；7-中間架；8-機(jī)尾架；9-側(cè)移油缸；10-滑靴

圖2 自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 自動(dòng)調(diào)平策略

目前大型平臺(tái)的調(diào)平策略主要有位置誤差控制調(diào)平策略和角度誤差控制調(diào)平策略兩種。位置誤差調(diào)平策略是通過控制調(diào)平油缸的伸縮使調(diào)平油缸的高度一致的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)平。位置誤差控制調(diào)平策略可根據(jù)所選基準(zhǔn)的不同分為最高點(diǎn)不動(dòng)調(diào)平策略、最低點(diǎn)不動(dòng)調(diào)平策略和中間點(diǎn)不動(dòng)調(diào)平策略。角度誤差調(diào)平策略是通過不斷調(diào)整調(diào)平油缸伸縮長(zhǎng)度來控制機(jī)身傾角的變化實(shí)現(xiàn)調(diào)平。結(jié)合皮帶自移機(jī)尾的機(jī)身結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)特點(diǎn)，單獨(dú)采用位置誤差控制調(diào)平策略或者角度誤差控制調(diào)平策略都不能達(dá)到很好的調(diào)平效果，需要將兩種策略相結(jié)合重新組合成一種策略。由于皮帶自移機(jī)尾機(jī)頭、機(jī)尾和中間架的連接屬于非剛性連接，調(diào)平油缸在機(jī)頭、機(jī)尾各兩個(gè)。因此為獲得更準(zhǔn)確的機(jī)身傾斜角度數(shù)據(jù)和調(diào)平油缸的位移數(shù)據(jù)，需在4個(gè)調(diào)平油缸內(nèi)安裝磁致伸縮位移傳感器，中間架上安裝一個(gè)雙軸傾角傳感器。

自移機(jī)尾是在順槽轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶輸送機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)下完成推移動(dòng)作，為不影響順槽轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶輸送機(jī)的正常運(yùn)行，要求皮帶自移機(jī)尾整個(gè)調(diào)平過程應(yīng)盡量平穩(wěn)、迅速地完成。因此控制器在對(duì)皮帶自移機(jī)尾機(jī)身調(diào)平過程中，應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)使機(jī)頭架和機(jī)尾架在X方向(左右方向)調(diào)平，防止由于機(jī)身傾斜導(dǎo)致輸送帶發(fā)生跑偏，然后進(jìn)一步調(diào)整機(jī)頭架和機(jī)尾架使Y方向(前后方向)調(diào)平。所以應(yīng)將位置誤差調(diào)平策略中的最高點(diǎn)不動(dòng)策略與角度誤差調(diào)平策略相結(jié)合的策略作為皮帶自移機(jī)尾的調(diào)平策略，具體自動(dòng)調(diào)平流程如圖3所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)皮帶自移機(jī)尾獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工況條件，闡述了一種符合其自動(dòng)調(diào)平的調(diào)平策略。該策略在理論上可有效地縮短自動(dòng)調(diào)平的時(shí)間，使整個(gè)調(diào)平過程更加平穩(wěn)、更加精確。增加傳感器可對(duì)皮帶自移機(jī)尾機(jī)身姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為設(shè)備的智能化奠定基礎(chǔ)。

圖3 皮帶自移機(jī)尾自動(dòng)調(diào)平流程