李 旭

（同煤集團云岡礦，山西 大同 037017）

云岡礦生產(chǎn)條件極其復(fù)雜，巷道坡度起伏較大，帶式輸送機極易彈起和跑偏，皮帶磨損嚴重。因此有必要設(shè)計一種新型的滾筒調(diào)偏裝置，有效地提高帶式輸送機運輸?shù)陌踩浴?/p>

1 工程概況

云岡礦使用SSJ-1000/160/125 帶式輸送機運輸過程中會存在張力不均，空皮帶運行時存在忽左忽右跑偏現(xiàn)象，拉水煤時皮帶跑偏灑煤現(xiàn)象嚴重。由于巷道起伏過大，帶式輸送機空載或輕載時飄帶，皮帶刮擦巷道頂板，容易造成帶式輸送機部件損壞，導(dǎo)致運輸系統(tǒng)發(fā)生故障而停車，嚴重時可使皮帶撕裂，危及工作人員的人身安全。為了防止跑偏，設(shè)計了一種新型的滾筒電液跑偏調(diào)節(jié)裝置。

2 電液跑偏調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計

2.1 裝置的結(jié)構(gòu)分析

設(shè)計的電液跑偏調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示，該裝置主要包括液壓油缸、軸座、鍥形滑塊、步進電機等部件。

圖1 電液跑偏調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

軸座的設(shè)計主要是帶動主軸進行移動，該設(shè)計當中主要是帶動主軸進行橫向移動，調(diào)整主軸所處的位置。在軸座的設(shè)計中選用Q235D 鋼板，厚度為33 mm，采用銑床加工，銑削深度為15 mm，形狀為楔形槽。在該處設(shè)計安裝有楔形滑塊，作用為對軸座進行固定，從而實現(xiàn)準確調(diào)整位置。液壓油缸采用昂宇氣動壓力公司生產(chǎn)的CX-SD 型薄型立式液壓油缸，型號CX-SD40-40 方形油缸。確定選用57 步進電機，使用DC24V 驅(qū)動電壓，工作轉(zhuǎn)速90～900 rpm 范圍。

2.2 裝置的設(shè)計原理分析

（1）液壓油缸理論輸出力計算

輸出力計算公式：

式中

F-輸出力，kN；

A-液壓油缸面積，m2；

D-液壓油缸直徑，取40 mm；

p-壓強條件，取20 MPa；

π-常數(shù)，取3.141 5。

計算可得F=25 kN。輸出力為25 kN 可以使得軸座進行橫向運動。具有15 mm 的厚度，通過轉(zhuǎn)動來完成縱向運動。

（2）調(diào)偏尺寸與控制器計算

確定的油缸直徑為40 mm，油缸行程40 mm；步進電機扭矩2.3 N·m，驅(qū)動器脈沖25 600；鍥形滑塊配置M12 的螺母，絲杠為Φ12 mm，運行長度5 mm。鍥形滑塊的形狀如圖2 所示，設(shè)定調(diào)整偏差的偏移量L，縱向移動的距離H，運行角度為60°。滾筒主軸對偏差糾正的距離為0～40 mm。

圖2 鍥形滑塊示意圖

設(shè)定輸出脈沖數(shù)為S個，可知：

因此，在上位機中，只要將得到的帶式輸送機滾筒主軸的偏移量輸入，就能夠遠程對筒主軸進行精準的移動，降低滾筒主軸移動的移動偏差，提高糾偏效率和運行效率。

2.3 裝置調(diào)偏過程分析

當電液跑偏調(diào)節(jié)裝置接收到糾偏信號后，控制器為步進電機驅(qū)動器發(fā)射信號，絲杠轉(zhuǎn)動使鍥形發(fā)生復(fù)位；控制器相關(guān)信號，打開液壓泵完成電磁閥的轉(zhuǎn)向，使軸座發(fā)生橫向運動。步進電機對接收的信號進行計算后，推動鍥形滑塊進行縱向運動，實現(xiàn)精確定位。之后軸座復(fù)位固定在鍥型滑塊的后軸座，控制器發(fā)射信號，電磁閥處于中間的中封處，將油缸進行固定，以實現(xiàn)準確地移動，完成對偏差的糾正。

3 電液跑偏調(diào)節(jié)裝置的遠程控制系統(tǒng)分析

對煤礦帶式皮帶運輸機的電液跑偏調(diào)節(jié)裝置進行遠程自動化控制操作，實現(xiàn)對機頭和機尾處的運輸皮帶物料運輸部分進行糾偏，并可根據(jù)實際情況對糾偏量進行調(diào)整，可以有效地提高糾偏效率以及設(shè)備的工作效率。

針對該電液跑偏調(diào)節(jié)裝置設(shè)計了遠程控制系統(tǒng)，該遠程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3 所示。該系統(tǒng)主要包括上位機、主控制器、下屬控制器等部分。

圖3 電液跑偏調(diào)節(jié)裝置的遠程控制系統(tǒng)

下屬各控制器對各電磁閥及驅(qū)動器進行有效控制，并通過主控制器與上位機進行相互的通信連接。下屬各控制器對皮帶運輸機及相關(guān)部件運輸?shù)男畔⑦M行采集、傳輸、整理，工作人員通過上位機在主控制器上就可以完成相應(yīng)的操作，從而實現(xiàn)對滾筒主軸的移動及控制皮帶運行的位置。在系統(tǒng)當中，主要是依靠安裝上皮帶上的傳感器，對皮帶跑偏進行識別與檢測，進一步可以掌握跑偏的位置及位移量，從而通過遠程操作電液跑偏調(diào)節(jié)裝置的辦法來完成偏差的調(diào)整。

4 實踐應(yīng)用及效果分析

電液跑偏調(diào)節(jié)裝置完成設(shè)計及制造后，在SJ-1000/160/125 帶式輸送機上進行了安裝調(diào)試，并在云岡礦8415 工作面進行了實踐應(yīng)用。從2019 年2月至2019 年8 月期間，SJ-1000/160/125 帶式輸送機運行穩(wěn)定，電液跑偏調(diào)節(jié)裝置能對帶式輸送機滾筒主軸的跑偏情況進行遠程處理，保障帶式輸送機皮帶在正確位置運行。在半年的時間內(nèi)，該帶式輸送機無因皮帶跑偏而發(fā)生的安全事故，有效地提高了帶式輸送機的運輸效率。該電液跑偏調(diào)節(jié)裝置外形美觀、輕巧，結(jié)構(gòu)簡單，效率高效，能夠解決SJ-1000/160/125 帶式輸送機皮帶跑偏問題。