李樂樂

（山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

引言

帶式輸送機(jī)在使用過程中常常出現(xiàn)打滑的情況，這種打滑現(xiàn)象在運(yùn)輸過程中是無法避免的，不僅會造成輸送機(jī)上的皮帶磨損嚴(yán)重，還會由于皮帶長時(shí)間磨損發(fā)熱而著火。處理輸送機(jī)皮帶打滑，通常采用調(diào)整輸送機(jī)的張緊力來減少打滑現(xiàn)象，然而對于露天開采煤礦，運(yùn)輸系統(tǒng)通常是將多個(gè)運(yùn)輸單元串聯(lián)起來，而運(yùn)輸單元往往是深入洞室中的，在實(shí)際生產(chǎn)中工作人員在生產(chǎn)時(shí)無法進(jìn)入，當(dāng)其中一部輸送單元發(fā)生打滑現(xiàn)象后，由于部分運(yùn)輸單位堆煤而導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)癱瘓，無法從根本上解決運(yùn)輸單元打滑現(xiàn)象[1-2]。

長平煤礦53031 巷道在前期掘進(jìn)過程中，平均掘進(jìn)工程量為6.5 m/d，掘進(jìn)效率相對較低，其中設(shè)備對巷道掘進(jìn)影響較大，帶式輸送機(jī)打滑跑偏就是主要原因之一。根據(jù)機(jī)掘三隊(duì)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，巷道在前期掘進(jìn)過程中因帶式輸送機(jī)打滑跑偏導(dǎo)致機(jī)電事故共計(jì)4 起，其中斷帶事故3 起、電機(jī)燒毀事故1起，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)47.4 萬元，嚴(yán)重制約著巷道安全快速掘進(jìn)，對此，機(jī)掘三隊(duì)通過技術(shù)研究，決定對帶式輸送機(jī)安裝一套液控防打滑張緊裝置。

1 液控防打滑張緊裝置結(jié)構(gòu)原理

1.1 裝置設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)時(shí)，所有輸送機(jī)的工作原理基本上都采用某種拉緊方式，主要考慮點(diǎn)是：為了防止輸送機(jī)皮帶傳動滾筒處發(fā)生打滑，必須保證滾筒處的皮帶具有適當(dāng)?shù)乃蛇厪埩?；避免輸送帶在運(yùn)輸過程中受大塊矸石沖擊而導(dǎo)致輸送帶變松；輸送帶的運(yùn)輸沿線上的各個(gè)加料點(diǎn)以及其他位置的輸送帶都必須具有適宜的張力，且能夠補(bǔ)償輸送帶長度的變化[3]。

新型的張緊機(jī)構(gòu)必須保證輸送帶各個(gè)位置的皮帶具有適宜的張緊力，當(dāng)皮帶的張緊力較大時(shí)會造成皮帶拉長變形，會對運(yùn)輸系統(tǒng)的滾筒及其他設(shè)備造成一定的磨損。因此為了滿足合適的張緊力，通常采用液壓油缸對皮帶的張緊力進(jìn)行調(diào)整，然而由于張緊機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)沒有液壓系統(tǒng)，且需要使用電動推桿，然而電動推桿在帶負(fù)荷的狀態(tài)下無法啟動。綜上所述，技術(shù)人員采用電液推桿作為張緊機(jī)構(gòu)的動力源。

1.2 裝置結(jié)構(gòu)組成

機(jī)構(gòu)主要由以下部件組成：電液推桿、張緊塊和張緊滾筒，如圖1 所示。技術(shù)人員在滾筒兩側(cè)各安裝一套電液推桿，這樣能夠確保滾筒在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩邊的受力平衡。電動推桿在運(yùn)行時(shí)能夠及時(shí)得到壓力反饋，從而逐漸同步調(diào)整滾筒兩側(cè)的張緊力。

通過在運(yùn)行時(shí)皮帶不發(fā)生打滑的最小張緊力以及皮帶的行程來計(jì)算出電液推桿的規(guī)格。電液推桿的最大推力可以通過張緊力來計(jì)算，最大推力通常比實(shí)際計(jì)算出來的值要大一些。然而皮帶運(yùn)行時(shí)推力如果一直大于皮帶不發(fā)生打滑張緊力，也會對于運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成一定的阻力，因此最大推力只是在必要的打滑情況下采取的緊急措施。

1.3 工作原理

1）電液推桿油缸的伸縮主要是通過張緊機(jī)構(gòu)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，伸縮油缸的推力大小根據(jù)液壓閥組的溢流閥決定，油缸泄壓閥通常在生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)固定。因此該新型張緊機(jī)構(gòu)主要通過系統(tǒng)安裝的壓力傳感器來測量皮帶張緊力，系統(tǒng)根據(jù)測量的結(jié)果來判斷油缸是否伸縮，以此來確保皮帶具有合適的張緊力。此外設(shè)計(jì)人員還在系統(tǒng)中安裝了一套帶速測量傳感器，該傳感器能夠及時(shí)測量出皮帶發(fā)生打滑，該張緊機(jī)構(gòu)軟件還具有正常工作及打滑兩種控制模式。

圖1 電液推桿張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）張緊機(jī)構(gòu)的工作過程如下：系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果壓力傳感器測得的壓力值小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會認(rèn)為皮帶的張緊力不夠，此時(shí)張緊機(jī)構(gòu)會將油缸伸出來增大皮帶的張緊力；如果壓力傳感器測得的壓力值大于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會認(rèn)為皮帶的張緊力適宜，此時(shí)張緊機(jī)構(gòu)的電推桿電機(jī)會停止運(yùn)轉(zhuǎn)，皮帶維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)[4-5]。

3）皮帶發(fā)生打滑時(shí)電滾筒還在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)若帶速傳感器測量到皮帶的運(yùn)行速度不穩(wěn)定，說明皮帶處于打滑狀態(tài)，需要張緊機(jī)構(gòu)對皮帶進(jìn)行張緊，此時(shí)張緊機(jī)構(gòu)的電推桿電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)來帶動推動活塞桿張緊，當(dāng)帶速傳感器測量到皮帶速度正常后，控制程序會留一定的延時(shí)，這是為了確保大塊原煤順利運(yùn)出，當(dāng)延時(shí)結(jié)束，壓力傳感器恢復(fù)正常設(shè)定值后電推桿縮回并將電推桿停轉(zhuǎn)，通過這種方式來避免皮帶發(fā)生打滑。

2 液控防打滑張緊裝置優(yōu)點(diǎn)

電液推桿的動力來源于電動機(jī)，雙向齒輪泵工作后輸出液壓油，液壓油經(jīng)過高壓管路后到達(dá)油缸，以此來實(shí)現(xiàn)活塞的運(yùn)動。采用電液推桿設(shè)計(jì)的張緊機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的電動推桿及液壓缸相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）電液推桿具有過載保護(hù)。當(dāng)電液推桿在正常工作時(shí)受到的外力大于設(shè)定的推力或推桿的行程達(dá)到極限后電機(jī)仍然處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)液壓油的壓力一旦增加到溢流閥的設(shè)定值后，逆流閥會自動進(jìn)行溢流，從而實(shí)現(xiàn)電液推桿過載保護(hù)，此時(shí)電機(jī)雖然還在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但不會燒毀。

2）電液推桿具有自鎖功能。電液推桿的液壓閥組中安裝有一套液壓鎖，該壓力自鎖機(jī)構(gòu)能夠確保活塞桿在自鎖后處于固定位置，從而實(shí)現(xiàn)保壓。

3）遠(yuǎn)程操控功能。由于智能化水平的提高以及露天開采的特殊性，要求設(shè)備在運(yùn)行時(shí)能夠及時(shí)測量負(fù)載壓力并遠(yuǎn)程進(jìn)行操控，方便工作人員在事故發(fā)生后能夠及時(shí)處理。

3 液控防打滑裝置應(yīng)用效果

截止 2019 年 8 月 12 日，53031 巷已掘進(jìn)到位，對巷道內(nèi)SSJ-800 型帶式輸送機(jī)安裝液控防打滑張緊裝置后，通過4 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來看，該裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，整套裝置成本費(fèi)用不足1.2 萬元，裝置便于安裝維護(hù)且故障率低，可用于不同型號的采掘帶式輸送機(jī)上。該裝置安裝后有效降低了帶式輸送機(jī)打滑跑偏機(jī)率，使得輸送機(jī)打滑事故率降低了7%，降低設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)35 萬元，保證了掘進(jìn)巷道帶式輸送機(jī)安全高效運(yùn)輸。