韓望月

（山西工程職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030006）

1 多級帶式輸送機

多級帶式輸送機在現(xiàn)代煤礦運輸工作中已經(jīng)成為最理想的高效連續(xù)運輸設(shè)備,相比較于其他運輸設(shè)備來說,多級帶式煤礦運輸機可以運輸?shù)拿旱V量更大、可以連續(xù)不斷的運輸、運行起來也更加的可靠、運送的距離也更加長［1］。

翻閱大量資料后發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)外為了提高帶式輸送機的性能，開發(fā)了許多保護裝置和新產(chǎn)品。如美國生產(chǎn)的抗沖擊支架可以吸收下落物料對輸送帶的沖擊。研究人員發(fā)現(xiàn)將碳黑與橡膠混合烴混合后具有膠狀特性，將其混合物覆蓋在輸送帶兩端，可以降低輸送帶表面磨耗。我國已開發(fā)了許多帶式輸送機綜合保護裝置，多數(shù)采用單片機為控制和保護核心器件。近年來隨著可編程控制器PLC技術(shù)的發(fā)展和成熟，逐漸取代了單片機的控制成為主要的控制和保護核心。

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)效率要求的提高，傳統(tǒng)保護控制系統(tǒng)僅對故障進行檢測已滿足不了要求，還需要對檢測到的故障能進行自動辨別和適當調(diào)整。本設(shè)計提出的故障檢測系統(tǒng)對于能夠自動調(diào)整的故障將實現(xiàn)自動調(diào)整，對于無法完成自動調(diào)整的故障系統(tǒng)將作出報警并進行保護，使效率和安全同時得到兼顧，有效地提高了皮帶輸送機的智能化水平。

但在提高皮帶運輸機自動化程度和提高生產(chǎn)效率的過程中，多級皮帶輸送機產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)、信息，需要實時處理。用單片機微處理器和PLC控制保護系統(tǒng)很難完成數(shù)據(jù)與信息的實時運算和仿真。DSP控制系統(tǒng)具有集約度更高和數(shù)據(jù)處理速度更快的優(yōu)點，因此本文設(shè)計了以DSP為核心控制模塊的帶式輸送機綜合保護控制系統(tǒng)［2］。

2 有關(guān)多級帶式輸送機

在煤礦生產(chǎn)運輸中，為了在復(fù)雜的巷道內(nèi)達到煤炭的高效運輸要求，往往會采用在不同區(qū)段布置多條輸送機，從而構(gòu)成多級帶式輸送機運輸系統(tǒng)。多級帶式輸送機因其具有連續(xù)運輸能力大、工作運行阻力小、耗電量低、運輸運行距離長、使用運行壽命長等優(yōu)勢而得到了廣泛的使用。帶式輸送機由機架、托輥驅(qū)動裝置、輸送帶、拉緊裝置和清掃裝置幾部分組成。帶式輸送機的工作原理是：膠帶繞經(jīng)傳動、改向和拉緊滾筒接成環(huán)形，由拉緊裝置保證輸送帶運行所需的正常張力（如圖1）。運行時驅(qū)動裝置驅(qū)動傳動滾筒，傳動滾筒和膠帶兩者之間的摩擦力帶動膠帶運行，這樣，物料便隨著輸送帶運行到輸送機端部卸出，物料載入下一級輸送帶，以此規(guī)律最終將物料輸送到目的地。

圖1 帶式輸送機結(jié)構(gòu)圖

3 帶式輸送機常見事故的預(yù)防

帶式輸送機運行過程中有時會發(fā)生火災(zāi)事故，通過生產(chǎn)實踐和技術(shù)理論探索，總結(jié)出了帶式傳動輸送機發(fā)生火災(zāi)事故的主要原因包括以下幾個方面，設(shè)計和制造方面的原因是使用非阻燃輸送帶或不合格的阻燃帶，另外也有可能是液力耦合器使用了不合格的易熔塞和可燃性介質(zhì)；在運行中輸送帶長時間與物料、電纜、木塊等摩擦起火；在運行中因超載或由于輸送帶嚴重跑偏及部分托輥不轉(zhuǎn)等原因使輸送帶打滑，致使皮帶溫度急劇升高，如不能及時發(fā)現(xiàn)引起火災(zāi)。

帶式輸送機運行過程中會發(fā)生膠帶打滑故障，主要是在運行過程中因超載導(dǎo)致膠帶阻力過大，在使用中沒有及時進行輸送帶的張緊度檢查造成膠帶張力不夠；煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，在運行中不可避免的會發(fā)生因為煤粉等雜物導(dǎo)致膠帶與驅(qū)動滾簡之間摩擦系數(shù)減小等方面的情況，這些情況都會使帶式輸送機出現(xiàn)膠帶打滑的問題。另外當選擇使用非常具彈性或有阻燃性的煤礦制作輸送帶時,還極有可能會因部分煤礦傳動跑偏而直接增加部分煤礦輸送帶正常工作運行時的傳動阻力,使部分煤礦輸送帶內(nèi)部發(fā)生嚴重打滑,甚至還會直接引起一些大型礦井內(nèi)部發(fā)生嚴重火災(zāi)事故。

輸送帶線路跑偏的各種預(yù)防措施主要包括:提高線路安裝技術(shù)質(zhì)量；提高專用輸送帶線路接頭維護質(zhì)量；加強線路巡回檢查與線路維護；保證線路裝載不偏；保證線路清掃維護裝置正常。

4 設(shè)備故障診斷系統(tǒng)

隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步,設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,功能越來越齊全完善,自動化管理程度也越來越高。由于許多無法避免的環(huán)境因素的影響,有時這些設(shè)備可能會出現(xiàn)各種各樣的故障以致性能降低或完全失去了所預(yù)定的工作性能,甚至還會造成嚴重的災(zāi)難性設(shè)備事故。這是存在于生產(chǎn)過程中的安全事故,同時機器設(shè)備發(fā)生損壞可能造成巨大的社會經(jīng)濟損失、人員傷亡和環(huán)境污染。

設(shè)備運行故障異常診斷的工作目的主要是:（1）為了能及時、準確地對各種異常運行狀態(tài)或設(shè)備故障異常狀態(tài)設(shè)備做出故障診斷,預(yù)防或有效消除設(shè)備故障,對保證設(shè)備的正常運行狀況進行必要的技術(shù)指導(dǎo),提高故障設(shè)備正常運行的工作可靠性、安全性和工作有效性以及把設(shè)備故障造成損失大大降低或達到行業(yè)最低水平。（2）為了保證工業(yè)設(shè)備能夠發(fā)揮最大的綜合設(shè)計利用能力,制定合理的設(shè)備檢查養(yǎng)護維修管理制度,以便在經(jīng)濟允許的使用條件下,充分挖掘工業(yè)設(shè)備發(fā)展?jié)摿?延長設(shè)備服役壽命期限和設(shè)備使用壽命,降低工業(yè)設(shè)備使用周期維護費用。（3）通過設(shè)備檢測結(jié)果監(jiān)視、故障原因分析、性能質(zhì)量評估等,為制造設(shè)備進行結(jié)構(gòu)設(shè)計修改、優(yōu)化裝備設(shè)計、合理規(guī)劃制造及設(shè)備生產(chǎn)的全過程管理提供數(shù)據(jù)和技術(shù)信息。

5 基于智能技術(shù)的設(shè)備故障檢測

智能化的設(shè)備故障自動檢測管理系統(tǒng)包括了對設(shè)備內(nèi)部故障的檢測智能化、集成化和故障高精度化（如圖2）。集成化診斷是通過采用各種虛擬儀器處理技術(shù)的診斷平臺，將各類數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)、信號信息處理分析技術(shù)和各種診斷系統(tǒng)理論研究方法有效地整合集成在一起，這樣用戶可根據(jù)實際應(yīng)用需要對各種診斷系統(tǒng)性能進行技術(shù)升級和改善擴大診斷系統(tǒng)的性能測試應(yīng)用范圍。

圖2 帶式輸送機智能故障檢測框圖

高精度化控制是運用先進的特征信號因子進行處理的技術(shù)方法，從原始控制信號中快速提取敏感的、能反映整個機器工作狀態(tài)的各種特征信號因子。比如煙霧傳感器檢測的信號超限時，系統(tǒng)能識別煙霧故障，但是引起煙霧故障的原因很多，這時系統(tǒng)就必須結(jié)合溫度傳感器的信息加以識別，而不是產(chǎn)生煙霧就要進行灑水操作。

智能化檢測系統(tǒng)主要具有專家系統(tǒng)和設(shè)備智能化檢測功能，能對各種設(shè)備維修技術(shù)、故障狀況性能進行實時檢測，并能準確診斷和找出各種設(shè)備技術(shù)故障可能發(fā)生的關(guān)鍵部位和故障原因，將煙霧、速度、跑偏、溫度、堆煤、緊急停車、張緊力、粉塵和撕裂等傳感器收集得到的信息進行提取，然后進行分析判斷，再和專家系統(tǒng)中故障信息作比較，確定故障類型和位置，最終做出決策判斷并執(zhí)行相應(yīng)的報警、調(diào)整或停機。

6 結(jié)論

綜上所述，設(shè)備故障診斷系統(tǒng)可以有效減少意外停機事件，增加設(shè)備的可利用率和提高生產(chǎn)效率?？梢詫崟r監(jiān)測一些設(shè)備早期的故障,使得大修轉(zhuǎn)為小修,可以延長一些設(shè)備的維護周期,降低直接維護的成本?？梢詫崟r監(jiān)測設(shè)備的振動,減少無用功,減少耗電,節(jié)約能源，同時可以延長設(shè)備的使用壽命,降低折舊成本?？梢詫崿F(xiàn)設(shè)備狀態(tài)智能化監(jiān)控,減少設(shè)備維護人員。設(shè)備故障診斷對影響資本收益率因素的改善雖然很難達到其理論值,但是只要產(chǎn)生百分之一的效果就能取得豐厚的回報,該項投入具有無風(fēng)險,高收益的特征。