何甜靜

（陜西陜煤銅川礦業(yè)有限公司礦山救護大隊，陜西 銅川 727000）

玉華煤礦結(jié)合井下工作面現(xiàn)場條件，設(shè)計采用下運可伸縮帶式輸送機，其布置方式如圖1 所示。該超長距離和超大運量下運可伸縮帶式輸送機運量2640 t/h，帶速3.5 m/s，運距2100 m，巷道平均坡度為-5.8°，提升高度為-205 m。

圖1 超長距離和超大運量下運帶式輸送機布置圖（mm）

該帶式輸送機采用液壓式和重錘式張緊，對不同工況下張緊力進行自動調(diào)節(jié)。但是從現(xiàn)場實踐應(yīng)用效果來看，該張緊裝置的應(yīng)用效果不好，存在液壓設(shè)備故障率高、張緊調(diào)節(jié)緩慢等諸多問題。該下運可伸縮帶式輸送機時常出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，帶式輸送機以往采用液壓式和重錘式張緊裝置必須進行優(yōu)化改進。為有效解決該超長距離和超大運量下運可伸縮帶式輸送機打滑問題，有必要對設(shè)備以往張緊裝置進行優(yōu)化改進。

1 變頻調(diào)速自動張緊裝置的分析

1.1 工作原理

對超長距離和超大運量下運可伸縮帶式輸送機進行變頻調(diào)速自動張緊裝置優(yōu)化改進后，其安裝布置情況如圖2 所示。

圖2 優(yōu)化改進后張緊裝置安裝示意圖

工作原理：裝置中控制系統(tǒng)核心PLC 控制器可實現(xiàn)分離點張力數(shù)據(jù)的采集與處理，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時計數(shù)、算術(shù)運算相應(yīng)指令，在系統(tǒng)中通過設(shè)置“緊帶”“松帶”“保持”三種模式，可以對分離點產(chǎn)生的不同張力問題進行有效的自動調(diào)節(jié)。對設(shè)備分離點張力進行實時采集檢測，將采集數(shù)值與之前設(shè)定的張緊拉力值比較分析。如檢測的張力值小于設(shè)定值，裝置的PLC 控制器會自動調(diào)整至“緊帶”模式，張緊電動機正向纏進直至分離點張力數(shù)值與設(shè)定值一致時停止動作，此時裝置PLC 控制器會自動調(diào)整為“保持”模式；如檢測到的張力數(shù)值大于設(shè)定值，裝置的PLC 控制器會自動調(diào)整至“松帶”模式，張緊電動機被迫進行反向運行，變頻器驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，電動機在發(fā)電狀態(tài)下經(jīng)變頻器中續(xù)流二極管將再生能量整流回饋到電網(wǎng)，至檢測到張力值與設(shè)定值一致時停止動作，此時裝置的PLC 控制器自動調(diào)整為“保持”模式。

1.2 變頻調(diào)速自動張緊裝置結(jié)構(gòu)

下運可伸縮帶式輸送機變頻調(diào)速自動張緊裝置結(jié)構(gòu)如圖3 所示，該自動張緊主要包括有張緊絞車、張力變送器、壓力變送器、液壓系統(tǒng)、隔爆變頻調(diào)速控制箱、緩沖裝置及傳感器等部件。

圖3 變頻調(diào)速自動張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖（mm）

該下運可伸縮帶式輸送機變頻調(diào)速自動張緊裝置電氣控制系統(tǒng)示意圖如圖4 所示，主要包括有三菱公司FX2N型PLC、外部壓力傳感器、張力傳感器、四象限變頻器、主電動機和油泵電動機等。

圖4 變頻調(diào)速自動張緊裝置電氣控制系統(tǒng)示意圖

電氣控制系統(tǒng)主要是對分離點張力進行實時控制和調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)皮帶的自動張緊功能，保障下運可伸縮帶式輸送機可以在最佳狀態(tài)下進行運行，安全可靠。FX2N 型PLC 控制器可以精確控制電動機運行轉(zhuǎn)距，同時實現(xiàn)張力傳感器采集數(shù)據(jù)的處理，進而實施調(diào)節(jié)控制。在該變頻調(diào)速自動張緊裝置中設(shè)計有隔爆型操作箱，主要是使用在施工現(xiàn)場用來簡單實現(xiàn)就地控制功能以及對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測功能；隔爆型變頻調(diào)速控制箱應(yīng)用SPWM 變頻調(diào)速技術(shù)，在對張力、壓力傳感器數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對張緊絞車的有效控制，操作可靠方便；液壓系統(tǒng)為離合器和制動器提供動力；設(shè)計有緩沖系統(tǒng)為設(shè)備在啟動、停止過程中出現(xiàn)的張力峰值進行緩沖，對張緊裝置、張緊絞車進行整體保護。

2 變頻調(diào)速自動張緊裝置電氣控制系統(tǒng)設(shè)計[1-6]

2.1 電氣控制系統(tǒng)

2.2 電氣系統(tǒng)工作模式

該變頻調(diào)速自動張緊裝置電氣系統(tǒng)設(shè)置有“自動”“手動”“收帶”三種工作模式。

（1）自動模式。自動張緊裝置設(shè)置在自動模式下，控制器收到設(shè)備啟動信號，裝置中的張緊絞車結(jié)構(gòu)可自動實施啟動和運行，完成自動張緊過程，裝置的控制、運行、監(jiān)控全部通過PLC 控制器完成。

（2）手動模式。自動張緊裝置設(shè)置在手動模式下，工作人員可以通過啟動設(shè)備上的“緊帶”“松帶”“保持”按鈕來實施增加、減小、保持張力的過程。手動模式主要是應(yīng)用在對帶式輸送機實施調(diào)試工況下。

（3）收帶模式。自動張緊裝置設(shè)置在收帶模式下，控制器收到設(shè)備收帶信號后，自動調(diào)節(jié)分離點張力值至合適數(shù)值，在保障可將多余皮帶回收至收帶滾筒情況下，又可以使得帶式輸送機不發(fā)生堆帶現(xiàn)象。收帶模式主要是應(yīng)用于帶式輸送機回收皮帶的工況下。

3 效果分析

玉華煤礦采區(qū)工作面運輸順槽下運帶式輸送機幅有限，本文僅作了關(guān)鍵問題的分析與改善方案。精益改善是個持續(xù)改進的過程，后期依據(jù)PDCA 原則在方案實施過程中不斷檢驗改進效果，最終形成適合煤礦機修廠的精益管理體系，實現(xiàn)維修車間的高效運作。