帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的研究

摘 要：本論首先對(duì)帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析，引出帶式輸送機(jī)在輸送物料過程中常見的故障，通過對(duì)各類故發(fā)生原因進(jìn)行分析，選擇合適的技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；監(jiān)控系統(tǒng)；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.138

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是電子技術(shù)的成熟以及大規(guī)模普及，對(duì)工廠的生產(chǎn)率具有很大提升，也大大降低了工廠的能源消耗。越來越多的企業(yè)在生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化改造，以便能夠?qū)ιa(chǎn)過程機(jī)型監(jiān)控制將電子信息技術(shù)用于對(duì)。因此，越來越多的企業(yè)使用自動(dòng)控制系統(tǒng)，生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)工廠的代名詞。

當(dāng)前工礦企業(yè)生產(chǎn)也向自動(dòng)化，信息化方向發(fā)展，主要是提高輸料系統(tǒng)的輸送效率，達(dá)到企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)。因此，怎樣將遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)使用在工礦企業(yè)越來越迫切。目前工礦生產(chǎn)，常用的帶式輸送機(jī)的輸送范圍在3.5千米，隨著長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)，對(duì)控制系統(tǒng)和保護(hù)設(shè)備提出了越來越高得要求。所以，如果要完成對(duì)整個(gè)帶式輸送機(jī)的自動(dòng)化改造，再設(shè)計(jì)時(shí)就必須充分考慮監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)性。在煤礦開采生產(chǎn)中，由于外界環(huán)境影響，井下皮帶輸送系統(tǒng)的監(jiān)控是監(jiān)控系統(tǒng)的重中之重，必須要實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)送料的監(jiān)控，同時(shí)也必須提高生產(chǎn)的安全性。

1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

帶式輸送機(jī)最開始的結(jié)構(gòu)由開式槽或直線構(gòu)成，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)龐大的家族，帶式輸送機(jī)具輸送范圍大、運(yùn)行成本低、輸送對(duì)象種類多、靈便性強(qiáng)、可靠性好、安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外的到非常廣泛的應(yīng)用。

帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示，其中的皮帶輸送機(jī)主要包括頭部、中部、尾部三個(gè)部分。頭部由頭輥及支承構(gòu)成；中部由支承架、限位輥、張緊輥構(gòu)成；尾部由支承架和調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成。

2 帶式輸送機(jī)的常見故障

（1）輸送帶打滑：帶式輸送機(jī)運(yùn)行的動(dòng)力是由滾筒與輸送帶相互之間摩擦提供，如果出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，那么就會(huì)降低輸送機(jī)輸送效率。當(dāng)動(dòng)力部分正常運(yùn)行，但是輸送速度較低時(shí)，可以認(rèn)定是輸送帶打滑所致，如果任由這種情況發(fā)展，最終會(huì)由于溫度過高使傳送帶損壞。

（2）輸送帶撕裂：由于很多物料形狀不一，有些比較平滑而有些則邊緣鋒利，在運(yùn)送過程中很容易扎傷輸送帶， 當(dāng)這些邊緣鋒利的物體落在貨架上后，將形成在傳送帶表面持續(xù)作用，就會(huì)有卡的更緊的趨勢(shì)，所以，輸送帶的受力不斷增加，輸送帶上的劃痕越來越深，最后會(huì)使輸送帶撕裂。

（3）輸送帶跑偏：輸送帶跑偏是由于輸送帶受到的所有力的疊加與輸送帶中心線產(chǎn)生偏移，這主要是因?yàn)檩斔蛶г诠ぷ鬟^程中受到外力干擾。

（4）輸送帶斷帶： 輸送帶如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候存在設(shè)計(jì)缺點(diǎn)，或者在使用中操作存在問題，輸送帶存在一些小的傷痕。如果輸送帶頂部的移位大到某一定極限時(shí)，兩個(gè)部件之間的黏結(jié)層最終會(huì)由于結(jié)合力不夠，不能帶動(dòng)那么大的負(fù)載，從而導(dǎo)致輸送帶接頭出現(xiàn)斷裂。

（5）輸送帶堆料： 因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境和物料差異等原因，輸送機(jī)非常容易在運(yùn)行中發(fā)生設(shè)備停機(jī)的故障，這是由于其料倉(cāng)和加料口堆料導(dǎo)致的，這種事故產(chǎn)生的影響也非常嚴(yán)重。

（6）輸送帶卡死： 輸送帶卡死一般都是由輥軸承被雜物破壞或者遇水生銹造成的，軸承是精密零件，它的使用壽命也不高，它的故障會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致輥的卡死，除此之外，輥和輸送帶會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由摩擦產(chǎn)生很多的熱量，當(dāng)輥的溫度超超過它的設(shè)計(jì)溫度時(shí)，就會(huì)燒壞發(fā)生不可逆破壞。

（7）輸送帶張力超限： 在工作過程中，如果輸送帶被一個(gè)很大的外力撞擊，那么在它的接頭處會(huì)產(chǎn)生很大損傷，因此，如何保證張力在允許范圍內(nèi)也是一個(gè)值得研究的問題。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的總體選型和設(shè)計(jì)

（1）輸送帶打滑： 針對(duì)輸送帶打滑的故障，這里選用光電傳感器對(duì)速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，輸送機(jī)在運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，滾輪會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，通過小孔不斷產(chǎn)生通斷信號(hào)，接收器接受這個(gè)信號(hào)并傳送到控制器中，控制器對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換成最終的速度，通過對(duì)這個(gè)速度進(jìn)行判別就可以知道輸送帶有沒有打滑。

（2）輸送帶撕裂： 針對(duì)輸送帶撕裂的故障，這里選用壓力傳感器輸送帶有沒有發(fā)生撕裂。壓力傳感器主要測(cè)量輸送帶以及上面物料的綜重量。如果輸送帶產(chǎn)生撕帶，由于傳感器會(huì)受到一個(gè)附加的壓力，導(dǎo)致壓力發(fā)生變化。判斷這個(gè)眼里大小就可以判斷輸送帶有沒有撕裂。

（3）輸送帶跑偏： 針對(duì)輸送帶跑偏的故障，這里選用開關(guān)進(jìn)行檢測(cè)，這個(gè)檢測(cè)開關(guān)的結(jié)構(gòu)為凸輪結(jié)構(gòu)，它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位的功能。一旦輸送帶跑偏，當(dāng)它和立輥接觸時(shí)，檢測(cè)開關(guān)就會(huì)被觸發(fā)，報(bào)警并提示用戶輸送帶已經(jīng)跑偏。

（4）輸送帶斷帶： 針對(duì)輸送帶斷帶的故障，這里選用霍爾傳感器進(jìn)行檢測(cè)，只有輸送在接近滾筒時(shí)，它所受的張力最大，所以我們可以對(duì)這個(gè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)霍爾傳感器發(fā)出一串脈沖信號(hào)，則表示輸送帶發(fā)生斷帶。

（5）輸送帶堆料： 針對(duì)輸送帶堆料的故障，這里選用施密特觸發(fā)器進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)系統(tǒng)的輸出電阻進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，如果發(fā)生異常就可以判斷出輸送帶是否發(fā)生堆料。

（6）輸送帶托輥卡死： 針對(duì)輸送帶托輥卡死的故障，這里選用溫度傳感器來進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)計(jì)時(shí)，我們將溫傳感器安裝在與托輥接觸處，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到的溫度升高時(shí)，立即產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)信號(hào)。通過這種方法便可以檢測(cè)輸送帶托輥是否卡死。

4 總結(jié)

本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入研究和對(duì)當(dāng)前輸送機(jī)常見故障問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋偉剛.通用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006（05）：1-3，13-22.

作者簡(jiǎn)介：陳堅(jiān)（1972-），男，一級(jí)教師，技師，研究方向：機(jī)電類。