掘進工作面膠帶機尾自動調偏裝置的研制

馮 楷

(中北大學 朔州校區，山西 朔州 036002)

機械化掘進工作面使用的都是礦用可伸縮鋼架膠帶機，其可伸縮性就是為了適應快速掘進的要求，但在使用過程中膠帶機機架平正一條線常常不達要求，造成膠帶在機尾出現跑偏，引發一系列問題，嚴重制約巷道的快速掘進。本文設計了一種膠帶機尾自動調偏裝置，實現了膠帶自動快速糾偏。

1 膠帶跑偏原因及危害

煤礦井下掘進工作面掘進時，隨著掘進工作面的延伸，膠帶機也需要不斷的延伸，在延伸過程中由于生產班趕任務或遇到特殊地質構造，常常使得膠帶機尾不正、不平、膠帶機架不在一條線上或膠帶機架兩邊高低不等，以及延長膠帶時膠帶扣不正、部分膠帶老化，這些都會造成膠帶在機尾處跑偏。膠帶跑偏后煤很容易在運輸過程中灑落，有時候底膠帶回煤，更加劇了膠帶跑偏，嚴重時不僅巷道積煤太多，還會造成機尾膠帶摩擦冒煙等事故，給安全生產帶來極大危害。

2 膠帶跑偏常規調偏方法

以往出現膠帶跑偏，通常都是采用手動調偏。如圖1所示，與膠帶撐桿1平行的箭頭是膠帶運行方向，與膠帶托輥2平行的箭頭是膠帶跑偏方向。這時有兩種方法調偏，一是把托輥2或3在膠帶撐桿6上順著膠帶運行方向調，或者把托輥2或3在膠帶撐桿1上逆著膠帶運行方向調；二是把膠帶機架4往上調高或把膠帶機架5往下調低。這兩種方法均是在膠帶已發生跑偏且工人發現后才開始調偏，調偏時間滯后，加上環境、人員、材料等因數往往就會使得膠帶跑偏進一步惡化，由故障演變成事故。

圖1 膠帶跑偏手動調偏示意

3 膠帶自動調偏裝置

基于膠帶跑偏常規調偏方法的局限性，設計了一種膠帶自動調偏裝置，來解決掘進工作面膠帶機頻繁跑偏問題，經實踐后，應用效果良好。膠帶自動調偏裝置共有三部分組成：調偏部分、跑偏信號采集部分和自動電路部分。

3.1 調偏部分

調偏部分由托輥調偏部分和機架調偏部分組成。根據膠帶調偏原理：“跑后不跑前”和“跑高不跑低”。一是對膠帶托輥進行前后調節，二是對膠帶機架進行高低調節。膠帶自動調偏方法：根據膠帶跑偏采集信號裝置采集的信號，輸入PLC控制電路對跑偏膠帶進行自動調節，由于設置了膠帶跑偏采樣機構，可以自動根據膠帶跑偏程度進行在線調節，避免了人為反反復復調節，既方便又省事。

1) 托輥調偏方法。如圖2所示，膠帶跑偏需要調偏時可以通過操作電動伸縮桿7推動連接銷8，連接銷8帶動托輥2或3在其槽孔里往復移動，從而達到調節膠帶跑偏的目的。

圖2 膠帶托輥調偏

2) 機架調偏方法。如圖3所示，膠帶跑偏需要再次調節時，通過操作液壓千斤10使得膠帶機架1伸高或縮回，達到調節膠帶跑偏的目的。

圖3 膠帶機架調偏

3.2 膠帶自動調偏信號采集裝置

如圖4所示，當膠帶向膠帶機架1方向跑偏時，膠帶會推動跑偏托輥(17)向前運動，就會推動行程開關19動作，按膠帶跑偏程度一共設置三個跑偏采樣點，根據膠帶跑偏程度采集相應信號輸入PLC控制電路進行自動調節，使得膠帶得到及時糾偏。

圖4 膠帶調偏信號采集裝置

3.3 跑偏裝置動作電路

膠帶調偏電路原理如圖5所示，當膠帶跑偏時，會帶動跑偏托輥轉動到前方，當到達前方第一采樣點時，該點對應的行程開關閉合，PLC控制器及時控制第一托輥組對應的電動伸縮桿的電液閥工作，對第一托輥組進行調節來調偏，這時有三種情況：①膠帶恢復正常且跑偏托輥也恢復原位，跑偏裝置退出工作；②膠帶正常但跑偏托輥還在工作，跑偏裝置持續工作；③膠帶跑偏持續，往下一個跑偏采樣點前進。當到達前方第二采樣點時，說明膠帶跑偏比較大，則PLC控制器控制第二托輥組對應的電動伸縮桿的電液閥工作，對第二托輥組進行調節來調偏，情況也如上面三種；當膠帶持續跑偏，跑偏托輥到達第三采樣點時，膠帶跑偏程度達到最大，PLC控制器控制電動伸縮立柱的電液閥工作，對膠帶機架的傾斜角度進行調節，直到膠帶恢復正常。

這種膠帶調偏方法一是取得膠帶跑偏信號及時；二是膠帶調偏動作及時，不會滯后；三是膠帶調偏不需輔助材料，利用液壓千斤調偏來回自如。

圖5 膠帶調偏電路原理

4 結 語

膠帶機尾自動調偏裝置利用PLC和跑偏信號采集裝置給調偏裝置發出動作信號，一共分三步，第一是初步調偏，第二是淺調偏，第三是深度調偏，每個步驟都是左右同時調節，反應靈敏，調節速度快，經測試其動作反應時間為30 ms，3 s基本完成膠帶調偏工作。以前的調偏基本是跑偏后再調，工作量大，一個熟練工需要最少時間為3 min。

該調偏裝置設置了膠帶跑偏采樣機構，可以自動根據膠帶跑偏程度進行在線調節，不僅調偏動作及時，而且屬于主動調偏，在膠帶恢復正常時還能復位，為下一次調偏做好準備，避免了人為反反復復調節，既方便又省事，工作效率大幅提高，值得推廣使用。