煤礦帶式輸送機的改進優化分析

張澤瀟

（大同煤礦集團忻州窯礦機電科， 山西 大同 037021）

引言

帶式輸送機運輸距離長、運送量大、方便安全，是煤礦行業運輸系統中的重要設備。與國外相比較，國內普遍的礦用帶式輸送機還包括固定高強度帶式輸送機、可伸縮的帶式輸送機、大傾角上下運輸送機、水平拐彎輸送機、下運輸送機、垂直提升輸送機與管狀式帶式輸送機。這些輸送機功能各不相同，可以滿足多種不同的煤礦運輸環境。

1 煤礦帶式輸送機使用時存在的主要問題

1.1 滾筒損壞

帶式輸送機在輸送煤炭時，滾筒是用來支持傳送帶繼續運動傳遞的重要部分，由輸送帶與托輥摩擦來驅動，滾筒配合傳動降低工作阻力與功率損耗，延長輸送距離。帶式輸送機依靠滾筒傳動正常工作，所以如果滾筒損壞輸送機就會停止工作。焊接處開裂、兩邊開裂、外層的硫化包膠脫落都是滾筒最普遍的故障。

1.2 托輥損壞

托輥是支撐輸送帶輸送煤炭的關鍵，可確保傳送帶的平穩運行工作狀態，如果托輥出現問題會使得皮帶出現撕裂甚至斷裂等情況。而托輥損壞的原因較簡單，大部分托輥損壞是因為托輥的型號不合適，使得軸承壽命到期而發生損壞。

1.3 皮帶跑偏

皮帶跑偏是運輸機工作時經常出現的問題，例如在安裝皮帶時，裝皮帶的區域不準確；選取皮帶的質量不合格，安裝口處發生了變形；皮帶輸送的距離過長，機器運行的巷道凹凸不平整，清潔設備失效或持續工作負荷量大等都是造成輸送帶跑偏的普遍原因。另外，現代帶式輸送機在故障監測方面也較差，信號檢測與測量設備都是關鍵的監測對象，但如今大部分的煤礦企業都不重視此方面的監測工作，使得信號處理、控制單元與執行設備出現問題，出現誤判、漏判情況。因此在后續的工作中，煤礦企業應合理地監測系統，起到及時上報并及時維修的作用[1]。

1.4 輸送帶斷裂

輸送機在使用過程中，輸送帶作為運輸的主要介質，保證輸送帶運輸的安全性，對于提升輸送機運輸效果有著非常重要的作用，但是從當前輸送帶實際使用情況來看，出現輸送帶斷裂的事故時有發生。導致輸送帶出現斷裂的主要原因有：輸送帶老化、輸送帶工作時間過長，同時，由于輸送帶在使用過程中遭受到外界較大的重物沖擊，也會導致輸送帶瞬間斷裂。

2 提升煤礦帶式輸送機使用時效性的措施

2.1 啟動控制裝置的改進

隨著煤礦企業的生產規模持續增大，帶式輸送機的承重能力逐步提高。傳統的控制系統在發動時對皮帶與滾筒有較大的沖擊力，容易發生故障，這使得在改進控制設備時應注重簡單、自動化、維護方便。在舊有的發動控制系統中增加PLC系統控制器來滿足多種工作環境下的要求，避免滾筒與輸送帶出現故障。

2.2 托輥的技術改進

托輥在輸送時起支撐、輸送皮帶滾動的作用，皮帶持續與托輥摩擦容易發生火災或皮帶跑偏斷裂等情況，所以改進托輥可以延長帶式輸送機的使用時間，增加其安全性與可靠性。帶立輥自動調心托輥結構有立輥、槽型托輥與旋轉支架等，如果跑偏的傳送帶經過此設備，其會通過立輥與輸送帶的摩擦力把跑偏的傳送帶調整回中心位置，以此來達到自動防止跑偏的作用。帶螺旋溝槽自動調心托輥的上帶有螺旋溝槽，當輸送帶經過螺旋溝槽時，會有垂直輸送帶前進方向的推力，此推力也可以調整跑偏的傳送帶。防跑偏螺旋托輥的結構為槽型托輥組與支架等。槽型托輥包括兩個螺旋托輥與一個圓柱托輥，螺旋托輥是在輥皮上組裝螺旋而成。此托輥在工作時，傳送帶會自動調整位于支架中心，從而實現自動調心[2-3]。

2.3 輸送帶斷裂的預防

針對當前輸送帶出現的問題，在實際工作中，應當做好對輸送帶斷裂的預防。在具體操控時，除了按照輸送帶使用說明嚴格做好輸送帶的保養之外。還可以選擇使用“F-L”測量法，該方法可以實現對輸送帶斷裂的有效監測，該原理是鋼繩芯的形變與其內部張力有著直接的關系，如圖1所示，圖中F為拉伸載荷力；L為接頭區長度；F'為破斷載荷力；Δmax為最大允許變形量。從圖1可看出，在不同的張力作用下，輸送帶有著不同的長度，如果在同等張力作用下，輸送帶的長度變長，則表明輸送帶整體的耐受力已經出現了明顯的下降。技術人員可根據每個輸送帶自身的特性，精準掌握其出現的長度變化，如果大于了長度的極限值，則表明輸送帶需及時進行更換。

圖1 鋼繩芯“F-L”測量曲線

2.4 新型電控設備的使用

如今在國內新型帶式輸送機的使用中，電控設備是關鍵的一部分，包括速度傳感器、溫度傳感器等，使用傳感器可以避免因溫度或速度太高而出現的故障。在電控方面，變頻器系統是電控設備的中心，普遍是在機頭和機尾分別放3臺變頻器，如此來更好地控制所有環節，實現調節狀態、平衡功率與速度等操作。

2.5 帶式輸送機的智能化自動監測

如果發生膠帶跑偏故障時，可以在輸送機易跑偏的位置放置防跑偏機器，利用開關來自動傳輸跑偏信號，如此實現及時精確的控制。在帶式輸送機時中經常發生膠帶損傷情況，膠帶損傷對機器正常工作產生的影響最大，普遍判斷膠帶是否損壞時會使用光學傳感器來進行監測，傳感器監測用來檢測或預防膠帶打滑。輸送帶運行速度和運行時間見圖2所示。如果在正常運行情況下，輸送帶的運行時間和速度是相對穩定的，但是在輸送帶打滑情況下，其速度和時間曲線會出現較大的變化，在這種情況下，可通過監測的方式，實現對輸送帶是否出現打滑進行監測，根據速度和時間圖像，精準掌握輸送帶運行變化情況，從而采取針對性的措施，做好對打滑情況的有效預防。

圖2 輸送帶運行過程速度變化曲線

3 結語

隨著智能化技術的快速發展，國內煤礦帶式輸送機向自動化、大型化方向發展，同時由于煤礦企業對綜采機器及配套的要求，帶式輸送機的功能也更加豐富。國內煤礦機械生產應主動借鑒國外先進技術，提升國內煤礦帶式輸送機器的性能與工作效率。