礦用帶式輸送機防打滑張緊裝置應(yīng)用分析

李樂樂

（山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 晉城 048000）

引言

帶式輸送機在使用過程中常常出現(xiàn)打滑的情況，這種打滑現(xiàn)象在運輸過程中是無法避免的，不僅會造成輸送機上的皮帶磨損嚴重，還會由于皮帶長時間磨損發(fā)熱而著火。處理輸送機皮帶打滑，通常采用調(diào)整輸送機的張緊力來減少打滑現(xiàn)象，然而對于露天開采煤礦，運輸系統(tǒng)通常是將多個運輸單元串聯(lián)起來，而運輸單元往往是深入洞室中的，在實際生產(chǎn)中工作人員在生產(chǎn)時無法進入，當其中一部輸送單元發(fā)生打滑現(xiàn)象后，由于部分運輸單位堆煤而導(dǎo)致整個運輸系統(tǒng)癱瘓，無法從根本上解決運輸單元打滑現(xiàn)象[1-2]。

長平煤礦53031 巷道在前期掘進過程中，平均掘進工程量為6.5 m/d，掘進效率相對較低，其中設(shè)備對巷道掘進影響較大，帶式輸送機打滑跑偏就是主要原因之一。根據(jù)機掘三隊統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，巷道在前期掘進過程中因帶式輸送機打滑跑偏導(dǎo)致機電事故共計4 起，其中斷帶事故3 起、電機燒毀事故1起，直接經(jīng)濟損失達47.4 萬元，嚴重制約著巷道安全快速掘進，對此，機掘三隊通過技術(shù)研究，決定對帶式輸送機安裝一套液控防打滑張緊裝置。

1 液控防打滑張緊裝置結(jié)構(gòu)原理

1.1 裝置設(shè)計思路

在設(shè)計時，所有輸送機的工作原理基本上都采用某種拉緊方式，主要考慮點是：為了防止輸送機皮帶傳動滾筒處發(fā)生打滑，必須保證滾筒處的皮帶具有適當?shù)乃蛇厪埩Γ槐苊廨斔蛶г谶\輸過程中受大塊矸石沖擊而導(dǎo)致輸送帶變松；輸送帶的運輸沿線上的各個加料點以及其他位置的輸送帶都必須具有適宜的張力，且能夠補償輸送帶長度的變化[3]。

新型的張緊機構(gòu)必須保證輸送帶各個位置的皮帶具有適宜的張緊力，當皮帶的張緊力較大時會造成皮帶拉長變形，會對運輸系統(tǒng)的滾筒及其他設(shè)備造成一定的磨損。因此為了滿足合適的張緊力，通常采用液壓油缸對皮帶的張緊力進行調(diào)整，然而由于張緊機構(gòu)在設(shè)計時沒有液壓系統(tǒng)，且需要使用電動推桿，然而電動推桿在帶負荷的狀態(tài)下無法啟動。綜上所述，技術(shù)人員采用電液推桿作為張緊機構(gòu)的動力源。

1.2 裝置結(jié)構(gòu)組成

機構(gòu)主要由以下部件組成：電液推桿、張緊塊和張緊滾筒，如圖1 所示。技術(shù)人員在滾筒兩側(cè)各安裝一套電液推桿，這樣能夠確保滾筒在運轉(zhuǎn)時兩邊的受力平衡。電動推桿在運行時能夠及時得到壓力反饋，從而逐漸同步調(diào)整滾筒兩側(cè)的張緊力。

通過在運行時皮帶不發(fā)生打滑的最小張緊力以及皮帶的行程來計算出電液推桿的規(guī)格。電液推桿的最大推力可以通過張緊力來計算，最大推力通常比實際計算出來的值要大一些。然而皮帶運行時推力如果一直大于皮帶不發(fā)生打滑張緊力，也會對于運輸系統(tǒng)的正常運行造成一定的阻力，因此最大推力只是在必要的打滑情況下采取的緊急措施。

1.3 工作原理

1）電液推桿油缸的伸縮主要是通過張緊機構(gòu)控制電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，伸縮油缸的推力大小根據(jù)液壓閥組的溢流閥決定，油缸泄壓閥通常在生產(chǎn)時已經(jīng)固定。因此該新型張緊機構(gòu)主要通過系統(tǒng)安裝的壓力傳感器來測量皮帶張緊力，系統(tǒng)根據(jù)測量的結(jié)果來判斷油缸是否伸縮，以此來確保皮帶具有合適的張緊力。此外設(shè)計人員還在系統(tǒng)中安裝了一套帶速測量傳感器，該傳感器能夠及時測量出皮帶發(fā)生打滑，該張緊機構(gòu)軟件還具有正常工作及打滑兩種控制模式。

圖1 電液推桿張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）張緊機構(gòu)的工作過程如下：系統(tǒng)在正常運轉(zhuǎn)時，如果壓力傳感器測得的壓力值小于設(shè)定值時，系統(tǒng)會認為皮帶的張緊力不夠，此時張緊機構(gòu)會將油缸伸出來增大皮帶的張緊力；如果壓力傳感器測得的壓力值大于設(shè)定值時，系統(tǒng)會認為皮帶的張緊力適宜，此時張緊機構(gòu)的電推桿電機會停止運轉(zhuǎn)，皮帶維持正常的運轉(zhuǎn)[4-5]。

3）皮帶發(fā)生打滑時電滾筒還在正常運轉(zhuǎn)，此時若帶速傳感器測量到皮帶的運行速度不穩(wěn)定，說明皮帶處于打滑狀態(tài)，需要張緊機構(gòu)對皮帶進行張緊，此時張緊機構(gòu)的電推桿電機開始運轉(zhuǎn)來帶動推動活塞桿張緊，當帶速傳感器測量到皮帶速度正常后，控制程序會留一定的延時，這是為了確保大塊原煤順利運出，當延時結(jié)束，壓力傳感器恢復(fù)正常設(shè)定值后電推桿縮回并將電推桿停轉(zhuǎn)，通過這種方式來避免皮帶發(fā)生打滑。

2 液控防打滑張緊裝置優(yōu)點

電液推桿的動力來源于電動機，雙向齒輪泵工作后輸出液壓油，液壓油經(jīng)過高壓管路后到達油缸，以此來實現(xiàn)活塞的運動。采用電液推桿設(shè)計的張緊機構(gòu)與傳統(tǒng)的電動推桿及液壓缸相比，具有以下優(yōu)點：

1）電液推桿具有過載保護。當電液推桿在正常工作時受到的外力大于設(shè)定的推力或推桿的行程達到極限后電機仍然處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時液壓油的壓力一旦增加到溢流閥的設(shè)定值后，逆流閥會自動進行溢流，從而實現(xiàn)電液推桿過載保護，此時電機雖然還在正常運轉(zhuǎn)，但不會燒毀。

2）電液推桿具有自鎖功能。電液推桿的液壓閥組中安裝有一套液壓鎖，該壓力自鎖機構(gòu)能夠確保活塞桿在自鎖后處于固定位置，從而實現(xiàn)保壓。

3）遠程操控功能。由于智能化水平的提高以及露天開采的特殊性，要求設(shè)備在運行時能夠及時測量負載壓力并遠程進行操控，方便工作人員在事故發(fā)生后能夠及時處理。

3 液控防打滑裝置應(yīng)用效果

截止 2019 年 8 月 12 日，53031 巷已掘進到位，對巷道內(nèi)SSJ-800 型帶式輸送機安裝液控防打滑張緊裝置后，通過4 個月實際應(yīng)用效果來看，該裝置結(jié)構(gòu)相對簡單，整套裝置成本費用不足1.2 萬元，裝置便于安裝維護且故障率低，可用于不同型號的采掘帶式輸送機上。該裝置安裝后有效降低了帶式輸送機打滑跑偏機率，使得輸送機打滑事故率降低了7%，降低設(shè)備維修費用達35 萬元，保證了掘進巷道帶式輸送機安全高效運輸。