帶式輸送機電控自動張緊裝置應用分析

趙曉波

（晉能控股煤業集團雁崖煤業大同有限公司，山西 大同 037031）

0 引言

帶式輸送機是煤礦重要機電設備之一，帶式輸送機普遍用于煤礦采掘工作面中，主要擔負著采掘工作面煤炭運輸任務，帶式輸送機結構主要包括電機、減速機、輸送帶、托輥、滾筒、保護系統、張緊裝置等，通過環形輸送帶與滾筒之間摩擦作用實現物料運輸，輸送機輸送帶張緊力直接影響著輸送機運輸效率，當輸送機張緊不足時很容易出現輸送機跑偏、打滑現象[1-4]，當輸送機張緊力過大時輸送帶在重載情況下與滾筒之間摩擦力加大，導致輸送帶張力大，很容易出現斷帶事故，同時增加了輸送機負荷，易造成輸送機電機燒毀；所以對輸送機提供合理的張緊力對帶式輸送機安全高效運輸具有重要作用，目前煤礦井下帶式輸送機主要采用人工張緊或液壓張緊，傳統張緊時自動化水平低、張緊效率低，不利于輸送機安全穩定運行，本文以雁崖煤業公司5311 巷安裝的SSJ-800 型帶式輸送機為研究對象，對輸送機安裝了一套電控自動張緊裝置，并進行實際應用。

1 工程概述

雁崖煤業公司5311 巷位于塔山三盤區，巷道設計長度為1200m，巷道掘進斷面規格為寬×高=4.5m×3.5 m，巷道掘進煤層為3 號與5 號合并煤層，煤層平均厚度為11.8 m，平均傾角為3°，煤層中含多層夾矸，整體穩定性差，煤層頂底板巖性如表1 所示。

表1 5311 巷掘進3 號與5 號煤層頂底板巖性

5311 巷采用EBZ260 型掘進機進行掘進，采用SSJ-800 型帶式輸送機進行煤矸運輸，輸送機機頭與盤區帶式輸送機搭接，機尾與轉載機機頭搭接，SSJ-800 型帶式輸送機主要由電機、減速機、滾筒、膠帶、H 架、重梁、張緊裝置以及各類保護裝置等部分組成；巷道在前期掘進過程中由于帶式輸送機張緊裝置自動化水平低、張緊效果差，導致帶式輸送機在運輸物料時經常出現輸送帶跑偏、打滑以及斷帶等現象，嚴重威脅著巷道安全高效運輸。

2 帶式輸送機傳統張緊裝置問題分析

2.1 傳統張緊結構

目前5311 巷帶式輸送機主要采用的是游動車張緊裝置，該裝置主要由軌道、游動車、開關、絞車、儲帶滾筒、鋼絲繩等部分組成。

1）絞車電機功率為5 kW，絞車安裝在距卸載滾筒30 m 處，絞車滾筒纏繞直徑為10 mm 張拉鋼絲繩，鋼絲繩與游動車連接。

2）軌道安裝在機頭大架底部，每節軌道長度為3.0 m 共計安裝7 節軌道，游動車與軌道活動連接，游動車一端采用鋼絲繩與絞車連接，另一端與儲帶滾筒連接，通過移動游動車使儲帶滾筒前移、后退，從而實現輸送帶張緊作用。

2.2 主要存在的問題

1）勞動作業強度大。傳統張緊裝置主要采用人工張緊，每班開工前需對輸送帶松帶、移尾并張緊，每次張緊過程中需安排3 人配合施工，1 人觀察、1 人開啟絞車松帶、1 人調整，勞動作業強度大、張緊時間長。

2）設備故障率高。傳統張緊裝置采用人工張緊，在張緊過程中由于人員觀察不到為導致絞車鋼絲繩經常出現咬繩現象，造成絞車滾筒受力不均，很容易造成絞車滾筒斷裂；同時在張緊過程中很容易造成張緊力過大導致斷繩現象，危險系數高。

3）張緊精度低。傳統張緊裝置采用人工張緊時誤差大、精度低，而且張緊時輸送機處于空載狀態，當輸送機在載荷狀態下時輸送帶受力增大，張緊裝置無法根據輸送機空負載狀態實時張緊，張緊自動化水平低。

3 張緊裝置優化改進

3.1 電控自動張緊裝置結構組成

1）電控自動張緊裝置主要由輸送帶張緊小車、導繩裝置、鋼絲繩、中控器、張緊滾筒、張拉傳感器、變頻器等部分組成，如圖1 所示。

圖1 電控自動張緊裝置聯鎖控制示意圖

2）張緊小車與軌道活動連接，軌道同樣安裝在機頭架兩側，張緊小車主要由電機、減速機等部分組成，導繩裝置共計三個滑輪，滑輪組通過鋼絲繩一端與儲帶滾筒連接。

3）在張緊鋼絲繩上安裝一個張力傳感器，張力傳感器主要監測鋼絲繩所受張力，傳感器與中空連接，中空主要部件為PLC 控制器，主要用于信號接收、處理以及指令發送等；中空與變頻器連接，通過變頻器可控制帶式輸送機電機啟停。

4）導繩裝置包括滑輪組、繩夾、繩座等，滑輪組位于輸送機中心線上，為定滑輪。鋼絲繩一端由儲帶滾筒橫向中心線的一側，依次繞過張緊小車尾部的滑輪組。

5）儲帶滾筒主要用于輸送帶導向以及張緊輸送帶作用，儲帶滾筒安裝在帶式輸送機導向滾筒后方3.0 m 處，儲帶滾筒通過定滑輪活動連接在固定架上，通過鋼絲繩張拉作用可使儲帶滾筒前后移動[5]。

3.2 電控自動張緊裝置工作原理

1）電控自動張緊裝置安裝后通過中控對張力傳感器設定空載以及負載狀態下動作保護值；然后通過中控控制器使張緊小車自動移動，使輸送帶處于合理的張緊狀態。

2）帶式輸送機運輸物料時，張力傳感器實時監測鋼絲繩張力，當張力大于設定張力值時，傳感器接收的數據信號及時傳送至中空PLC 控制器內控制器接收信號后對信號進行處理，然后控制張緊小車移動，實現松帶動作，使輸送帶處于合宜的張緊度。

3）當帶式輸送機卸載物料后，張力傳感器檢測到鋼絲繩張力變小后，再次將數據信號傳送至中空內，經處理分析后控制張緊小車再次移動，確保輸送帶張緊度。

4）當輸送帶出現跑偏、打滑或異物撕裂導致輸送帶斷帶時，此時鋼絲繩張力為0，張力傳感器將無張力信號傳送至PLC 控制器內，控制器及時通過變頻器控制作用使輸送機電機停機。

4 結語

5311 巷SSJ-800 型帶式輸送機于2021 年4 月安裝了一套電控自動張緊裝置，截止2021 年11 月14 日巷道已掘進到位，通過7 個月實際應用效果來看，與傳統張緊裝置相比，該張緊裝置自動化水平高，全程無需人工干預，通過控制器控制作用自動實現空載、負載狀態下輸送帶張緊動作，而且該張緊裝置在張緊過程中張緊時間為10 s，比傳統張緊裝置張緊時間縮短了15 s，提高了張緊效率及精度，取得了顯著應用成效。