煤矿带式输送机的改进优化分析

2020-07-07张泽潇

机械管理开发 2020年5期

张泽潇

（大同煤矿集团忻州窑矿机电科，山西大同 037021）

引言

带式输送机运输距离长、运送量大、方便安全，是煤矿行业运输系统中的重要设备。与国外相比较，国内普遍的矿用带式输送机还包括固定高强度带式输送机、可伸缩的带式输送机、大倾角上下运输送机、水平拐弯输送机、下运输送机、垂直提升输送机与管状式带式输送机。这些输送机功能各不相同，可以满足多种不同的煤矿运输环境。

1 煤矿带式输送机使用时存在的主要问题

1.1 滚筒损坏

带式输送机在输送煤炭时，滚筒是用来支持传送带继续运动传递的重要部分，由输送带与托辊摩擦来驱动，滚筒配合传动降低工作阻力与功率损耗，延长输送距离。带式输送机依靠滚筒传动正常工作，所以如果滚筒损坏输送机就会停止工作。焊接处开裂、两边开裂、外层的硫化包胶脱落都是滚筒最普遍的故障。

1.2 托辊损坏

托辊是支撑输送带输送煤炭的关键，可确保传送带的平稳运行工作状态，如果托辊出现问题会使得皮带出现撕裂甚至断裂等情况。而托辊损坏的原因较简单，大部分托辊损坏是因为托辊的型号不合适，使得轴承寿命到期而发生损坏。

1.3 皮带跑偏

皮带跑偏是运输机工作时经常出现的问题，例如在安装皮带时，装皮带的区域不准确；选取皮带的质量不合格，安装口处发生了变形；皮带输送的距离过长，机器运行的巷道凹凸不平整，清洁设备失效或持续工作负荷量大等都是造成输送带跑偏的普遍原因。另外，现代带式输送机在故障监测方面也较差，信号检测与测量设备都是关键的监测对象，但如今大部分的煤矿企业都不重视此方面的监测工作，使得信号处理、控制单元与执行设备出现问题，出现误判、漏判情况。因此在后续的工作中，煤矿企业应合理地监测系统，起到及时上报并及时维修的作用[1]。

1.4 输送带断裂

输送机在使用过程中，输送带作为运输的主要介质，保证输送带运输的安全性，对于提升输送机运输效果有着非常重要的作用，但是从当前输送带实际使用情况来看，出现输送带断裂的事故时有发生。导致输送带出现断裂的主要原因有：输送带老化、输送带工作时间过长，同时，由于输送带在使用过程中遭受到外界较大的重物冲击，也会导致输送带瞬间断裂。

2 提升煤矿带式输送机使用时效性的措施

2.1 启动控制装置的改进

随着煤矿企业的生产规模持续增大，带式输送机的承重能力逐步提高。传统的控制系统在发动时对皮带与滚筒有较大的冲击力，容易发生故障，这使得在改进控制设备时应注重简单、自动化、维护方便。在旧有的发动控制系统中增加PLC系统控制器来满足多种工作环境下的要求，避免滚筒与输送带出现故障。

2.2 托辊的技术改进

托辊在输送时起支撑、输送皮带滚动的作用，皮带持续与托辊摩擦容易发生火灾或皮带跑偏断裂等情况，所以改进托辊可以延长带式输送机的使用时间，增加其安全性与可靠性。带立辊自动调心托辊结构有立辊、槽型托辊与旋转支架等，如果跑偏的传送带经过此设备，其会通过立辊与输送带的摩擦力把跑偏的传送带调整回中心位置，以此来达到自动防止跑偏的作用。带螺旋沟槽自动调心托辊的上带有螺旋沟槽，当输送带经过螺旋沟槽时，会有垂直输送带前进方向的推力，此推力也可以调整跑偏的传送带。防跑偏螺旋托辊的结构为槽型托辊组与支架等。槽型托辊包括两个螺旋托辊与一个圆柱托辊，螺旋托辊是在辊皮上组装螺旋而成。此托辊在工作时，传送带会自动调整位于支架中心，从而实现自动调心[2-3]。

2.3 输送带断裂的预防

针对当前输送带出现的问题，在实际工作中，应当做好对输送带断裂的预防。在具体操控时，除了按照输送带使用说明严格做好输送带的保养之外。还可以选择使用“F-L”测量法，该方法可以实现对输送带断裂的有效监测，该原理是钢绳芯的形变与其内部张力有着直接的关系，如图1所示，图中F为拉伸载荷力；L为接头区长度；F'为破断载荷力；Δmax为最大允许变形量。从图1可看出，在不同的张力作用下，输送带有着不同的长度，如果在同等张力作用下，输送带的长度变长，则表明输送带整体的耐受力已经出现了明显的下降。技术人员可根据每个输送带自身的特性，精准掌握其出现的长度变化，如果大于了长度的极限值，则表明输送带需及时进行更换。

图1 钢绳芯“F-L”测量曲线

2.4 新型电控设备的使用

如今在国内新型带式输送机的使用中，电控设备是关键的一部分，包括速度传感器、温度传感器等，使用传感器可以避免因温度或速度太高而出现的故障。在电控方面，变频器系统是电控设备的中心，普遍是在机头和机尾分别放3台变频器，如此来更好地控制所有环节，实现调节状态、平衡功率与速度等操作。

2.5 带式输送机的智能化自动监测

如果发生胶带跑偏故障时，可以在输送机易跑偏的位置放置防跑偏机器，利用开关来自动传输跑偏信号，如此实现及时精确的控制。在带式输送机时中经常发生胶带损伤情况，胶带损伤对机器正常工作产生的影响最大，普遍判断胶带是否损坏时会使用光学传感器来进行监测，传感器监测用来检测或预防胶带打滑。输送带运行速度和运行时间见图2所示。如果在正常运行情况下，输送带的运行时间和速度是相对稳定的，但是在输送带打滑情况下，其速度和时间曲线会出现较大的变化，在这种情况下，可通过监测的方式，实现对输送带是否出现打滑进行监测，根据速度和时间图像，精准掌握输送带运行变化情况，从而采取针对性的措施，做好对打滑情况的有效预防。