带式输送机电控自动张紧装置应用分析

赵晓波

（晋能控股煤业集团雁崖煤业大同有限公司，山西 大同 037031）

0 引言

带式输送机是煤矿重要机电设备之一，带式输送机普遍用于煤矿采掘工作面中，主要担负着采掘工作面煤炭运输任务，带式输送机结构主要包括电机、减速机、输送带、托辊、滚筒、保护系统、张紧装置等，通过环形输送带与滚筒之间摩擦作用实现物料运输，输送机输送带张紧力直接影响着输送机运输效率，当输送机张紧不足时很容易出现输送机跑偏、打滑现象[1-4]，当输送机张紧力过大时输送带在重载情况下与滚筒之间摩擦力加大，导致输送带张力大，很容易出现断带事故，同时增加了输送机负荷，易造成输送机电机烧毁；所以对输送机提供合理的张紧力对带式输送机安全高效运输具有重要作用，目前煤矿井下带式输送机主要采用人工张紧或液压张紧，传统张紧时自动化水平低、张紧效率低，不利于输送机安全稳定运行，本文以雁崖煤业公司5311 巷安装的SSJ-800 型带式输送机为研究对象，对输送机安装了一套电控自动张紧装置，并进行实际应用。

1 工程概述

雁崖煤业公司5311 巷位于塔山三盘区，巷道设计长度为1200m，巷道掘进断面规格为宽×高=4.5m×3.5 m，巷道掘进煤层为3 号与5 号合并煤层，煤层平均厚度为11.8 m，平均倾角为3°，煤层中含多层夹矸，整体稳定性差，煤层顶底板岩性如表1 所示。

表1 5311 巷掘进3 号与5 号煤层顶底板岩性

5311 巷采用EBZ260 型掘进机进行掘进，采用SSJ-800 型带式输送机进行煤矸运输，输送机机头与盘区带式输送机搭接，机尾与转载机机头搭接，SSJ-800 型带式输送机主要由电机、减速机、滚筒、胶带、H 架、重梁、张紧装置以及各类保护装置等部分组成；巷道在前期掘进过程中由于带式输送机张紧装置自动化水平低、张紧效果差，导致带式输送机在运输物料时经常出现输送带跑偏、打滑以及断带等现象，严重威胁着巷道安全高效运输。

2 带式输送机传统张紧装置问题分析

2.1 传统张紧结构

目前5311 巷带式输送机主要采用的是游动车张紧装置，该装置主要由轨道、游动车、开关、绞车、储带滚筒、钢丝绳等部分组成。

1）绞车电机功率为5 kW，绞车安装在距卸载滚筒30 m 处，绞车滚筒缠绕直径为10 mm 张拉钢丝绳，钢丝绳与游动车连接。

2）轨道安装在机头大架底部，每节轨道长度为3.0 m 共计安装7 节轨道，游动车与轨道活动连接，游动车一端采用钢丝绳与绞车连接，另一端与储带滚筒连接，通过移动游动车使储带滚筒前移、后退，从而实现输送带张紧作用。

2.2 主要存在的问题

1）劳动作业强度大。传统张紧装置主要采用人工张紧，每班开工前需对输送带松带、移尾并张紧，每次张紧过程中需安排3 人配合施工，1 人观察、1 人开启绞车松带、1 人调整，劳动作业强度大、张紧时间长。

2）设备故障率高。传统张紧装置采用人工张紧，在张紧过程中由于人员观察不到为导致绞车钢丝绳经常出现咬绳现象，造成绞车滚筒受力不均，很容易造成绞车滚筒断裂；同时在张紧过程中很容易造成张紧力过大导致断绳现象，危险系数高。

3）张紧精度低。传统张紧装置采用人工张紧时误差大、精度低，而且张紧时输送机处于空载状态，当输送机在载荷状态下时输送带受力增大，张紧装置无法根据输送机空负载状态实时张紧，张紧自动化水平低。

3 张紧装置优化改进

3.1 电控自动张紧装置结构组成

1）电控自动张紧装置主要由输送带张紧小车、导绳装置、钢丝绳、中控器、张紧滚筒、张拉传感器、变频器等部分组成，如图1 所示。

图1 电控自动张紧装置联锁控制示意图

2）张紧小车与轨道活动连接，轨道同样安装在机头架两侧，张紧小车主要由电机、减速机等部分组成，导绳装置共计三个滑轮，滑轮组通过钢丝绳一端与储带滚筒连接。

3）在张紧钢丝绳上安装一个张力传感器，张力传感器主要监测钢丝绳所受张力，传感器与中空连接，中空主要部件为PLC 控制器，主要用于信号接收、处理以及指令发送等；中空与变频器连接，通过变频器可控制带式输送机电机启停。

4）导绳装置包括滑轮组、绳夹、绳座等，滑轮组位于输送机中心线上，为定滑轮。钢丝绳一端由储带滚筒横向中心线的一侧，依次绕过张紧小车尾部的滑轮组。

5）储带滚筒主要用于输送带导向以及张紧输送带作用，储带滚筒安装在带式输送机导向滚筒后方3.0 m 处，储带滚筒通过定滑轮活动连接在固定架上，通过钢丝绳张拉作用可使储带滚筒前后移动[5]。

3.2 电控自动张紧装置工作原理

1）电控自动张紧装置安装后通过中控对张力传感器设定空载以及负载状态下动作保护值；然后通过中控控制器使张紧小车自动移动，使输送带处于合理的张紧状态。

2）带式输送机运输物料时，张力传感器实时监测钢丝绳张力，当张力大于设定张力值时，传感器接收的数据信号及时传送至中空PLC 控制器内控制器接收信号后对信号进行处理，然后控制张紧小车移动，实现松带动作，使输送带处于合宜的张紧度。

3）当带式输送机卸载物料后，张力传感器检测到钢丝绳张力变小后，再次将数据信号传送至中空内，经处理分析后控制张紧小车再次移动，确保输送带张紧度。

4）当输送带出现跑偏、打滑或异物撕裂导致输送带断带时，此时钢丝绳张力为0，张力传感器将无张力信号传送至PLC 控制器内，控制器及时通过变频器控制作用使输送机电机停机。

4 结语

5311 巷SSJ-800 型带式输送机于2021 年4 月安装了一套电控自动张紧装置，截止2021 年11 月14 日巷道已掘进到位，通过7 个月实际应用效果来看，与传统张紧装置相比，该张紧装置自动化水平高，全程无需人工干预，通过控制器控制作用自动实现空载、负载状态下输送带张紧动作，而且该张紧装置在张紧过程中张紧时间为10 s，比传统张紧装置张紧时间缩短了15 s，提高了张紧效率及精度，取得了显著应用成效。