綜采工作面刮板輸送機鏈條保護系統(tǒng)研究

孫寶龍

（汾西礦業(yè)設(shè)備修造廠， 山西 介休 032000）

引言

綜采工作面刮板輸送機主要用于煤炭運輸并為采煤機往返移動提供通道，刮板輸送機運行效率及可靠性直接關(guān)系到采面煤炭生產(chǎn)[1-3]。為了提高刮板輸送機綜合性能，眾多研究學(xué)者對刮板輸送機中部槽、刮板鏈、驅(qū)動裝置等展開研究，并取得豐碩研究成果[4-8]。本文在以往研究成果基礎(chǔ)上，以山西某礦2506 綜采工作面使用的刮板輸送機為研究對象，對鏈條保護系統(tǒng)展開分析，以期提升采面刮板輸送機綜合性能以及運行可靠性。

1 刮板輸送機結(jié)構(gòu)及運行分析

山西某礦2506 綜采工作面開采的5 號煤層厚度4.3 m，煤層賦存穩(wěn)定，采面斜長228 m。采面使用的刮板輸送機型號為SGZ1350/2×1600 kW，刮板輸送機是驅(qū)動裝置，帶動刮板鏈從而帶動中部槽內(nèi)煤炭等連續(xù)運輸。刮板鏈在運輸過程中需要承受較大的驅(qū)動裝置作用力、摩擦力以及運輸物料阻力等作用，常見故障類型包括有斷鏈、卡鏈、跳鏈等。刮板鏈故障不僅制約刮板輸送機工作效率，而且修復(fù)時間較長、維修難度高。

刮板輸送機在機頭、機尾驅(qū)動裝置帶動下循環(huán)轉(zhuǎn)動，刮板鏈張緊情況處于良好狀態(tài)時，則刮板鏈處于較為理想狀態(tài)下運動；當(dāng)張緊力不足時，刮板鏈與中部槽間摩擦阻力增大，不僅增加中部槽磨損而且刮板鏈容易出現(xiàn)故障。為此，設(shè)計刮板輸送機鏈條保護系統(tǒng)對提高刮板輸送機使用效率具有重要意義。

2 鏈條保護系統(tǒng)設(shè)計

在對刮板輸送機結(jié)構(gòu)組成以及運行方式分析基礎(chǔ)上，分析發(fā)現(xiàn)刮板輸送機鏈條故障與刮板鏈張緊力密切相關(guān)。為此，文中提出的鏈條保護系統(tǒng)工作原理基于刮板鏈張力監(jiān)測實現(xiàn)，具體鏈條保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1 所示。

圖1 鏈條保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括由布置在機頭、機尾位置的可調(diào)節(jié)張緊輪、張力采集裝置、張力反饋裝置以及PLC控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等構(gòu)成。通過張力采集裝置實現(xiàn)刮板輸送機鏈條張緊力實時監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸給PLC 控制系統(tǒng)，PLC 控制系統(tǒng)依據(jù)內(nèi)置控制邏輯實現(xiàn)張緊力數(shù)據(jù)分析并自動調(diào)整張緊輪工作參數(shù)，確保刮板輸送機鏈條張緊力始終處于較好工作狀態(tài)。

刮板輸送機鏈條保護系統(tǒng)運行框圖如圖2 所示。在刮板輸送機機頭、機尾處有2 個張力采集裝置，從而實現(xiàn)刮板輸送機上部刮板鏈、下部刮板鏈張力實時監(jiān)測，張力采集裝置獲取到的數(shù)據(jù)首先暫時在數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)存儲，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊的射頻模塊識別數(shù)據(jù)，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)天線將數(shù)據(jù)傳輸給PLC 控制中心射頻模塊，PLC 控制中心對獲取到的刮板鏈張緊力數(shù)據(jù)進行分析。當(dāng)刮板鏈張緊力處于合理狀態(tài)時，則PLC 控制中心不發(fā)出任何工作指令，張緊力調(diào)節(jié)反饋裝置保持原有工作狀態(tài)不變；當(dāng)鏈條張緊力值偏低時，則通過張緊力調(diào)節(jié)反饋裝置適當(dāng)增加刮板鏈張緊力，確保刮板鏈處于較為理想的工作狀態(tài)，降低刮板鏈故障發(fā)生率。本文所提刮板鏈張緊力保護系統(tǒng)采用有線、無線相結(jié)合的通訊方式，具有適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，可滿足數(shù)據(jù)傳輸需要，且數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單。為確保保護系統(tǒng)穩(wěn)定性，在系統(tǒng)中增加布置電源穩(wěn)壓器，降低電源波動給系統(tǒng)工作影響。

圖2 刮板輸送機鏈條保護系統(tǒng)運行框圖

3 刮板鏈保護系統(tǒng)運行邏輯控制程序

根據(jù)刮板鏈保護系統(tǒng)工作原理、運行框圖，設(shè)計的控制程序如圖3 所示。

圖3 刮板鏈保護系統(tǒng)控制程序流程圖

刮板輸送機刮板鏈保護系統(tǒng)隨著刮板輸送機運行而啟動，鏈條保護程序首先進行初始化處理，電源給保護系統(tǒng)正常供電并對供電系統(tǒng)電壓是否穩(wěn)定進行判定；若電壓正常則保護系統(tǒng)對刮板鏈張力進行采集，采集的刮板鏈張力數(shù)據(jù)則通過無線信號傳輸方式發(fā)送給PLC 控制中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析處理；當(dāng)PLC 控制中心發(fā)現(xiàn)刮板鏈張力不在理想狀態(tài)下時，則發(fā)出控制指令控制張緊輪工作，實現(xiàn)刮板鏈張緊力自動調(diào)節(jié)；若調(diào)節(jié)后的刮板鏈張緊力處于理想狀態(tài)時，則停止刮板鏈張緊力調(diào)節(jié)，反之則繼續(xù)對刮板鏈張緊力進行調(diào)節(jié)直至調(diào)整至理想狀態(tài)。

文中所提刮板輸送機鏈條保護程序可實現(xiàn)刮板鏈運行情況實時監(jiān)測并及時調(diào)整刮板鏈張緊力，可降低刮板輸送機故障發(fā)生率并提高刮板鏈運行可靠性。

4 結(jié)語

刮板鏈故障與刮板鏈張緊力間有密切關(guān)聯(lián)，確保刮板鏈張緊力始終處于較好狀態(tài)對提升刮板鏈可靠性具有一定促進作用。為此，提出一種基于無線傳輸、傳感器監(jiān)測以及PLC 的刮板輸送機刮板鏈保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過實現(xiàn)刮板鏈張力的自動調(diào)節(jié)提高刮板鏈運行可靠性，從而降低刮板鏈各類故障發(fā)生率。