興隆莊煤礦配煤皮帶運(yùn)行可靠性研究

摘 要：興隆莊煤礦配煤皮帶機(jī)主要擔(dān)負(fù)一采主皮煤倉(cāng)和東上倉(cāng)煤倉(cāng)的配煤，配煤的實(shí)現(xiàn)是靠皮帶伸縮也就是靠移動(dòng)機(jī)尾與一采主皮進(jìn)行搭接，完成煤的轉(zhuǎn)載運(yùn)輸。隨著生產(chǎn)接續(xù)一采主皮擔(dān)負(fù)起全礦煤炭運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)輸量大幅提高，配煤開(kāi)機(jī)機(jī)的使用日趨頻繁，原設(shè)計(jì)暴露出很多不適應(yīng)生產(chǎn)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：皮帶機(jī)；配煤；伸縮

一、立項(xiàng)背景

配煤皮帶機(jī)擔(dān)負(fù)一采主皮煤倉(cāng)和東上倉(cāng)煤倉(cāng)的配煤，配煤的實(shí)現(xiàn)是靠皮帶伸縮也就是靠移動(dòng)機(jī)尾與一采主皮進(jìn)行搭接，完成煤的轉(zhuǎn)載運(yùn)輸。配煤皮帶在使用過(guò)程中通過(guò)不斷地完善，基本上滿(mǎn)足了配煤的需要。隨著生產(chǎn)接續(xù)一采主皮擔(dān)負(fù)起全礦煤炭運(yùn)輸任務(wù)，運(yùn)輸量大幅提高，配煤開(kāi)機(jī)日趨頻繁，出現(xiàn)以下問(wèn)題：1、移動(dòng)段跑偏。2、機(jī)尾移動(dòng)定位傳感器使用壽命短損壞頻繁。3、張緊絞車(chē)與機(jī)尾拉移絞車(chē)配合不一致，導(dǎo)致絞車(chē)斷繩或皮帶打滑。4、軟啟動(dòng)采用水介質(zhì)液力耦合器出現(xiàn)漏液、損壞現(xiàn)象。5、機(jī)尾軌道受煤流沖擊損壞頻繁。以上問(wèn)題的存在嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。

二、主要研究?jī)?nèi)容

1、移動(dòng)段跑偏問(wèn)題解決方案

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)原因：一是由于移動(dòng)段托輥架底腳未固定，造成托輥架歪斜。二是同時(shí)在移動(dòng)段拉移過(guò)程中連接托輥架鐵鏈長(zhǎng)度不一，連接托輥架折頁(yè)用角鋼制作在折起過(guò)程中擠壓變形，造成托輥架兩側(cè)拉移長(zhǎng)度不一樣。這兩樣原因造成了移動(dòng)段跑偏。

解決方案：首先將移動(dòng)段托輥架兩兩使用槽鋼進(jìn)行連接，這樣兩組托輥架形成了一個(gè)整體，在拉移過(guò)程中不會(huì)發(fā)生歪斜。然后將角鋼制作的折頁(yè)拆除，移動(dòng)段輪子改為雙邊卡在鐵路的方式保障其穩(wěn)定性，再將連接定位鐵鏈進(jìn)行更換，同時(shí)在兩兩活動(dòng)托輥架之間加設(shè)定位防止移動(dòng)托輥架拉移過(guò)多，對(duì)機(jī)架造成損壞。

2、機(jī)尾移動(dòng)定位傳感器使用壽命短損壞頻繁問(wèn)題解決方案

配煤皮帶原先選用的位置傳感器是干簧管繼電器，它采用兩個(gè)軟磁性材料做成的、無(wú)磁時(shí)斷開(kāi)的金屬簧片觸點(diǎn)，并留有一定間隙以構(gòu)成開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)。干簧管繼電器因?yàn)榻饘倩善鳛閯?dòng)作觸點(diǎn)。改造前配煤皮帶因配煤傳感器故障造成的事故平均每月0.79小時(shí)。解決方案：選用霍爾開(kāi)關(guān)作為干簧管繼電器的替代產(chǎn)品?；魻栭_(kāi)關(guān)具有無(wú)觸點(diǎn)、低功耗、長(zhǎng)使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹(shù)脂封灌成一體化，所以能在各類(lèi)惡劣環(huán)境下可靠的工作。經(jīng)過(guò)對(duì)比，應(yīng)選用單極霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)（數(shù)字輸出），原理是單極霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)具有磁性工作閾值（Bop）。如果霍爾單元承受的磁通密度大于工作閾值，那么輸出晶體管將開(kāi)啟；當(dāng)磁通密度降至低于工作閾值（Brp）時(shí)，晶體管會(huì)關(guān)閉。滯后（Bhys）是兩個(gè)閾值（Bop-Brp）之間的差額。即使存在外部機(jī)械振動(dòng)及電氣噪音，此內(nèi)置滯后頁(yè)可實(shí)現(xiàn)輸出的凈切換。單極霍爾效應(yīng)的數(shù)字輸出可適應(yīng)各種邏輯系統(tǒng)。單極性霍爾開(kāi)關(guān)它的正反面會(huì)各指定一個(gè)磁極感應(yīng)才會(huì)有作用，在具體應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)該注意磁鐵的磁極的安裝，反了就會(huì)造成單極性不感應(yīng)輸出?；魻栭_(kāi)關(guān)選用型號(hào)為：NJK-5002C（NPN型）。

當(dāng)磁鐵接近時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)內(nèi)部觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，霍爾開(kāi)關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。霍爾開(kāi)關(guān)背后有紅色LED指示燈，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)紅色LED點(diǎn)亮，平時(shí)處于熄滅狀態(tài)，非常直觀(guān)。

單位：小時(shí)/月

更換霍爾開(kāi)關(guān)后，杜絕了因配煤傳感器故障造成的事故，減少了配煤皮帶事故時(shí)間，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

3、張緊絞車(chē)與機(jī)尾拉移絞車(chē)配合不一致，導(dǎo)致拉斷絞車(chē)?yán)K問(wèn)題解決方案：

配煤皮帶在使用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)張緊絞車(chē)與機(jī)尾拉緊絞車(chē)配合不一致。

解決方案：將油缸改為雙層繩輪，油缸行程為4米；同時(shí)在油缸前方與張緊車(chē)體之間新施工水泥垛并固定繩輪，從而將絞車(chē)?yán)K的纏繞方式改為如下圖所示；改造后正常使用時(shí)張緊絞車(chē)不動(dòng)但受力，油缸活塞伸縮量與張緊絞車(chē)實(shí)現(xiàn)同步，液壓油缸伸縮量可滿(mǎn)足張緊車(chē)行程需要，張緊絞車(chē)作為油缸失效情況下備用措施，日常生產(chǎn)中不再運(yùn)行，機(jī)尾拉移絞車(chē)只與液壓油缸配合實(shí)現(xiàn)配煤移動(dòng)拉緊，保持了膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)漲緊的恒壓，杜絕了機(jī)尾移動(dòng)時(shí)斷繩或皮帶漲力不足帶來(lái)的不安全隱患。

4、軟啟動(dòng)采用水介質(zhì)液力耦合器出現(xiàn)漏液、損壞問(wèn)題解決方案

將磁力啟動(dòng)器控制改為變頻器控制，同時(shí)將水介質(zhì)液力耦合器改為蛇簧對(duì)輪連接，變頻器可最大限度地限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，減少電網(wǎng)壓降，可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩及變轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。變頻器采用過(guò)流、過(guò)壓、瞬時(shí)斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護(hù)，保留現(xiàn)有工頻回路與變頻回路互鎖控制，并加以完善，作為變頻故障應(yīng)急措施，盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1、將移動(dòng)段托輥架兩兩使用槽鋼進(jìn)行連接，這樣兩組托輥架形成了一個(gè)整體，在拉移過(guò)程中不會(huì)發(fā)生歪斜。然后將角鋼制作的折頁(yè)拆除，移動(dòng)段輪子改為雙邊卡在鐵路的方式保障其穩(wěn)定性，再將連接定位鐵鏈進(jìn)行更換，同時(shí)在兩兩活動(dòng)托輥架之間加設(shè)定位防止移動(dòng)托輥架拉移過(guò)多，對(duì)機(jī)架造成損壞。

2、霍爾開(kāi)關(guān)具有無(wú)觸點(diǎn)、低功耗、長(zhǎng)使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹(shù)脂封灌成一體化，所以能在各類(lèi)惡劣環(huán)境下可靠的工作。

3、將油缸改為雙層繩輪，油缸行程為4米；同時(shí)在油缸前方與張緊車(chē)體之間新施工水泥垛并固定繩輪，從而將絞車(chē)?yán)K的纏繞方式改為如下圖所示；改造后正常使用時(shí)張緊絞車(chē)不動(dòng)但受力，油缸活塞伸縮量與張緊絞車(chē)實(shí)現(xiàn)同步，液壓油缸伸縮量可滿(mǎn)足張緊車(chē)行程需要，張緊絞車(chē)作為油缸失效情況下備用措施，日常生產(chǎn)中不再運(yùn)行，機(jī)尾拉移絞車(chē)只與液壓油缸配合實(shí)現(xiàn)配煤移動(dòng)拉緊，保持了膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)漲緊的恒壓，杜絕了機(jī)尾移動(dòng)時(shí)斷繩或皮帶漲力不足帶來(lái)的不安全隱患。

4、變頻器可最大限度地限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，減少電網(wǎng)壓降，可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩及變轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。變頻器采用過(guò)流、過(guò)壓、瞬時(shí)斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護(hù)，保留現(xiàn)有工頻回路與變頻回路互鎖控制，并加以完善，作為變頻故障應(yīng)急措施，盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

作者簡(jiǎn)介：

范守?。恍詣e：男；學(xué)歷：本科；職稱(chēng)：高級(jí)工程師，山東淄博人，自2001年從事機(jī)電管理工作至今，先后在《煤礦現(xiàn)代化》、《科技信息》、《科技新時(shí)代》等刊物發(fā)表論文多篇