井下皮帶運輸系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

劇金偉

（平煤股份一礦，河南 平頂山 467000）

引言

傳統(tǒng)的原煤準備控制系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器人工手動方式的半自動化系統(tǒng)，現(xiàn)場環(huán)境惡劣，對設(shè)備損傷較大，使設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，例如皮帶跑偏、過載、打滑及撕裂等。如果原煤準備系統(tǒng)在運行過程中，某單臺設(shè)備出現(xiàn)故障，則該設(shè)備應(yīng)按照順序停止設(shè)備同時停止，并給出故障指示信號，使員工能夠準確的找出故障位置，并排除故障，以減少系統(tǒng)的維修時間。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，原煤運輸系統(tǒng)的作用日益突出，而傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)已無法滿足洗煤廠的需要，因此，需要對傳統(tǒng)的選煤廠原煤運輸系統(tǒng)進行改造。

一、皮帶運輸機的結(jié)構(gòu)

（一）輸送帶

皮帶運輸機主要結(jié)構(gòu)有：機架、皮帶（或輸送帶）、機頭滾筒、機尾滾筒、驅(qū)動裝置、上下托輪、拉緊裝置及清掃裝置等組成。在輸送帶既是承載機構(gòu)，又是牽引機構(gòu)。常用的輸送帶有3 種類型，即普通輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶和鋼絲繩牽引輸送帶。在這里使用的是普通輸送帶的結(jié)構(gòu)。輸送帶用數(shù)層帆布做帶芯，層與層之間用橡膠粘合在一起，然后在外表面周圍用橡膠蓋層加以保護。帆布由棉、尼龍等纖維織成或為混紡物。帆布層用來承受載荷并傳遞牽引力，而橡膠保護層用來防止外界物體對帆布層的損傷及有害物質(zhì)的腐蝕。輸送帶強度按帆布層的拉斷力來計算。國產(chǎn)橡膠帶有兩種：一種為普通型，每層帆布的徑向拉斷力為56oN / cm ；另一種為強力型，每層帆布的徑向拉斷力為960N / cm 。保護層的厚度是：上層（與貨載接觸面）厚度為3mm ；下層厚度為lmm 。

（二）托輪和機架

托輪是用來支承輸送帶，減少輸送帶阻力，并使輸送帶懸垂度不超過一定限度，以保證輸送帶運行平穩(wěn)。托輪由軸、軸承和標準套筒等組成。托輥按用途可分為槽型托輪、平型托輪、調(diào)心托輪和緩沖托輪四種，在這里使用的是槽型托輪。槽型托輥用于輸送散裝，一般由3個托輪組合而成，槽角一般為30 °，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，可折式帶式輸送機的槽型托輪中的3個托輪是相互相接的，其中兩個側(cè)托輪掛在機架上；通用固定式帶式輸送機的槽型托輥是固定在機架上的。上下托輥的間距一般為1.5m。

圖2-1 托輪的結(jié)構(gòu)

機架按結(jié)構(gòu)可分為落地式和繩架吊掛式兩種。落地式機架又分為固定式和可拆移式兩種。固定式是將機架固定在地基上，而拆移式是在機架與機架之間、托輥與機架之間的連接都采用插入式，用銷釘固定，整個機架沒有一個螺栓。繩架吊掛式的鋼絲繩機架由兩根縱向平行布置的鋼絲繩組成，每隔60m 安裝一個落地式緊繩托架。這種機架的結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省鋼材，又便于拆裝。

（三）驅(qū)動裝置

驅(qū)動裝置是帶式輸送機的動力源.驅(qū)動裝置的組成由電動機、液力偶合器、減速器和主動滾筒等部分組成。若是雙滾筒單電動機傳動，則還有一對傳動齒輪。

（四）拉緊裝置

拉緊裝置的作用，一是保證輸送帶有足夠的張力，使?jié)L筒與輸送帶之間產(chǎn)生必要的摩擦力；二是限制輸送帶在各托輥之間的懸垂度，確保輸送機的正常運轉(zhuǎn)。拉緊裝置分為機械拉緊式和重砣拉緊式兩種。圖2-2為機械螺桿式拉緊裝置。調(diào)節(jié)螺桿可以調(diào)節(jié)皮帶的張力，但要調(diào)節(jié)平衡否則就會跑偏，若出現(xiàn)跑偏也可以調(diào)節(jié)螺桿使皮帶保持平衡安全運轉(zhuǎn)。

圖2-2 螺桿式拉緊裝置

（五）清掃裝置

清掃裝置主要安裝在卸載端和靠近機尾換向滾筒的內(nèi)側(cè)回空段輸送帶的上面。用來清掃膠帶表面的黏附物，防止輸送帶損壞。

清掃裝置安設(shè)在卸載端，用來清掃膠帶表面的粘附物料。目前我國帶式輸送機上使用較多的是刮板式清掃器。其刮板（用橡膠帶制成）靠重砣的重量緊貼在輸送帶上，將卸載后輸送帶表面的粘附物料刮掉。這種重砣刮板式清掃裝置的使用效果不好。近年來，各部門已廣泛使用彈簧式清掃刮板，其效果較好。除在輸送機的卸載端外，還在靠近機尾換向滾筒內(nèi)側(cè)處安設(shè)有清掃裝置，一般為犁形清掃裝置，使刮板緊貼輸送帶的內(nèi)表面（回空段輸送帶的上表面），清掃運輸時撒落和粘附的物料。

皮帶輸送機的保護和控制裝置有：急停開關(guān)、跑偏傳感器、煙霧傳感器、堆煤傳感器及本安型網(wǎng)絡(luò)控制箱等組成。

如圖2-3是皮帶運輸機的結(jié)構(gòu)和外形。

圖2-3 皮帶運輸機的結(jié)構(gòu)和外形

二、皮帶運輸機的原理

（1）皮帶運輸機的基本原理

輸送帶連接成封閉環(huán)形，用張緊裝置將它們張緊，在電動機的驅(qū)動下，靠輸送帶與驅(qū)動滾筒（或驅(qū)動輪）之間的摩擦力，使輸送帶連續(xù)運轉(zhuǎn)，從而達到將煤炭由裝載端運到卸載端的目的。

（2）提高摩擦牽引力的途徑

①增大輸送帶的初張力：在生產(chǎn)實際中通過拉緊裝置適當?shù)卦龃蟪鯊埩Γ蕴岣郀恳?/p>

②增大摩擦系數(shù)：在主動滾筒表面上包覆一層摩擦系數(shù)大的木襯或橡膠等襯墊（包膠或鑄膠），以增大摩擦系數(shù)。

③增大圍包角：當所需的牽引力較大時，采用雙滾筒傳動，使其圍包角可達480°左右。

結(jié)束語

皮帶運輸是一種在牽引的連續(xù)運輸設(shè)備，主要用于煤炭、冶金、有色金屬和水泥等礦山中。車輛運輸成本高，帶式運輸機越來越顯示出它的集約化、自動化、連續(xù)化、簡單化、清潔化、環(huán)?；?、安全化等突出的綜合優(yōu)勢。主要用于運輸塊狀、粒狀、和散狀等物料和成件的貨物，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)。傳統(tǒng)的皮帶運輸機調(diào)速系統(tǒng)大部分是人工或半自動調(diào)速的，應(yīng)用在皮帶運輸機的直流電機，存在動態(tài)性能差，故障率高，維護困難的缺點，本文就是采用PLC和變頻器相結(jié)合的控制技術(shù)承擔提高生產(chǎn)效率的設(shè)計。