皮帶機(jī)防撕裂保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)探析

原 峰

（身份證號(hào)140411199810140412）

引言

為了能夠更好地發(fā)揮煤炭賦能經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有煤炭?jī)?yōu)勢(shì)的煤礦企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中不斷優(yōu)化高產(chǎn)高效能力。與此同時(shí)，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)改造煤炭生產(chǎn)設(shè)備，比如皮帶機(jī)，其在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中具有輸送連續(xù)性、運(yùn)輸快以及運(yùn)輸距離長(zhǎng)的特點(diǎn)，并且得到了煤炭企業(yè)的青睞?？墒怯捎陔S著輸送距離的不斷增加，相應(yīng)的皮帶尺寸也在不斷增加，從而導(dǎo)致防撕保護(hù)裝置在保護(hù)方面已經(jīng)不能滿足工程的需要。假如出現(xiàn)異物卡滯時(shí)，這時(shí)膠帶機(jī)將會(huì)出現(xiàn)撕裂的現(xiàn)象，因此產(chǎn)生安全事故問(wèn)題。為了能夠有效地優(yōu)化皮帶機(jī)的運(yùn)輸穩(wěn)定性，因此需要設(shè)計(jì)更好地安全保護(hù)裝置。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

設(shè)置在皮帶機(jī)上的縱向傳感器器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶破裂情況，并且依據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷以及預(yù)警。具體過(guò)程如下所示[1-2]：首先由傳感器采集到皮帶表面的圖像，其次選用設(shè)定的算法對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析。假如皮帶出現(xiàn)了縱向撕裂時(shí)，那么相應(yīng)的信號(hào)將會(huì)發(fā)生變化，這樣可以判別皮帶是否出現(xiàn)了縱向撕裂。

圖1 表示縱向傳感器應(yīng)用示意圖，其設(shè)備均為本安隔爆型，包括、電控器、電源箱、速度傳感器、煙霧傳感器、遠(yuǎn)程控制器、跑偏控制器、撕裂傳感器等。

圖1 縱向撕裂保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

從理論層面進(jìn)行分析可以看出，該系統(tǒng)能夠有效地預(yù)警輸送帶的破裂問(wèn)題，可是經(jīng)過(guò)工程實(shí)際發(fā)現(xiàn)，由于受到地理?xiàng)l件的限制，并不能充分發(fā)揮縱向傳感器的優(yōu)勢(shì)，往往會(huì)出現(xiàn)一定量的安全問(wèn)題。為此需要開(kāi)發(fā)一種輔助裝置，這樣才可以更好地優(yōu)化縱向傳感器的性能。

2 自制保護(hù)設(shè)備制造機(jī)理與作用方法

2.1 異形體卡滯超前保護(hù)原理

對(duì)于皮帶膠帶而言，通常將鋼絲繩設(shè)置成為縱向排列的，這樣將會(huì)導(dǎo)致橫向強(qiáng)度往往比較低。而膠帶縱向撕裂主要來(lái)源于煤巖體穿卡。通常發(fā)生撕裂的位置出現(xiàn)在裝載機(jī)附近。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在皮帶機(jī)工作的過(guò)程中，由于煤巖體或者相應(yīng)的不規(guī)則金屬下落，最終形成卡滯膠帶的現(xiàn)象，與此同時(shí)異形體在皮帶的帶動(dòng)下將會(huì)使得皮帶出現(xiàn)跑偏，從而使得皮帶出現(xiàn)縱向撕裂的現(xiàn)象[3-4]。

經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在受阻位置由于卡滯異形體的存在，使得其出現(xiàn)了反向附著力。此外，該力將會(huì)持續(xù)存在，那么這時(shí)需要設(shè)置更多的受力傳感器，這樣可以有效地監(jiān)測(cè)水平附加力，這樣能夠在防止異形體給膠帶帶來(lái)的破壞。

2.2 異形體卡滯保護(hù)方法

假如在膠帶附近出現(xiàn)了異形體卡滯現(xiàn)象，那么在上下端位置受到的力將對(duì)上托輥產(chǎn)生一個(gè)反作用力。一般托輥為受到的附加力往往當(dāng)作異形體的受力之和。假如皮帶機(jī)正常工作，那么這時(shí)在滾動(dòng)摩擦力的作用下，從而使得承重的輸送帶下表面會(huì)帶動(dòng)上托輥?zhàn)鞒鐾綕L動(dòng)的動(dòng)作，而相應(yīng)的壓力傳感器則會(huì)在滾動(dòng)摩擦力的作用下開(kāi)始工作。通常在異形體出現(xiàn)卡滯時(shí)，通常壓力傳感器能對(duì)托輥位置的附加力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由此可以看出，可以將附加壓力值得變化當(dāng)做判斷是否出現(xiàn)異形體破壞膠帶的依據(jù)。接著檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并將存在的問(wèn)題信號(hào)傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)（報(bào)警），從而可以預(yù)防異形體膠帶事故的發(fā)生。

2.3 防異形體卡滯裝置

依據(jù)生產(chǎn)的需要，對(duì)裝載機(jī)進(jìn)行改造，這樣可以有效地檢測(cè)皮帶位置是否存在異物卡滯現(xiàn)象，一般將托輥大架設(shè)置成為6 m 一組，共計(jì)5 組[5-6]。這時(shí)可以把每一組上的托輥H 架用4 mm 的鋼絲繩將5個(gè)托輥連在一起。與此同時(shí)在每一組上托輥下面都要設(shè)置滾動(dòng)輪，而為了將滾動(dòng)輪和上托輥固定在一起，通常選用緩沖連接桿進(jìn)行連接，整體上可以選用滑動(dòng)軌道實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，將傳感器用螺栓將其固定在緩沖連桿上面，而且另一端則設(shè)置在托輥大架上面。如圖2 所示。

圖2 防異形體卡滯裝置

通過(guò)分析圖2 可以看出，假如運(yùn)輸機(jī)處于正常的工作狀態(tài)時(shí)，而緩沖連桿在膠帶摩擦力的帶動(dòng)下，那么摩擦力則相對(duì)穩(wěn)定。而假如在皮帶上出現(xiàn)了異形體卡滯現(xiàn)象，而皮帶機(jī)依舊持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從而使得異形體卡在托輥與大架上面，最總引發(fā)緩沖連桿出現(xiàn)了額外的水平附加力。由于托輥連在一起，與此同時(shí)在其下端設(shè)置有滑軌軌道，那么只要出現(xiàn)了卡滯現(xiàn)象，所產(chǎn)生的附加力將會(huì)向右傳遞到壓力傳感器上面。接著將該數(shù)值傳輸系統(tǒng)進(jìn)行判斷，并且將信號(hào)傳輸給運(yùn)輸機(jī)，使其停止動(dòng)作，預(yù)防膠帶撕裂事故的發(fā)生。

3 技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn)

由于設(shè)計(jì)的防撕裂裝置僅僅能在特殊的環(huán)境下工作，而該裝置可以應(yīng)用于皮帶機(jī)發(fā)生事故較高的位置。該裝置不僅可以有效地提高皮帶機(jī)的防撕裂效果，而且大大降低安全隱患以及降低安全事故。此外，通常裝置以及拆卸方面都相對(duì)較好，相應(yīng)的價(jià)格也非常低廉，因此能夠?yàn)樵O(shè)備提供相應(yīng)的技術(shù)支撐，具有一定的可推廣性。