帶式輸送機(jī)電控自動張緊裝置應(yīng)用分析

趙曉波

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)雁崖煤業(yè)大同有限公司，山西 大同 037031）

0 引言

帶式輸送機(jī)是煤礦重要機(jī)電設(shè)備之一，帶式輸送機(jī)普遍用于煤礦采掘工作面中，主要擔(dān)負(fù)著采掘工作面煤炭運(yùn)輸任務(wù)，帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)主要包括電機(jī)、減速機(jī)、輸送帶、托輥、滾筒、保護(hù)系統(tǒng)、張緊裝置等，通過環(huán)形輸送帶與滾筒之間摩擦作用實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)輸，輸送機(jī)輸送帶張緊力直接影響著輸送機(jī)運(yùn)輸效率，當(dāng)輸送機(jī)張緊不足時(shí)很容易出現(xiàn)輸送機(jī)跑偏、打滑現(xiàn)象[1-4]，當(dāng)輸送機(jī)張緊力過大時(shí)輸送帶在重載情況下與滾筒之間摩擦力加大，導(dǎo)致輸送帶張力大，很容易出現(xiàn)斷帶事故，同時(shí)增加了輸送機(jī)負(fù)荷，易造成輸送機(jī)電機(jī)燒毀；所以對輸送機(jī)提供合理的張緊力對帶式輸送機(jī)安全高效運(yùn)輸具有重要作用，目前煤礦井下帶式輸送機(jī)主要采用人工張緊或液壓張緊，傳統(tǒng)張緊時(shí)自動化水平低、張緊效率低，不利于輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，本文以雁崖煤業(yè)公司5311 巷安裝的SSJ-800 型帶式輸送機(jī)為研究對象，對輸送機(jī)安裝了一套電控自動張緊裝置，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

1 工程概述

雁崖煤業(yè)公司5311 巷位于塔山三盤區(qū)，巷道設(shè)計(jì)長度為1200m，巷道掘進(jìn)斷面規(guī)格為寬×高=4.5m×3.5 m，巷道掘進(jìn)煤層為3 號與5 號合并煤層，煤層平均厚度為11.8 m，平均傾角為3°，煤層中含多層夾矸，整體穩(wěn)定性差，煤層頂?shù)装鍘r性如表1 所示。

表1 5311 巷掘進(jìn)3 號與5 號煤層頂?shù)装鍘r性

5311 巷采用EBZ260 型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，采用SSJ-800 型帶式輸送機(jī)進(jìn)行煤矸運(yùn)輸，輸送機(jī)機(jī)頭與盤區(qū)帶式輸送機(jī)搭接，機(jī)尾與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭搭接，SSJ-800 型帶式輸送機(jī)主要由電機(jī)、減速機(jī)、滾筒、膠帶、H 架、重梁、張緊裝置以及各類保護(hù)裝置等部分組成；巷道在前期掘進(jìn)過程中由于帶式輸送機(jī)張緊裝置自動化水平低、張緊效果差，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸物料時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)輸送帶跑偏、打滑以及斷帶等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著巷道安全高效運(yùn)輸。

2 帶式輸送機(jī)傳統(tǒng)張緊裝置問題分析

2.1 傳統(tǒng)張緊結(jié)構(gòu)

目前5311 巷帶式輸送機(jī)主要采用的是游動車張緊裝置，該裝置主要由軌道、游動車、開關(guān)、絞車、儲帶滾筒、鋼絲繩等部分組成。

1）絞車電機(jī)功率為5 kW，絞車安裝在距卸載滾筒30 m 處，絞車滾筒纏繞直徑為10 mm 張拉鋼絲繩，鋼絲繩與游動車連接。

2）軌道安裝在機(jī)頭大架底部，每節(jié)軌道長度為3.0 m 共計(jì)安裝7 節(jié)軌道，游動車與軌道活動連接，游動車一端采用鋼絲繩與絞車連接，另一端與儲帶滾筒連接，通過移動游動車使儲帶滾筒前移、后退，從而實(shí)現(xiàn)輸送帶張緊作用。

2.2 主要存在的問題

1）勞動作業(yè)強(qiáng)度大。傳統(tǒng)張緊裝置主要采用人工張緊，每班開工前需對輸送帶松帶、移尾并張緊，每次張緊過程中需安排3 人配合施工，1 人觀察、1 人開啟絞車松帶、1 人調(diào)整，勞動作業(yè)強(qiáng)度大、張緊時(shí)間長。

2）設(shè)備故障率高。傳統(tǒng)張緊裝置采用人工張緊，在張緊過程中由于人員觀察不到為導(dǎo)致絞車鋼絲繩經(jīng)常出現(xiàn)咬繩現(xiàn)象，造成絞車滾筒受力不均，很容易造成絞車滾筒斷裂；同時(shí)在張緊過程中很容易造成張緊力過大導(dǎo)致斷繩現(xiàn)象，危險(xiǎn)系數(shù)高。

3）張緊精度低。傳統(tǒng)張緊裝置采用人工張緊時(shí)誤差大、精度低，而且張緊時(shí)輸送機(jī)處于空載狀態(tài)，當(dāng)輸送機(jī)在載荷狀態(tài)下時(shí)輸送帶受力增大，張緊裝置無法根據(jù)輸送機(jī)空負(fù)載狀態(tài)實(shí)時(shí)張緊，張緊自動化水平低。

3 張緊裝置優(yōu)化改進(jìn)

3.1 電控自動張緊裝置結(jié)構(gòu)組成

1）電控自動張緊裝置主要由輸送帶張緊小車、導(dǎo)繩裝置、鋼絲繩、中控器、張緊滾筒、張拉傳感器、變頻器等部分組成，如圖1 所示。

圖1 電控自動張緊裝置聯(lián)鎖控制示意圖

2）張緊小車與軌道活動連接，軌道同樣安裝在機(jī)頭架兩側(cè)，張緊小車主要由電機(jī)、減速機(jī)等部分組成，導(dǎo)繩裝置共計(jì)三個(gè)滑輪，滑輪組通過鋼絲繩一端與儲帶滾筒連接。

3）在張緊鋼絲繩上安裝一個(gè)張力傳感器，張力傳感器主要監(jiān)測鋼絲繩所受張力，傳感器與中空連接，中空主要部件為PLC 控制器，主要用于信號接收、處理以及指令發(fā)送等；中空與變頻器連接，通過變頻器可控制帶式輸送機(jī)電機(jī)啟停。

4）導(dǎo)繩裝置包括滑輪組、繩夾、繩座等，滑輪組位于輸送機(jī)中心線上，為定滑輪。鋼絲繩一端由儲帶滾筒橫向中心線的一側(cè)，依次繞過張緊小車尾部的滑輪組。

5）儲帶滾筒主要用于輸送帶導(dǎo)向以及張緊輸送帶作用，儲帶滾筒安裝在帶式輸送機(jī)導(dǎo)向滾筒后方3.0 m 處，儲帶滾筒通過定滑輪活動連接在固定架上，通過鋼絲繩張拉作用可使儲帶滾筒前后移動[5]。

3.2 電控自動張緊裝置工作原理

1）電控自動張緊裝置安裝后通過中控對張力傳感器設(shè)定空載以及負(fù)載狀態(tài)下動作保護(hù)值；然后通過中控控制器使張緊小車自動移動，使輸送帶處于合理的張緊狀態(tài)。

2）帶式輸送機(jī)運(yùn)輸物料時(shí)，張力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測鋼絲繩張力，當(dāng)張力大于設(shè)定張力值時(shí)，傳感器接收的數(shù)據(jù)信號及時(shí)傳送至中空PLC 控制器內(nèi)控制器接收信號后對信號進(jìn)行處理，然后控制張緊小車移動，實(shí)現(xiàn)松帶動作，使輸送帶處于合宜的張緊度。

3）當(dāng)帶式輸送機(jī)卸載物料后，張力傳感器檢測到鋼絲繩張力變小后，再次將數(shù)據(jù)信號傳送至中空內(nèi)，經(jīng)處理分析后控制張緊小車再次移動，確保輸送帶張緊度。

4）當(dāng)輸送帶出現(xiàn)跑偏、打滑或異物撕裂導(dǎo)致輸送帶斷帶時(shí)，此時(shí)鋼絲繩張力為0，張力傳感器將無張力信號傳送至PLC 控制器內(nèi)，控制器及時(shí)通過變頻器控制作用使輸送機(jī)電機(jī)停機(jī)。

4 結(jié)語

5311 巷SSJ-800 型帶式輸送機(jī)于2021 年4 月安裝了一套電控自動張緊裝置，截止2021 年11 月14 日巷道已掘進(jìn)到位，通過7 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來看，與傳統(tǒng)張緊裝置相比，該張緊裝置自動化水平高，全程無需人工干預(yù)，通過控制器控制作用自動實(shí)現(xiàn)空載、負(fù)載狀態(tài)下輸送帶張緊動作，而且該張緊裝置在張緊過程中張緊時(shí)間為10 s，比傳統(tǒng)張緊裝置張緊時(shí)間縮短了15 s，提高了張緊效率及精度，取得了顯著應(yīng)用成效。