智能型斷帶抓捕器在大傾角輸送機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用

摘 要：根據(jù)大傾角膠帶輸送機(jī)鋼絲繩芯膠帶斷帶的原因分析，防止斷帶后造成安全生產(chǎn)事故，根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有抓捕器的現(xiàn)狀，特設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)、試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)捕捉功能的一種智能型斷帶保護(hù)裝置。

關(guān)鍵詞：大傾角膠帶輸送機(jī)；斷帶多點(diǎn)捕捉；狀態(tài)監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TD528.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 14-0000-01

大傾角膠帶輸送機(jī)為礦井主要運(yùn)輸設(shè)備，是生產(chǎn)系統(tǒng)的咽喉部位，具有運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，輸送能力大，投資費(fèi)用高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在日常應(yīng)用中，由于膠帶接頭質(zhì)量不好，輸送機(jī)被卡住，過負(fù)荷運(yùn)行等因素，容易造成膠帶被撕斷，一旦發(fā)生斷帶，斷裂的輸送帶迅速下滑，造成膠帶及機(jī)架損壞礦井停產(chǎn)，而且可能危及到工作人員的人身安全。然而大傾角輸送機(jī)實(shí)施斷帶保護(hù)難度非常大，因此不斷進(jìn)行斷帶保護(hù)的技術(shù)研究是非常必要的。

目前國(guó)內(nèi)斷帶保護(hù)裝置有多種，但均存在較多缺陷，如機(jī)械自鎖式斷帶抓捕器存在動(dòng)作不同步，制動(dòng)力不均勻，檢修不方便，無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)，誤動(dòng)作多等缺點(diǎn)；電控自鎖式斷帶抓捕器減少了誤動(dòng)作的幾率，但前者的缺點(diǎn)依然存在；整體式液壓斷帶保護(hù)裝置存在體積大，安裝工程大，成本高，試驗(yàn)時(shí)容易損傷膠帶。本項(xiàng)目是研發(fā)一種狹小空間環(huán)境分布式多點(diǎn)捕捉，可進(jìn)行集中控制，具有緩沖作用，可視頻監(jiān)控的智能型液壓斷帶保護(hù)裝置。

一、抓捕器的技術(shù)方案

基于以上存在的問題，本文采用了以下技術(shù)方案：（1）通過對(duì)皮帶運(yùn)行速度的大小、方向，皮帶張緊力與張緊小車行程等參數(shù)的監(jiān)測(cè)，對(duì)輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與判斷，進(jìn)而獲得準(zhǔn)確的斷帶信號(hào)；（2）根據(jù)皮帶機(jī)傾角、運(yùn)量、長(zhǎng)度、速度等參數(shù)。承載帶需要分別布置多臺(tái)，所有斷帶裝置集中控制同時(shí)動(dòng)作，且每個(gè)裝置的制動(dòng)力可通過液壓系統(tǒng)工作壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)緩沖制動(dòng)；（3）承載帶斷帶保護(hù)裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)的可往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)90o角的制動(dòng)閘塊，不工作時(shí)閘塊提到皮帶兩側(cè)，斷帶或試驗(yàn)時(shí)，閘塊提到斷帶上方并向下夾等膠帶；（4）控制系統(tǒng)對(duì)不斷對(duì)裝置閘塊位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將閘塊的狀態(tài)信息傳輸?shù)讲僮髋_(tái)的液晶屏上，并與傳動(dòng)連鎖控制，動(dòng)作時(shí)發(fā)出運(yùn)行報(bào)警信號(hào)，避免了因故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行傳動(dòng)所造成的損壞；（5）通過多點(diǎn)傳感技術(shù)，將泵站的啟動(dòng)與關(guān)閉，制動(dòng)閘塊的夾緊與復(fù)位等狀態(tài)在控制箱顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示，便于司機(jī)與檢測(cè)人員的試驗(yàn)與檢查。

二、抓捕器的工作原理

（一）組成結(jié)構(gòu)。斷帶抓捕器主要由機(jī)架、防爆開關(guān)、制動(dòng)閘塊、液壓泵站、張緊小車行程控制箱，編碼器，控制操作箱、本地控制操作箱顯示器，語(yǔ)音聲光報(bào)警器等組成，控制系統(tǒng)圖如圖1所示。

（二）機(jī)械部分設(shè)計(jì)。斷帶抓捕器的機(jī)械部分主要由支撐橫梁、測(cè)托輪組以及閘塊連桿機(jī)構(gòu)所組成。

（三）液壓部分設(shè)計(jì)。閘塊采用的是泵機(jī)提供的制動(dòng)力，泵機(jī)的功率不小于5kw，壓力為20MPa，流量為50L/min，隔爆。換向閥選用的型號(hào)為FD-4WE/OH31/CN127；分流集流閥的型號(hào)為FJL-B10H-S；隔爆電磁鐵的型號(hào)為DTBF-55/127JB。

（四）電控部分設(shè)計(jì)。電氣部分采用西門子S7-200cn，對(duì)皮帶的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；電源模塊選用的型號(hào)為MKDS-I輸出雙路本質(zhì)安全型電源；觸摸屏選用TPC7062K型；速度傳感器選用GSD5光電傳感器ST2561C；系統(tǒng)的通信模塊采用MODBUS模塊。

在輸送機(jī)運(yùn)行過程中，控制箱通過不斷跟隨輸送帶一同旋轉(zhuǎn)的機(jī)尾張緊小車的行程，以獲知輸送帶的運(yùn)行狀態(tài)。一旦發(fā)生斷帶故障，安裝的速度傳感器將隨著輸送帶反向旋轉(zhuǎn)，通過測(cè)量編碼的反向脈沖值可以得到輸送帶的下滑距離。當(dāng)下滑距離達(dá)到設(shè)定閥值時(shí)，控制箱向泵站的制動(dòng)電位閥發(fā)出信號(hào)，使泵站輸出液壓油，或機(jī)尾行程小車達(dá)到設(shè)定值時(shí)，油液迅速進(jìn)入油紅，制動(dòng)閘塊，使張緊小車制動(dòng)。

三、抓捕器的主要技術(shù)性能指標(biāo)

本文所設(shè)計(jì)的斷帶抓捕器適用皮帶帶寬為500-2000mm；槽形托棍槽角≤60o；制定寬度為150mm*2mm；額定制動(dòng)力大小為45kN；制定時(shí)間為1.5±0.5s；動(dòng)作距離可設(shè)范圍：0.3-0.8m；現(xiàn)場(chǎng)溫度范圍：-10～+40oC；工作電壓：127V/660V。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的斷帶抓捕器采用多傳感器技術(shù)對(duì)皮帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)：速度、張力、行程等參數(shù)的檢測(cè)，準(zhǔn)確地判斷皮帶是否發(fā)生斷帶。承載帶斷帶保護(hù)裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)的可往復(fù)作直線-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的制定閘賣，輸送帶正常運(yùn)行時(shí)，閘塊提到皮帶兩側(cè)，對(duì)皮帶運(yùn)行無(wú)任何影響；當(dāng)輸送帶發(fā)生斷帶時(shí)，閘塊同時(shí)提到皮帶上方并向下夾等皮帶，同時(shí)對(duì)下滑的皮帶進(jìn)行抓捕。目前，該裝置已在凌志達(dá)煤礦試用一年，試運(yùn)行平穩(wěn)，試驗(yàn)工作準(zhǔn)確可靠、維護(hù)方便、效果顯著。

參考文獻(xiàn)：

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