帶式輸送機運行狀態監控系統的研究

摘 要：本論首先對帶式輸送機的結構和工作原理進行分析，引出帶式輸送機在輸送物料過程中常見的故障，通過對各類故發生原因進行分析，選擇合適的技術方案。

關鍵詞：帶式輸送機；監控系統；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.138

0 引言

隨著社會的發展和科學技術的進步，特別是電子技術的成熟以及大規模普及，對工廠的生產率具有很大提升，也大大降低了工廠的能源消耗。越來越多的企業在生產線進行自動化改造，以便能夠對生產過程機型監控制將電子信息技術用于對。因此，越來越多的企業使用自動控制系統，生產自動化技術是當今先進工廠的代名詞。

當前工礦企業生產也向自動化，信息化方向發展，主要是提高輸料系統的輸送效率，達到企業生產目標。因此，怎樣將遠程監控技術使用在工礦企業越來越迫切。目前工礦生產，常用的帶式輸送機的輸送范圍在3.5千米，隨著長度越來越長，對控制系統和保護設備提出了越來越高得要求。所以，如果要完成對整個帶式輸送機的自動化改造，再設計時就必須充分考慮監控系統設計先進性。在煤礦開采生產中，由于外界環境影響，井下皮帶輸送系統的監控是監控系統的重中之重，必須要實現對自動送料的監控，同時也必須提高生產的安全性。

1 帶式輸送機的結構和工作原理

帶式輸送機最開始的結構由開式槽或直線構成，經過多年的發展，現在已經發展成一個龐大的家族，帶式輸送機具輸送范圍大、運行成本低、輸送對象種類多、靈便性強、可靠性好、安全性高等諸多優點在國內外的到非常廣泛的應用。

帶式輸送機結構圖如下圖1所示，其中的皮帶輸送機主要包括頭部、中部、尾部三個部分。頭部由頭輥及支承構成；中部由支承架、限位輥、張緊輥構成；尾部由支承架和調節裝置構成。

2 帶式輸送機的常見故障

（1）輸送帶打滑：帶式輸送機運行的動力是由滾筒與輸送帶相互之間摩擦提供，如果出現打滑現象，那么就會降低輸送機輸送效率。當動力部分正常運行，但是輸送速度較低時，可以認定是輸送帶打滑所致，如果任由這種情況發展，最終會由于溫度過高使傳送帶損壞。

（2）輸送帶撕裂：由于很多物料形狀不一，有些比較平滑而有些則邊緣鋒利，在運送過程中很容易扎傷輸送帶， 當這些邊緣鋒利的物體落在貨架上后，將形成在傳送帶表面持續作用，就會有卡的更緊的趨勢，所以，輸送帶的受力不斷增加，輸送帶上的劃痕越來越深，最后會使輸送帶撕裂。

（3）輸送帶跑偏：輸送帶跑偏是由于輸送帶受到的所有力的疊加與輸送帶中心線產生偏移，這主要是因為輸送帶在工作過程中受到外力干擾。

（4）輸送帶斷帶： 輸送帶如果在設計的時候存在設計缺點，或者在使用中操作存在問題，輸送帶存在一些小的傷痕。如果輸送帶頂部的移位大到某一定極限時，兩個部件之間的黏結層最終會由于結合力不夠，不能帶動那么大的負載，從而導致輸送帶接頭出現斷裂。

（5）輸送帶堆料： 因為工作環境和物料差異等原因，輸送機非常容易在運行中發生設備停機的故障，這是由于其料倉和加料口堆料導致的，這種事故產生的影響也非常嚴重。

（6）輸送帶卡死： 輸送帶卡死一般都是由輥軸承被雜物破壞或者遇水生銹造成的，軸承是精密零件，它的使用壽命也不高，它的故障會進一步導致輥的卡死，除此之外，輥和輸送帶會發生相對運動，由摩擦產生很多的熱量，當輥的溫度超超過它的設計溫度時，就會燒壞發生不可逆破壞。

（7）輸送帶張力超限： 在工作過程中，如果輸送帶被一個很大的外力撞擊，那么在它的接頭處會產生很大損傷，因此，如何保證張力在允許范圍內也是一個值得研究的問題。

3 監控系統的總體選型和設計

（1）輸送帶打滑： 針對輸送帶打滑的故障，這里選用光電傳感器對速度進行實時監測，輸送機在運動過程時，滾輪會帶動轉盤轉動，通過小孔不斷產生通斷信號，接收器接受這個信號并傳送到控制器中，控制器對這個信號進行處理轉換成最終的速度，通過對這個速度進行判別就可以知道輸送帶有沒有打滑。

（2）輸送帶撕裂： 針對輸送帶撕裂的故障，這里選用壓力傳感器輸送帶有沒有發生撕裂。壓力傳感器主要測量輸送帶以及上面物料的綜重量。如果輸送帶產生撕帶，由于傳感器會受到一個附加的壓力，導致壓力發生變化。判斷這個眼里大小就可以判斷輸送帶有沒有撕裂。

（3）輸送帶跑偏： 針對輸送帶跑偏的故障，這里選用開關進行檢測，這個檢測開關的結構為凸輪結構，它可以實現自動復位的功能。一旦輸送帶跑偏，當它和立輥接觸時，檢測開關就會被觸發，報警并提示用戶輸送帶已經跑偏。

（4）輸送帶斷帶： 針對輸送帶斷帶的故障，這里選用霍爾傳感器進行檢測，只有輸送在接近滾筒時，它所受的張力最大，所以我們可以對這個點進行監控，當霍爾傳感器發出一串脈沖信號，則表示輸送帶發生斷帶。

（5）輸送帶堆料： 針對輸送帶堆料的故障，這里選用施密特觸發器進行檢測，通過對系統的輸出電阻進行實時檢查，如果發生異常就可以判斷出輸送帶是否發生堆料。

（6）輸送帶托輥卡死： 針對輸送帶托輥卡死的故障，這里選用溫度傳感器來進行檢測，設計時，我們將溫傳感器安裝在與托輥接觸處，當溫度傳感器檢測到的溫度升高時，立即產生一個開關信號。通過這種方法便可以檢測輸送帶托輥是否卡死。

4 總結

本文在對國內外發展現狀進行深入研究和對當前輸送機常見故障問題進行分析的基礎上，設計了一種帶式輸送機運行狀態監控系統。

參考文獻：

[1]宋偉剛.通用帶式輸送機設計[M].北京：機械工業出版社，2006（05）：1-3，13-22.

作者簡介：陳堅（1972-），男，一級教師，技師，研究方向：機電類。