煤礦主斜井帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

邱偉

山東山礦機(jī)械有限公司 山東濟(jì)寧 272041

1 主斜井帶式輸送機(jī)工作原理

帶式輸送機(jī)是一種由撓性輸送帶作為物料承載件和牽引件的連續(xù)性輸送設(shè)備，具有輸送能力強(qiáng)，輸送距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維護(hù)等特點(diǎn)，能方便地實(shí)行程序化控制和自動(dòng)化操作。在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中，輸送帶即是牽引機(jī)構(gòu)優(yōu)勢(shì)承載機(jī)構(gòu)，以旋轉(zhuǎn)的托輥?zhàn)鳛橹尾考\(yùn)行阻力較小。傳動(dòng)滾筒在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，通過(guò)主動(dòng)滾筒與輸送帶間摩擦帶動(dòng)輸送帶及輸送帶上物料一同連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)物料運(yùn)至端部后，因輸送帶換向而實(shí)現(xiàn)物料卸載，從而達(dá)到物料輸送的目的。當(dāng)然，通過(guò)專門卸料裝置設(shè)計(jì)，帶式輸送機(jī)系統(tǒng)也可以在輸送帶上任何位置進(jìn)行卸料。帶式輸送機(jī)具有實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，是最為常用的煤礦生產(chǎn)輸送設(shè)備。一般而言，帶式輸送機(jī)在輸送原煤時(shí)，其設(shè)計(jì)向上最大輸送傾斜角一般為17°～18°，向下最大輸送傾角一般為15°～16°。輸送帶結(jié)構(gòu)形式不同，上運(yùn)和下運(yùn)傾角也有所差異。一般來(lái)說(shuō)，花紋輸送帶加其他措施，上運(yùn)傾角可達(dá)到28°～30°，下運(yùn)傾角可達(dá)25°～28°[1]。

2 煤礦用帶式輸送機(jī)的改進(jìn)

2.1 啟動(dòng)控制裝置的改造

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)對(duì)皮帶與滾筒的沖擊力大，極易發(fā)生故障，這就要求在對(duì)啟動(dòng)裝置進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)時(shí)往簡(jiǎn)單、智能、易維護(hù)方向發(fā)展。在原有的啟動(dòng)控制系統(tǒng)中增加延時(shí)啟動(dòng)裝置，可以滿足不同工況下的工作要求，預(yù)防滾筒及輸送帶發(fā)生故障。一般主斜井帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮以下幾種延時(shí)啟動(dòng)裝置：（1）變頻啟動(dòng)裝置：帶式輸送機(jī)可在0-50HZ頻率范圍內(nèi)由慢到快緩慢啟動(dòng)，變頻器來(lái)調(diào)節(jié)帶式輸送機(jī)的速度，可充分減少對(duì)帶式輸送機(jī)各部件的沖擊力，實(shí)現(xiàn)由慢到快的緩慢啟動(dòng)。（2）液粘軟啟動(dòng)裝置：液粘軟啟動(dòng)主要是通過(guò)液體的黏性來(lái)傳遞扭矩，液體與摩擦片形成油膜，通過(guò)缸內(nèi)液體的壓力來(lái)調(diào)節(jié)油膜的厚度，從而實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的可控軟啟動(dòng)和帶式輸送機(jī)的速度。液粘裝置實(shí)用性及性價(jià)比較高，但缸內(nèi)摩擦片為易損件，更換比較困難，需回原設(shè)備廠家進(jìn)行調(diào)試，后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高。（3）調(diào)速型液力耦合器：調(diào)速型液力偶合器采用液體為介質(zhì)進(jìn)行傳動(dòng)，通過(guò)液體延緩帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的延時(shí)啟動(dòng)功能。調(diào)速型液力耦合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低，是較理想的慢啟動(dòng)裝置。但是調(diào)速型液力偶合器也存在著延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間過(guò)短、大功率狀態(tài)下效果不理想等狀況，需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)進(jìn)行選擇。

2.2 調(diào)心托輥的技術(shù)改進(jìn)

調(diào)心托輥在帶式輸送機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中起到防止輸送帶跑偏的作用，調(diào)心托輥的改進(jìn)能使帶式輸送機(jī)更加安全、平穩(wěn)地運(yùn)行。（1）帶立輥式自動(dòng)調(diào)心托輥：此類托輥結(jié)構(gòu)主要包括立輥、槽型托輥及旋轉(zhuǎn)支架等，當(dāng)跑偏的輸送帶經(jīng)過(guò)該托輥時(shí)，可以通過(guò)立輥與輸送帶直接的摩擦力推動(dòng)一邊的立擋輥，立擋輥通過(guò)力臂及連桿推動(dòng)整個(gè)支架轉(zhuǎn)動(dòng)，傾斜的托輥通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)將跑偏的輸送帶糾正回支架中心，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)心的效果。（2）帶螺旋溝槽自動(dòng)調(diào)心托輥；該類托輥的特點(diǎn)是輥皮上帶有螺旋溝槽，其工作原理是：輸送帶經(jīng)過(guò)螺旋溝槽時(shí)，會(huì)產(chǎn)生垂直于輸送帶運(yùn)行方向的推力，在該推力作用下產(chǎn)生向內(nèi)的向心力，跑偏的輸送帶會(huì)被糾正回皮帶機(jī)中心，從而達(dá)到調(diào)心的作用。（3）防跑偏螺旋托輥：該類托輥的主體結(jié)構(gòu)主要包括槽型托輥組和支架等。槽型托輥組由兩個(gè)左右旋的螺旋托輥及一個(gè)圓柱托輥構(gòu)成，當(dāng)輸送帶運(yùn)行時(shí)左右兩個(gè)螺旋托輥旋轉(zhuǎn)方向相反，從而使輸送帶始終保持在帶式輸送機(jī)的中心運(yùn)行，達(dá)到自動(dòng)調(diào)心的效果。

2.3 應(yīng)用新型綜合保護(hù)裝置

煤礦帶式輸送機(jī)尤其是主斜井帶式輸送機(jī)的綜保系統(tǒng)正在逐步從之前的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的智能化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。當(dāng)遇到膠帶跑偏、打滑、煙霧等突發(fā)問(wèn)題時(shí)，新型的綜保裝置可第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的感知，并將故障問(wèn)題傳回中控室主機(jī)，而主機(jī)系統(tǒng)可對(duì)故障進(jìn)行分析并找出最可行的解決辦法，從而實(shí)現(xiàn)井下帶式輸送機(jī)從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，到分析問(wèn)題，再到解決問(wèn)題的智能化應(yīng)用[2]。新型綜保裝置的應(yīng)用極大的降低了主斜井帶式輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生事故的幾率，對(duì)井下帶式輸送機(jī)在復(fù)雜工況下問(wèn)題的解決起到了很好的效果。

3 啟、制動(dòng)控制設(shè)計(jì)原理

（1）電動(dòng)工況控制原理與一般輸送機(jī)啟動(dòng)相同，啟動(dòng)時(shí)松制動(dòng)閘后，以輸送帶不動(dòng)為特征，直接按照變頻器設(shè)定的加速曲線軟啟動(dòng)。制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速1500r/min為特征，直接切除主電動(dòng)機(jī)電源，同時(shí)減小比例閥電流，從而降低制動(dòng)油壓，在盤式制動(dòng)裝置作用下逐漸減速停車。（2）發(fā)電工況啟動(dòng)一般是在滿載或重載運(yùn)行狀態(tài)下啟動(dòng)。控制原理為緩松制動(dòng)閘，輸送帶在負(fù)荷作用下加速向下運(yùn)行為特征，通過(guò)速度傳感器檢測(cè)帶速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)帶速達(dá)到同步帶速或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1500r/min時(shí)，投入主電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的同步投入，避免機(jī)械和電氣沖擊。發(fā)電工況下停車，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速是該工況特征，先減小比例閥電流，降低制動(dòng)油壓控制輸送機(jī)減速，當(dāng)檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)接近同步轉(zhuǎn)速1500r/min時(shí)停主電動(dòng)機(jī)，控制油壓繼續(xù)減小，保持制動(dòng)減速度控制在 0．1-0．3m/s2，實(shí)現(xiàn)可控停車[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦主斜井帶式輸送機(jī)作為煤礦生產(chǎn)重要的輸送設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮改造費(fèi)用、現(xiàn)場(chǎng)條件、改造效果等方面，這樣才能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行能力的全面提升，促進(jìn)煤礦行業(yè)更好發(fā)展。