帶式輸送機滾筒電液跑偏調節裝置的設計

李 旭

（同煤集團云岡礦，山西 大同 037017）

云岡礦生產條件極其復雜，巷道坡度起伏較大，帶式輸送機極易彈起和跑偏，皮帶磨損嚴重。因此有必要設計一種新型的滾筒調偏裝置，有效地提高帶式輸送機運輸的安全性。

1 工程概況

云岡礦使用SSJ-1000/160/125 帶式輸送機運輸過程中會存在張力不均，空皮帶運行時存在忽左忽右跑偏現象，拉水煤時皮帶跑偏灑煤現象嚴重。由于巷道起伏過大，帶式輸送機空載或輕載時飄帶，皮帶刮擦巷道頂板，容易造成帶式輸送機部件損壞，導致運輸系統發生故障而停車，嚴重時可使皮帶撕裂，危及工作人員的人身安全。為了防止跑偏，設計了一種新型的滾筒電液跑偏調節裝置。

2 電液跑偏調節裝置的設計

2.1 裝置的結構分析

設計的電液跑偏調節裝置結構示意圖如圖1 所示，該裝置主要包括液壓油缸、軸座、鍥形滑塊、步進電機等部件。

圖1 電液跑偏調節裝置結構示意圖

軸座的設計主要是帶動主軸進行移動，該設計當中主要是帶動主軸進行橫向移動，調整主軸所處的位置。在軸座的設計中選用Q235D 鋼板，厚度為33 mm，采用銑床加工，銑削深度為15 mm，形狀為楔形槽。在該處設計安裝有楔形滑塊，作用為對軸座進行固定，從而實現準確調整位置。液壓油缸采用昂宇氣動壓力公司生產的CX-SD 型薄型立式液壓油缸，型號CX-SD40-40 方形油缸。確定選用57 步進電機，使用DC24V 驅動電壓，工作轉速90～900 rpm 范圍。

2.2 裝置的設計原理分析

（1）液壓油缸理論輸出力計算

輸出力計算公式：

式中

F-輸出力，kN；

A-液壓油缸面積，m2；

D-液壓油缸直徑，取40 mm；

p-壓強條件，取20 MPa；

π-常數，取3.141 5。

計算可得F=25 kN。輸出力為25 kN 可以使得軸座進行橫向運動。具有15 mm 的厚度，通過轉動來完成縱向運動。

（2）調偏尺寸與控制器計算

確定的油缸直徑為40 mm，油缸行程40 mm；步進電機扭矩2.3 N·m，驅動器脈沖25 600；鍥形滑塊配置M12 的螺母，絲杠為Φ12 mm，運行長度5 mm。鍥形滑塊的形狀如圖2 所示，設定調整偏差的偏移量L，縱向移動的距離H，運行角度為60°。滾筒主軸對偏差糾正的距離為0～40 mm。

圖2 鍥形滑塊示意圖

設定輸出脈沖數為S個，可知：

因此，在上位機中，只要將得到的帶式輸送機滾筒主軸的偏移量輸入，就能夠遠程對筒主軸進行精準的移動，降低滾筒主軸移動的移動偏差，提高糾偏效率和運行效率。

2.3 裝置調偏過程分析

當電液跑偏調節裝置接收到糾偏信號后，控制器為步進電機驅動器發射信號，絲杠轉動使鍥形發生復位；控制器相關信號，打開液壓泵完成電磁閥的轉向，使軸座發生橫向運動。步進電機對接收的信號進行計算后，推動鍥形滑塊進行縱向運動，實現精確定位。之后軸座復位固定在鍥型滑塊的后軸座，控制器發射信號，電磁閥處于中間的中封處，將油缸進行固定，以實現準確地移動，完成對偏差的糾正。

3 電液跑偏調節裝置的遠程控制系統分析

對煤礦帶式皮帶運輸機的電液跑偏調節裝置進行遠程自動化控制操作，實現對機頭和機尾處的運輸皮帶物料運輸部分進行糾偏，并可根據實際情況對糾偏量進行調整，可以有效地提高糾偏效率以及設備的工作效率。

針對該電液跑偏調節裝置設計了遠程控制系統，該遠程控制系統的結構示意圖如圖3 所示。該系統主要包括上位機、主控制器、下屬控制器等部分。

圖3 電液跑偏調節裝置的遠程控制系統

下屬各控制器對各電磁閥及驅動器進行有效控制，并通過主控制器與上位機進行相互的通信連接。下屬各控制器對皮帶運輸機及相關部件運輸的信息進行采集、傳輸、整理，工作人員通過上位機在主控制器上就可以完成相應的操作，從而實現對滾筒主軸的移動及控制皮帶運行的位置。在系統當中，主要是依靠安裝上皮帶上的傳感器，對皮帶跑偏進行識別與檢測，進一步可以掌握跑偏的位置及位移量，從而通過遠程操作電液跑偏調節裝置的辦法來完成偏差的調整。

4 實踐應用及效果分析

電液跑偏調節裝置完成設計及制造后，在SJ-1000/160/125 帶式輸送機上進行了安裝調試，并在云岡礦8415 工作面進行了實踐應用。從2019 年2月至2019 年8 月期間，SJ-1000/160/125 帶式輸送機運行穩定，電液跑偏調節裝置能對帶式輸送機滾筒主軸的跑偏情況進行遠程處理，保障帶式輸送機皮帶在正確位置運行。在半年的時間內，該帶式輸送機無因皮帶跑偏而發生的安全事故，有效地提高了帶式輸送機的運輸效率。該電液跑偏調節裝置外形美觀、輕巧，結構簡單，效率高效，能夠解決SJ-1000/160/125 帶式輸送機皮帶跑偏問題。