皮帶機防撕裂保護裝置的設計探析

原 峰

（身份證號140411199810140412）

引言

為了能夠更好地發揮煤炭賦能經濟發展，具有煤炭優勢的煤礦企業在生產的過程中不斷優化高產高效能力。與此同時，運用先進的科學技術改造煤炭生產設備，比如皮帶機，其在運輸的過程中具有輸送連續性、運輸快以及運輸距離長的特點，并且得到了煤炭企業的青睞。可是由于隨著輸送距離的不斷增加，相應的皮帶尺寸也在不斷增加，從而導致防撕保護裝置在保護方面已經不能滿足工程的需要。假如出現異物卡滯時，這時膠帶機將會出現撕裂的現象，因此產生安全事故問題。為了能夠有效地優化皮帶機的運輸穩定性，因此需要設計更好地安全保護裝置。

1 系統結構組成

設置在皮帶機上的縱向傳感器器可以實時監測皮帶破裂情況，并且依據監測到的數據進行判斷以及預警。具體過程如下所示[1-2]：首先由傳感器采集到皮帶表面的圖像，其次選用設定的算法對采集到的信號進行分析。假如皮帶出現了縱向撕裂時，那么相應的信號將會發生變化，這樣可以判別皮帶是否出現了縱向撕裂。

圖1 表示縱向傳感器應用示意圖，其設備均為本安隔爆型，包括、電控器、電源箱、速度傳感器、煙霧傳感器、遠程控制器、跑偏控制器、撕裂傳感器等。

圖1 縱向撕裂保護系統結構組成

從理論層面進行分析可以看出，該系統能夠有效地預警輸送帶的破裂問題，可是經過工程實際發現，由于受到地理條件的限制，并不能充分發揮縱向傳感器的優勢，往往會出現一定量的安全問題。為此需要開發一種輔助裝置，這樣才可以更好地優化縱向傳感器的性能。

2 自制保護設備制造機理與作用方法

2.1 異形體卡滯超前保護原理

對于皮帶膠帶而言，通常將鋼絲繩設置成為縱向排列的，這樣將會導致橫向強度往往比較低。而膠帶縱向撕裂主要來源于煤巖體穿卡。通常發生撕裂的位置出現在裝載機附近。經過分析發現，在皮帶機工作的過程中，由于煤巖體或者相應的不規則金屬下落，最終形成卡滯膠帶的現象，與此同時異形體在皮帶的帶動下將會使得皮帶出現跑偏，從而使得皮帶出現縱向撕裂的現象[3-4]。

經過分析發現，在受阻位置由于卡滯異形體的存在，使得其出現了反向附著力。此外，該力將會持續存在，那么這時需要設置更多的受力傳感器，這樣可以有效地監測水平附加力，這樣能夠在防止異形體給膠帶帶來的破壞。

2.2 異形體卡滯保護方法

假如在膠帶附近出現了異形體卡滯現象，那么在上下端位置受到的力將對上托輥產生一個反作用力。一般托輥為受到的附加力往往當作異形體的受力之和。假如皮帶機正常工作，那么這時在滾動摩擦力的作用下，從而使得承重的輸送帶下表面會帶動上托輥作出同步滾動的動作，而相應的壓力傳感器則會在滾動摩擦力的作用下開始工作。通常在異形體出現卡滯時，通常壓力傳感器能對托輥位置的附加力進行監測。由此可以看出，可以將附加壓力值得變化當做判斷是否出現異形體破壞膠帶的依據。接著檢測系統可以對監測到的數據進行比較，并將存在的問題信號傳輸給執行機構（報警），從而可以預防異形體膠帶事故的發生。

2.3 防異形體卡滯裝置

依據生產的需要，對裝載機進行改造，這樣可以有效地檢測皮帶位置是否存在異物卡滯現象，一般將托輥大架設置成為6 m 一組，共計5 組[5-6]。這時可以把每一組上的托輥H 架用4 mm 的鋼絲繩將5個托輥連在一起。與此同時在每一組上托輥下面都要設置滾動輪，而為了將滾動輪和上托輥固定在一起，通常選用緩沖連接桿進行連接，整體上可以選用滑動軌道實現運動，將傳感器用螺栓將其固定在緩沖連桿上面，而且另一端則設置在托輥大架上面。如圖2 所示。

圖2 防異形體卡滯裝置

通過分析圖2 可以看出，假如運輸機處于正常的工作狀態時，而緩沖連桿在膠帶摩擦力的帶動下，那么摩擦力則相對穩定。而假如在皮帶上出現了異形體卡滯現象，而皮帶機依舊持續運動時，從而使得異形體卡在托輥與大架上面，最總引發緩沖連桿出現了額外的水平附加力。由于托輥連在一起，與此同時在其下端設置有滑軌軌道，那么只要出現了卡滯現象，所產生的附加力將會向右傳遞到壓力傳感器上面。接著將該數值傳輸系統進行判斷，并且將信號傳輸給運輸機，使其停止動作，預防膠帶撕裂事故的發生。

3 技術創新優點

由于設計的防撕裂裝置僅僅能在特殊的環境下工作，而該裝置可以應用于皮帶機發生事故較高的位置。該裝置不僅可以有效地提高皮帶機的防撕裂效果，而且大大降低安全隱患以及降低安全事故。此外，通常裝置以及拆卸方面都相對較好，相應的價格也非常低廉，因此能夠為設備提供相應的技術支撐，具有一定的可推廣性。