【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要；（2）用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù),采用各種軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，大大降低了輸送帶的動(dòng)張力，輸送機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài),設(shè)備性能好,運(yùn)輸效率高；（3）多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù),使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上已不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性；（4）新型、高可靠性關(guān)鍵性元部件技術(shù)，如包含 CST 等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯存裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國(guó) FSW 生產(chǎn)的 FSW1200/（2~3 ）400（ 600）工作面順槽帶式輸送機(jī)就采用了變頻調(diào)速裝置，運(yùn)輸能力達(dá) 3000t/h 以上，它的機(jī)尾與新型（如美國(guó)久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動(dòng)快速自移，人工作業(yè)少，生產(chǎn)效率高。表 11 常用皮帶輸送機(jī)技術(shù)指標(biāo) 國(guó)外 300～500 萬 t/a 高產(chǎn)高效礦井11 / 58主參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷、斜井固定式強(qiáng)力皮帶輸送機(jī)運(yùn)距/（m） 2022～3000 3000帶速/（m/s ） ～4 4～5 （最高達(dá) 8）輸送量/（t/h） 2500～3000 3000～4000驅(qū)動(dòng)總功率/（KW）1200～2022 1500～3000 （最高達(dá) 6000） 國(guó)內(nèi)煤礦用皮帶輸送機(jī)的現(xiàn)狀及存在問題80 年代末期以來,我國(guó)煤礦用皮帶輸送機(jī)也有了很大的發(fā)展，對(duì)皮帶輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，從定型的SDJ、 SSJ、STJ 、DT 等系列發(fā)展到多功能、適應(yīng)特種用途的各種帶式輸送機(jī)系列，如國(guó)家“七五” 、 “九五”攻關(guān)項(xiàng)目——大傾角皮帶輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽伸縮皮帶輸送機(jī)等填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白,開發(fā)了大傾角、長(zhǎng)距離輸送原煤的新型皮帶輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對(duì)皮帶輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置及以 PLC 為核心的可編程電控裝置。隨著我國(guó)高產(chǎn)高效礦井的發(fā)展，煤礦井下皮帶輸送機(jī)目前已達(dá)到表 所示的主要特征指標(biāo)。表 12 煤礦井下皮帶輸送機(jī)主要指標(biāo)主參數(shù) 可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)離帶式輸送機(jī)運(yùn)距/(m) 1000～2022 1000～4000帶速/(m/s) ～3 ～4輸送量/(t/h) 800～1800 1000～2022驅(qū)動(dòng)總功率/(kw) 250～750 750～1500與國(guó)外相比,其機(jī)型一般都偏小，特別是帶速通常均不超過 4m/s，對(duì)高帶速輸送機(jī)及其動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)問題缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，由于帶速普遍較低,許多設(shè)計(jì)單位仍延用以往的靜態(tài)設(shè)計(jì)法，用加大輸送帶安全系數(shù)的方法來提高設(shè)計(jì)的可靠性，其結(jié)果不僅增大了設(shè)備成本，而且降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。此外，我國(guó)輸送機(jī)制造企業(yè)追求小而全模式，未能像國(guó)外一樣形成大規(guī)模的元部件專業(yè)生產(chǎn)廠或加工中心，致使元部件設(shè)計(jì)與制造水平得不到有效提高。如德國(guó) DBT 公司專業(yè)研制的自移機(jī)尾，設(shè)備性能好，自動(dòng)化程度高，安全可靠，在市場(chǎng)上占有率很高，我國(guó)已引進(jìn)了幾十臺(tái)，與高產(chǎn)高效工作面配套使用。 皮帶輸送機(jī)運(yùn)行中的問題與維護(hù)皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)輸送帶跑偏、斷裂、驅(qū)動(dòng)滾筒打滑等問題，不僅影響輸送機(jī)的正常運(yùn)行，降低生產(chǎn)效率，縮短使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成安全事故。（1）輸送帶跑偏故障輸送機(jī)在運(yùn)行過程中,由于輸送帶受力不均，使輸送帶向受力小的一方移動(dòng)，引起跑偏。輸送帶在任何位置都可能發(fā)生跑偏，造成其邊緣早期破損、撒料和托輥、滾筒、機(jī)架、設(shè)備等損壞，降低了輸送機(jī)的使用壽命，而且會(huì)出現(xiàn)輸送帶撕裂等突發(fā)性事故，使輸送帶早期失效，造成經(jīng)濟(jì)損失。皮帶輸送機(jī)跑偏和調(diào)整的規(guī)律：①“跑緊不跑松”：皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中，如果前、后滾筒不平行，造成輸送帶兩側(cè)的松緊程度不一致，則輸送帶向緊的一邊偏移；②“跑高不跑低”：支承托輥不在與輸送帶運(yùn)行方向平行的同一個(gè)水平位置上，而是一頭高，一頭低，則輸送帶向高的一端偏移；③“跑后不跑前”：托輥不在與輸送帶運(yùn)行方向垂直的截面上，而是一端前，一端12 / 58后，則輸送帶向后的一端偏移。根據(jù)輸送帶跑偏的具體情況，具體的調(diào)整方法有：調(diào)偏托輥法：一般適用于皮帶輸送機(jī)跑偏范圍不太大，用槽型調(diào)偏托輥?zhàn)詣?dòng)調(diào)整，利用輸送帶“跑后不跑前”規(guī)律調(diào)整，當(dāng)輸送帶跑偏時(shí)，碰到槽型調(diào)偏托輥上的小擋輥，因擋輥與輸送帶邊緣的摩擦作用而沿皮帶運(yùn)行方向向前移動(dòng)，另一側(cè)向后移動(dòng)，此時(shí)輸送帶朝后轉(zhuǎn)的擋輥側(cè)移動(dòng)，直到回到正常位置。立輥調(diào)偏法：如果輸送帶運(yùn)行時(shí)總是向一邊跑偏，可在輸送帶跑偏側(cè)將托輥豎直安裝。一方面由于立輥的作用力使輸送帶強(qiáng)行復(fù)位，另一方面由于立輥與輸送帶的摩擦作用，降低了輸送帶跑偏側(cè)的線速度，相對(duì)地增加了輸送帶另一側(cè)的線速度直至輸送帶復(fù)位。重力調(diào)偏法：如輸送帶重負(fù)荷運(yùn)行跑偏，可將輸送帶跑偏側(cè)的滾筒和托輥支架適當(dāng)加高，使輸送帶上的物料自重產(chǎn)生一個(gè)防止輸送帶跑偏的分力，直到輸送帶回到正常位置。墊高調(diào)偏法：如果輸送帶空轉(zhuǎn)總是向某一側(cè)跑偏，利用“跑高不跑低”規(guī)律調(diào)整，可將相對(duì)跑偏的另一側(cè)的托輥支架適當(dāng)墊高，前后墊高的數(shù)值以第一個(gè)墊起的托輥為準(zhǔn)，緩慢減少墊高，輸送帶的跑偏就會(huì)自然消失。托輥清潔法：如輸送帶運(yùn)行在某一固定點(diǎn)上而且固定不變，就要求檢查該點(diǎn)的托輥是否停轉(zhuǎn)，粘泥使?jié)L筒直徑變大或異徑、托輥脫落等故障，根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施。調(diào)整裝置法：如果輸送帶左右跑偏，無固定方向，說明輸送帶松弛，應(yīng)調(diào)整拉緊裝置、繃緊輸送帶，跑偏現(xiàn)象自然消失。窄輸送帶調(diào)偏法：如果輸送帶運(yùn)行在機(jī)頭或機(jī)尾處跑偏，應(yīng)先調(diào)整頭、尾滾筒的平行度誤差后，在機(jī)頭或機(jī)尾跑偏的另一側(cè)，用 2022200 的窄輸送帶夾入滾筒并與之一起旋轉(zhuǎn)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，滾筒處輸送帶線速度為 V=WR，公式中 w 為滾筒旋轉(zhuǎn)角速度，R 為滾筒半徑，因此跑偏的輸送帶不僅線速度小于另一側(cè)，而且跑偏側(cè)的輸送帶松于另一側(cè)，輸送帶就會(huì)向較緊的一側(cè)偏移，直到達(dá)到正常位置，然后取出輸送帶，帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。滾筒調(diào)偏法：如果輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)在滾筒處跑偏，說明滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)有水平竄動(dòng)，粘料使?jié)L筒外徑變大或異徑，或存在安裝誤差，應(yīng)根據(jù)情況校正前后滾筒的水平度和平行度，跑偏就會(huì)消失。阻力消除法：如果輸送帶跑偏不太嚴(yán)重，應(yīng)把輸送帶跑偏側(cè)的托輥清掃干凈，并在托輥軸承上滴幾滴機(jī)械油，減少托輥轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力，使托輥轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度加快，即可消除跑偏。料流校正法：如果輸送帶空載沒有跑偏，重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)跑偏，說明物料在輸送帶上分布不均勻，進(jìn)料溜子不正，應(yīng)校正進(jìn)料溜子或安裝導(dǎo)料板，改變落料位置，以達(dá)到調(diào)整料流方向，使輸送帶兩邊的物料分布均勻一致。接頭校正法：如果輸送帶運(yùn)行總是向一邊跑偏、最大跑偏恰在接頭處，而且跑偏位置不定。說明輸送帶接頭不正，應(yīng)重新校正接頭或膠接新接頭。支架校正法：如輸送帶運(yùn)行時(shí)向同一側(cè)跑偏、并在同一位置較嚴(yán)重、說明托輥支架或機(jī)架扭曲不正，應(yīng)校正支架或機(jī)架的水平度和垂直度，更換扭曲嚴(yán)重的支架或機(jī)架。輸送帶修補(bǔ)法：如果輸送帶邊緣嚴(yán)重磨損，使輸送帶兩邊拉力不一致，輸送帶跑偏位置不固定，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)修補(bǔ)或更新。托輥調(diào)偏法：如輸送帶空載總是向一邊跑偏，可在輸送帶跑偏側(cè)中心位置將一組托輥支架與機(jī)架聯(lián)接的四個(gè)固定螺栓卸掉三個(gè)，留下一個(gè)當(dāng)軸，當(dāng)輸送帶向人所站立的一13 / 58側(cè)跑偏時(shí)，可將支架沿輸送帶運(yùn)行方向向前移動(dòng)適當(dāng)角度再固定。反之，當(dāng)輸送帶朝另一側(cè)跑偏時(shí)，可將支架送輸送帶運(yùn)行方向移動(dòng)適當(dāng)角度再固定，輸送帶跑偏現(xiàn)象就會(huì)自然消失。拉緊裝置法：如果輸送帶空載或重載運(yùn)行時(shí)，都向同一側(cè)跑偏，說明輸送帶兩側(cè)松緊程度不一致，根據(jù)“跑緊不跑松”的規(guī)律調(diào)整前后滾筒處的絲桿或配重等拉緊裝置，輸送帶將會(huì)復(fù)位正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）輸送帶的斷裂問題當(dāng)輸送帶受到尖物劃傷、接口處強(qiáng)度不夠或被掀開、輸送機(jī)被卡住、過負(fù)荷運(yùn)行,都會(huì)出現(xiàn)輸送帶斷裂，主要有如下一些情況：①輸送帶本身存在的問題選型設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算錯(cuò)誤或選型錯(cuò)誤，使所選輸送帶不能滿足正常運(yùn)行時(shí)的工作張力；輸送帶質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，許用荷載低于選型的數(shù)值；輸送帶太松。解決辦法是在設(shè)計(jì)和使用時(shí)，保證輸送帶的強(qiáng)度和可靠性，并留有一定的富裕量；防止超載或受到大的沖擊。保證帶的下垂度，防止卡殼。②鋼絲繩輸送帶縱向割裂鋼繩芯輸送帶在運(yùn)行中，如被尖物卡住后繼續(xù)運(yùn)行，輸送帶將被縱向割裂( 目前鋼繩芯輸送帶，芯體兩鋼繩之間的強(qiáng)度較弱)。解決辦法是，在裝料點(diǎn)裝設(shè)縱向割裂保護(hù)裝置。③輸送帶接頭質(zhì)量輸送帶接頭質(zhì)量不好也容易造成斷帶,如機(jī)械法連接，操作時(shí)輸送帶的切口與帶中心線不垂直,使連接件歪斜，造成沿寬度方向受力不勻,運(yùn)行時(shí)拉豁輸送帶。硫化法連接時(shí)，階梯接頭搭接的方向不正確，在運(yùn)行時(shí)清掃刮板卸料器刮碰接頭茬口，將接口掀開；接頭所用材料性能不能滿足要求等。解決這類斷裂有效的方法是采用正確的接頭方式,選用質(zhì)量好的材料，保證輸送帶接頭的質(zhì)量，并經(jīng)常檢查輸送帶接頭部位，發(fā)現(xiàn)有異常情況及時(shí)修補(bǔ)或更換輸送帶。（3）驅(qū)動(dòng)滾筒打滑現(xiàn)象的處理驅(qū)動(dòng)滾筒打滑在輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于滾筒摩擦牽引力降低、超載或帶子被卡死,經(jīng)常出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)滾筒打滑的現(xiàn)象，滾筒打滑如持續(xù)得不到糾正，不僅會(huì)降低運(yùn)輸能力，影響生產(chǎn)，還可能因摩擦生熱造成輸送帶著火，引發(fā)重大安全事故。即使采用阻燃帶，驅(qū)動(dòng)滾筒持續(xù)打滑也要冒煙污染空氣。對(duì)輸送帶與滾筒在相遇點(diǎn)上需要的張力超過該點(diǎn)處最大張力，滾筒上的摩擦力不夠造成的打滑。解決方法是采用增大分離點(diǎn)張力、增大摩擦系數(shù)、增加圍包角來達(dá)到增加摩擦力。①增大摩擦系數(shù)及摩擦系數(shù)對(duì)所能傳遞的牽引力有很大影響，有效控制影響摩擦系數(shù)的因素，對(duì)于防止打滑有明顯效果。決定摩擦系數(shù)的因素主要有輸送帶與滾筒接觸面的材料、表面狀態(tài)以及工作條件，對(duì)于功率大的帶式輸送機(jī),還要考慮比壓、輸送帶覆蓋膠和滾筒包覆層的硬度、滑動(dòng)速度、接觸面溫度等。②增加圍包角對(duì)單滾筒驅(qū)動(dòng)，圍包角只能取 20222300，雙滾筒驅(qū)動(dòng)可達(dá) 45004800，增加圍包角的方式主要有五種。③增大分離點(diǎn)張力輸送機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生由于輸送帶太松,張力不夠而引起打滑。解決辦法是選擇合適的拉緊裝置，加大輸送帶的拉緊力，以增加輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力。在輸送機(jī)運(yùn)行中，克服了跑偏、斷裂和打滑這幾種情況，就能更充分地發(fā)揮輸送機(jī)的優(yōu)越性，這不但有利于安全生產(chǎn)，而且能夠取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。 基于 PLC 的輸煤控制系統(tǒng)的意義斜井皮帶自動(dòng)給煤系統(tǒng)是煤炭生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，提高其自動(dòng)化水平，可以大大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。采用傳統(tǒng)的繼電器控制方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置的控制，14 / 58但是體積大，故障率高，抗干擾能力差，控制不精確，使用壽命較短。工人們通過開動(dòng)承前起后的皮帶運(yùn)輸機(jī)及取煤機(jī)輸煤，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂、落煤管堵塞等等故障。但對(duì)大型煤礦而言，上述情況不容發(fā)生。輸煤系統(tǒng)工作時(shí)盡量將煤裝滿儲(chǔ)煤倉，不僅可以保證輸煤系統(tǒng)故障時(shí)，工人們有足夠的時(shí)間排除故障，也可以保證輸煤設(shè)備有充分的時(shí)間檢修。隨著煤炭企業(yè)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，輸煤系統(tǒng)的作用日益突出，而傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)已無法滿足煤礦的需要，因此需要對(duì)傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)進(jìn)行改造。傳統(tǒng)輸煤系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1）任務(wù)重 為了保證工業(yè)用煤，輸煤系統(tǒng)必須始終處于完好的狀態(tài)。日累計(jì)運(yùn)行時(shí)間達(dá) 810h 以上。（2）運(yùn)行環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大 由于各種因素造成輸煤系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境惡劣、臟污，需要占用大量的輔助勞動(dòng)力。（3）一次起動(dòng)設(shè)較多，安全連鎖要求高 同時(shí)起動(dòng)的設(shè)備高達(dá) 2030 臺(tái)以上，在起動(dòng)或停機(jī)過程中有嚴(yán)格的連鎖要求。采用現(xiàn)代 PLC 技術(shù)控制自動(dòng)給煤系統(tǒng)控制裝置，可以克服傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)的不足之處，使控制更精確，工作效率更高，可靠性更好，故障率更低。第 2 章 自動(dòng)給煤系統(tǒng)概述 課題原始材料某煤礦主斜井皮帶機(jī)運(yùn)量大，高達(dá) 100T/H，速度高，達(dá)到 ,運(yùn)輸距離長(zhǎng)，提升高度大，359m，擔(dān)負(fù)某煤礦原煤運(yùn)輸提升機(jī)的主要任務(wù)，對(duì)可靠性和安全15 / 58性的要求非常高。其配套的裝載系統(tǒng)為 K4 給煤機(jī)，其為煤礦生產(chǎn)過程必不可少的一個(gè)生產(chǎn)單元，給煤系統(tǒng)的調(diào)控不僅能保證系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，還與煤礦其它生產(chǎn)單元的狀況密切相關(guān)。因工作面經(jīng)常有出水煤的狀況，煤的比重出現(xiàn)大幅度變化，導(dǎo)致皮帶負(fù)載增大，主電機(jī)電流升高，為主皮帶提升系統(tǒng)的安全隱患。本項(xiàng)目主要解決給煤機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速在主電機(jī)的電流變化的情況下，自動(dòng)改變轉(zhuǎn)速，從而進(jìn)一步改變給煤量，最后達(dá)到有效保護(hù)皮帶、電機(jī)的目的。 自動(dòng)給煤控制系統(tǒng)的基本組成自動(dòng)給煤控制系統(tǒng)由變頻器、給煤電動(dòng)機(jī)、PI控制器、轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)速變送器、交流變送器等組成，系統(tǒng)組成圖如圖21所示。圖 21 自動(dòng)給煤系統(tǒng)構(gòu)成 自動(dòng)給煤系統(tǒng)工作流程1. 自動(dòng)給煤系統(tǒng)的工作過程介紹 操作器為系統(tǒng)提供4～20mA的給定信號(hào)，該給定信號(hào)由操作器電路調(diào)節(jié)大小，圖22為操作器的電路原理圖。I 2為提升電機(jī)的實(shí)際電流值（該交流電流經(jīng)電流互感器檢測(cè)后再經(jīng)過交流變送器變?yōu)?～20mA直流電流信號(hào)）所對(duì)應(yīng)的4～20mA直流電流信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)操作器的采樣電路輸出一電壓信號(hào)，這一信號(hào)作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804的模擬輸入工作電壓，它作為跟蹤信號(hào)能夠?qū)崟r(shí)跟隨給定電流的變化而變化，該信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)作為加、減計(jì)數(shù)器402940292的輸入部分，經(jīng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后的數(shù)字信號(hào)又經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)后變?yōu)殡妷盒盘?hào)MVout，該信號(hào)經(jīng)電壓 /電流轉(zhuǎn)換電路后變?yōu)榭烧{(diào)的4～20mA電流信號(hào)。NE555為時(shí)基電路，用