皮带输送机断带保护装置优化设计

皮带输送机断带保护装置优化设计

王见

安徽省淮南市潘集区贺疃乡朱集西煤矿采煤事业部安徽省淮南232098

摘要：在煤矿开采中带式输送机是重要的运输设备。带式输送机在输送过程中经常发生断带，一旦发生断带事故，断裂的冲击力可能会摧毁机架、损坏附近的设备、堵塞沿线运输巷道，造成长时间的停产事故，带来重大经济损失，甚至危急人身安全，后果非常严重。所以断带保护装置非常重要。本文就皮带输送机电设备断带保护装置优化设计展开探讨。

关键词：皮带输送设备；断带保护；抓捕装置

引言

带式输送机广泛用于冶金、煤炭、矿山、轻工等众多行业，它是实现物料运输和衔接工艺流程的重要设备。但是，一旦负荷运行中的输送带断裂，便会造成以下严重后果。如何防止或减少皮带断裂以及皮带断裂后如何快速有效地恢复生产，就成为带式输送机运行安全性和稳定性研究的主要方向。

1国内外断带保护技术的发展

PedroE.Rengfio研究了一种钢丝绳输送带的新的电缆接头技术，在这个过程中优化了接头的形状、绳索的对中、接头质量、装配时间以及接头尺寸，对输送带的断带保护起到很好的作用；美国矿山安全健康管理局规定所有的矿工都需要接受严格的培训，避免人为原因造成输送带事故；国外的很多学者也着力于研究输送带的振动并建立相关的动态分析，以及不断完善检测设备，减少输送带在运输过程中发生断带事故。国内目前避免断带事故采用的断带保护方法主要分为两类，一类是使用单向托辊和阻尼板的摩擦制动的方法，但是这种方法需要将大多数或全部托辊更换为单向托辊，而单向托辊是非标产品，价格较高，使用寿命短，一次性改造工程量大，且长期投资也较大。第二类是采用抓捕的原理，其相比第一类方法具有很大的优势，主要包括：以沈国才等人研究的专利产品PDB型断带抓捕器、中国矿业大学的李允旺等人研发的专利产品DDZ型断带抓捕器、辽宁工程大学的毛君等人研究的棘轮和棘轮式带式输送机断带抓捕器为主要研究类型的机械触发式；依靠多种传感器检测断带状态，产生抓捕器相应决策，触发抓捕装置抓带的智能触发式；采用电力液压推动器控制对下滑中的断带进行抓捕的电液控制触发式以及上下输送带同时抓捕，可靠性高，触发原理非常简单全断面式断带抓捕器。

2断带保护装置的性能要求

带式输送设备断带保护装置主要的功能是对出现断裂问题亦或是倒转打滑问题的输送带进行有效抓捕，确保其可以及时制动，避免由此而导致安全事故的发生。现阶段，我国煤矿中所采用的断带抓捕装置类型繁多，不过，总的来说，所有的断带抓捕装置均应当达到下列性能要求：（1）当发生断带问题亦或是逆转问题情况下，要确保可以在最短的时间中完成输送带的抓捕；（2）在未出现断带问题、逆转问题以及在带式输送设备处在正常运转情况下，不可以出现误动作；（3）在带式输送设备运行过程中，所设置的断带抓捕装置不会对设备运行带来阻力，不会出现磨损皮带的问题；（4）抓捕装置应当拥有相对大的抓捕带宽，若是可尽可能实现整个带宽范围内进行抓捕，这样便能够确保进行抓捕过程中接触面更大，从而使得抓捕成功率显著提升；（5）所设计的抓捕装置结构尽可能简单，而其抓捕过程中施加作用力应当采取缓施的方式，避免出现二次破坏的问题。

3断带保护装置优化设计

3.1设计的基本思路

皮带输送机的断带点主要发生在驱动滚筒附近的上层皮带,当皮带发生断带时,上下层皮带均在自重的作用下下滑。上层皮带对上槽型托辊的巨大摩擦力带动托辊逆转,以此为动力驱动闸块下移,将上层皮带夹持在闸块与托辊之间,实现上层皮带的抓捕制动。利用逆转的上托辊的中间托辊经连杆机构触发下层皮带的凸轮制动器动作,凸轮制动器在摩擦力和弹簧扭转力的共同作用下将下层皮带夹持在砧板上,实现了制动。当发生事故时该装置触发输送机紧急停机开关,使输送机停机。该装置沿皮带多处安装,一旦发生断带,断口下方的所有装置同时动作,从而制动下滑皮带。当皮带逆转时,该保护装置同样起到抓捕制动作用。

3.2断带保护装置整体结构设计

此次所设计的断带保护装置所采用的控制方式属于电液触发式控制方式，其主要由抓捕系统以及电控系统所构成。在抓捕系统之中又包含有液压缸部件、上闸块部件、下闸块部件、支撑臂部件、悬臂板部件以及制动片部件等部件。在电控系统之中又包含有电磁阀部件、PLC部件、继电器部件以及电源部件等等。煤矿企业所应用的带式输送设备对于断带保护装置有着较高的要求，因此，在进行断带保护装置实际设计过程中，除了应当结合输送设备自身结构组成、运转程序以及输送带自身特征等情况之外，还要确保所采用的控制方式更为适宜，也应当针对抓捕装置的具体数量、安装距离等参数加以合理设计。在此次设计工作之中，采用控制方式为电液控制方式的闸块式抓捕装置，此种装置拥有下列性能特征：整体结构相对较为简单，在实际安装过程中也更加便捷，同时在抓捕过程中所拥有的接触面积相对大，对于输送带能够起到更好的保护作用，也更有利于完成抓捕操作，此种类型的结构组成和现阶段煤矿带式输送设备更为适宜。

3.3抓捕机构

抓捕机构由连接杆、阻尼板、导杆、限位块、结构主体、推拉装置等组成。工作过程及原理:控制电路接受检测装置的导通信号后，推拉装置(可采用电液推杆或气动推杆)工作，推动抓捕机构上的摩擦板导杆Ⅰ，使导杆Ⅱ带动导杆Ⅲ再带动中间轴使上下阻尼板与皮带上下面接触，夹住皮带，从而防止皮带断裂后倒滑。待皮带故障解除后，再通过控制电路中的复位信号使电液推杆回推，并拉动阻尼板上的导杆使之复位，完成一个工作周期。

3.4断带抓捕装置结构设计

此次所设计的断带抓捕装置如图1所示。抓捕装置之中的下闸块部件是属于固定结构，其位于带式输送设备不同的侧方位置，和输送带之间的距离值为10.0mm左右，抓捕装置的上闸块部件则和活塞杆部件连接在一起，液压缸部件则固定与悬臂板部件之上。在上闸块部件和下闸块部件的表面位置处，均设置有摩擦片部件。在输送带处于正常运转情况下，上闸块部件和下闸块部件之间存在一定的安全距离，能够确保输送带在其中能够不受阻碍的运行。而若是出现了断带或者逆转问题情况下，则此时活塞便会产生动作，并且推动上闸块部件进行运动，使得上闸块部件和下闸块部件紧紧压合在一起，借助于对输送到的摩擦完成输送带的抓捕与制动操作。

结语

带式输送机在煤矿井下的应用日益广泛，安装倾角也越来越大，断带现象无法从根本上避免，而通过断带保护装置的设计与应用，能够有效地避免断带安全事故的发生，保障皮带输送设备能够更加安全地运行，确保在出现断带问题情况下能够及时地对断带进行抓捕，最大限度地保证煤矿生产作业的安全性。

参考文献

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