皮带输送机保护装置应用及纠偏爬坡性能研究

安林煤业有限公司运输方式主要托辊式皮带输送机为主,而我矿正在使用的是托辊式皮带输送机,由于槽角小,所以皮带容易掉渣,大块矸石易从皮带上掉落。而且皮带必须采用断带、速度保护、防跑偏保护装置、堆煤保护、防撕裂保护、温度保护、烟雾保护、沿线急停保护,而我矿井上下六部皮带没有安装防撕裂保护和沿线急停保护,速度保护采用的是切割磁力线感应方式。为了保证主运输皮带安全、可靠运转,决定对主运输皮带安装、推广应用GVD防撕裂保护和KHJ沿线急停保护,将切割磁力线感应速度保护更改为VCS测速装置。

1 皮带保护装置设计原理

1.1 VCS测速保护

当皮带运行时,从动滚筒转速低于正常转速的50%连续超过设定时间(可设0～99S延时),速度传感器将低速信号传递给单片机,由单片机发出低速停车信号,来实现低速保护。

1.2 GVD防撕裂保护

当皮带发生纵撕裂故障时,从撕裂口洒下的物料落在纵撕裂传感器上面,纵撕裂传感器将感应到有物体落下同时并发送信号给单片机处理,单片机收到信号后立刻控制停车,从而实现纵撕裂保护。

1.3 KHJ沿线急停保护

当沿线的某一紧急停车开关被接通后,本装置立即实现停车保护。

具体操作:在胶带运输机行人一侧的机架上,安装KHJ沿线急停保护开关两侧都配置拉绳环,闭锁开关之间的间隔为100m,用钩形螺栓固定在胶带机架的侧部,然后将开关固定在安装板上。

2 皮带纠偏及爬坡性能分析

为了减少输送机的皮带跑偏,主要应从两个方面着手:(1)为了减少可以诱发跑偏的因素和防止跑偏发生。(2)如何提高对跑偏的抵抗能力及跑偏后自动回正的能力。

当在传统托辊式的皮带输送机中,已经采取了一些纠偏的措施,而且并不会理想的防止皮带的跑偏。而槽角增大后,有助于对输送带防偏、纠偏能力的提高。皮带输送机之间的连续运转性能显的尤为重要。

(1)增大输送带与托辊间的摩擦力。

当输送带跑偏时,输送带和托辊间就会产生沿托辊径向的滑移。胶带与托辊间沿该方向的摩擦力越大,而且抵抗跑偏的能力随之越强。

由计算可知:U形截面的总压要比相同带宽的普通截面的总压力大25%左右(计算略),从而也就增强了对输送带的滑动跑偏抵抗能力。

(2)增大跑偏后侧边拉力差。

当输送带向一侧跑偏时,该侧的侧边拉力会明显增强,而另一侧的侧边拉力相应减弱,这种拉力差会抑制输送带的进一步跑偏,并且有着帮助回正的作用。皮带机时通常都在皮带机两侧腰边增加防护栏或在皮带的侧边增加裾边,以防止物体在输送过程中跌落。皮带纠偏辊轮是因为它简单而且有效,因此它能够取代所有的常规和电动校正装置,为了皮带的纠偏提供良好的控制手段。

(3)重心影响增大。

输送带跑偏之后,由于物料的偏移,整体重心就会升高。而重心的升高后会引起势能的增大,从而阻碍跑偏的产生。槽角越大,跑偏后的重心升高幅度就会越大,纠正跑偏的效果也就随之很明显。

(4)减小上料偏载的影响。

上料偏载会使物料重心偏离几何对称轴线,从而使得输送带截面上的张力合成中心线,偏离几何中心线时,而且物料重心的偏移对跑偏有着直接的影响。

相对于相同的带宽,槽角增大会使输送的带截面开口减小,当这种窄而深的截面形状就会明显减小物料偏载后重心偏离几何中心线的程度,就会减小跑偏的诱因。

(5)增大了跑偏的能量消耗。

当在跑偏的过程中,由于物料与输送带之间的摩擦与物料相互之间的摩擦,从而产生能量消耗。能量消耗的大小取决于两方面。

①摩擦力的大小。

当材料相同的情况下,摩擦力的大小,主要取决于物料的内应力大小。

对于相同的带宽,槽角增大后,而且会使物料的堆积深度增加,据f=ρgh(f为应力,ρ为密度,g为重力加速度,h为深度),深度h的增大会使物料内应力的增大。

同时,物料的内应力还会与输送带成槽时的,挤压程度有关。从滚筒到托辊,输送带由平面状态逐渐地成槽,从而对物料产生进行挤压。且槽角越大,这种挤压的作用力越大,从而就会使得,物料的内应力升高。

②摩擦距离的长短。

假如输送带为一平面,当输送带平移时,物料可以和输送带一同移动而且无相对的滑动；当由于槽角的影响使输送带,要变为空间状态之后,由于输送带上各点的位移方向不同时,而造成输送带与物料之间及物料内部的相对位移,并且槽角越大,跑偏时该相对的位移量就越大。

槽角增大以后,输送带的跑偏就会,便需要克服更加大的能量消耗,从而使跑偏变得更加严重。

(6)减少撒料。

撒料带来的危害是加快托辊和滚筒的磨损,使得滚筒粘结物料等。而这些也是跑偏的诱因之一。都会使得撒料的情况减少,从而相反过来减小了跑偏产生的可能性。

由以上分析可知,增大槽角可以减少诱发跑偏的因素,调心托辊的线运动方向与皮带的运动方向形成的夹角,其间产生的摩擦力驱使皮带位移重新居中,从而可以达到随机自动纠正皮带跑偏的目的。

3 结语

由以上分析可知,井上下五部主运输皮带GVD防撕裂、KHJ沿线急停保护、VCS测速保护装置的安装及推广应用,更加保证了我矿主运输皮带的安全、正常运转,为我矿主皮带运输系统的安全带来巨大效益。

增大槽角后可以明显改善托辊式皮带输送机的防偏、纠偏能力,并且可以提高最大可爬坡角。另外,还可以降低可适应的转弯半径,从而提高了整机的性能。使皮带输送机使用寿命延长,可为公司节约大量资金,提高安全效益。