王亮亮

摘 要：本文針對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)“飛車”現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)，探討實(shí)現(xiàn)下運(yùn)帶式輸送機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的幾點(diǎn)措施。

關(guān)鍵詞：煤礦;帶式輸送機(jī);電控系統(tǒng);阻尼托輥

煤礦受地質(zhì)條件影響和采區(qū)布置的要求，需布置下運(yùn)式帶式輸送機(jī)。如果下運(yùn)帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸原煤的過程中如出現(xiàn)過載，將造成“飛車”事故。“飛車”可能會(huì)造成皮帶斷裂，電機(jī)、減速機(jī)或液壓制動(dòng)閘損壞，原煤撒落在巷道內(nèi)。完善安全設(shè)施并實(shí)施有效的輸送機(jī)控制以避免“飛車”現(xiàn)象的發(fā)生，是保障安全運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。

1 “飛車”原因

下運(yùn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)原煤向下滑的分力F與原煤和皮帶之間產(chǎn)生的摩擦力f平衡，膠帶和原煤運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的向下的分力與傳動(dòng)滾筒和膠帶間的摩擦力相平衡，電動(dòng)機(jī)在位能負(fù)載的作用下處于回饋制動(dòng)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)提供制動(dòng)力矩M確保帶式輸送機(jī)保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。[1]根據(jù)采區(qū)和采掘工作面布置要求，帶式輸送機(jī)可能設(shè)有多個(gè)給煤機(jī)，當(dāng)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的多個(gè)給煤機(jī)同時(shí)給料時(shí)，如果帶式輸送機(jī)負(fù)載超過最大運(yùn)輸能力，帶式輸送機(jī)所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于電動(dòng)機(jī)制動(dòng)狀態(tài)下的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，膠帶將驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒飛速旋轉(zhuǎn)，造成發(fā)生“飛車”現(xiàn)象。

2 “飛車”問題解決方案

2.1 自冷盤式制動(dòng)裝置

煤礦下運(yùn)帶式輸送機(jī)采用防爆自冷盤式制動(dòng)裝置，盤式制動(dòng)裝置主要由機(jī)械盤式制動(dòng)器和可控液壓站組成，工作原理是液壓站泄壓過程中制動(dòng)閘對(duì)工作盤施加壓力來產(chǎn)生制動(dòng)扭矩。[2]下運(yùn)帶式輸送機(jī)正常停車時(shí)皮帶機(jī)控制系統(tǒng)先給主電機(jī)變頻器停機(jī)指令，由于摩擦阻力作用帶式輸送機(jī)開始減速，延時(shí)3秒后再向盤式制動(dòng)器發(fā)出停機(jī)指令，液壓站通過調(diào)整制動(dòng)閘的壓力而增加制動(dòng)力矩使帶式輸送機(jī)減速直至停車。

當(dāng)帶式輸送機(jī)發(fā)生“飛車”現(xiàn)象時(shí)，超速保護(hù)動(dòng)作，盤式制動(dòng)裝置緊急制動(dòng)，制動(dòng)閘根據(jù)設(shè)定油壓逐漸增加制動(dòng)力直至工作盤抱死，在減速過程中膠帶與驅(qū)動(dòng)滾筒間將產(chǎn)生巨大的摩擦力，該減速過程會(huì)對(duì)膠帶造成較大損傷。

2.2 改進(jìn)電控系統(tǒng)

圖1為電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線n = f （ T ），根據(jù)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性，電動(dòng)狀態(tài)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)小于回饋制動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，回饋制動(dòng)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)過載能力大于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的過載能力。下運(yùn)帶式輸送機(jī)實(shí)際工作工作過程中，當(dāng)電流達(dá)到額定電流后，若負(fù)載繼續(xù)增加，電流將急速增大后迅速減小，帶式輸送機(jī)發(fā)生“飛車”現(xiàn)象。經(jīng)過對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)正常帶負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電流值和飛車時(shí)的電流值進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，從而獲得帶式輸送機(jī)在工作于較大負(fù)載時(shí)對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電流值I。

圖1 電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線圖

在帶式輸送機(jī)控制程序中設(shè)置合適的動(dòng)作電流值I和持續(xù)時(shí)間t，當(dāng)帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流超過設(shè)定值I的時(shí)間超過t，控制系統(tǒng)向給料機(jī)變頻器發(fā)送停止信號(hào)，給料機(jī)停止給煤?？梢员苊鈳捷斔蜋C(jī)上的負(fù)載繼續(xù)增大造成“飛車”事故的發(fā)生。當(dāng)電流值下降到I2時(shí)控制程序向之前停止的給料機(jī)變頻器發(fā)送運(yùn)轉(zhuǎn)頻率和啟動(dòng)信號(hào)，給料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率較上次自動(dòng)減少。帶式輸送機(jī)司機(jī)也可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置各部給料機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。

2.3 阻尼托輥

帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要阻力是原煤及膠帶移動(dòng)和支撐分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和，其大小與托輥摩擦阻力成正比。在下運(yùn)帶式輸送機(jī)的重載區(qū)段使用阻尼托輥，以增加帶式輸送機(jī)運(yùn)行阻力，減小電動(dòng)機(jī)輸出的制動(dòng)力矩，使帶式輸送機(jī)整機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

阻尼托輥摩擦阻力，主要來自鑄鐵軸承座內(nèi)軸與粉末合金軸套間的摩擦力、軸上的粉末冶金止推軸承端面與粉末冶金軸套端面配合的端面摩擦力和軸與密封的摩擦力，阻尼托輥的摩擦系數(shù)大約為0.025，是傳統(tǒng)托輥摩擦系數(shù)的2至3倍。如圖2所示，阻尼托輥采用鋼結(jié)構(gòu)，主要由階梯軸、托輥管體、粉末冶金軸套和軸承、鑄鐵軸承座等部件組成。

1.管體 2.軸 3.粉末冶金止推軸承 4.粉末冶金軸套 5.軸承座 6.密封 7.注油嘴 8.軸承 9.密封圈 10.密封蓋 11.軸用彈性擋圈

通過上述方案的實(shí)施，有效的控制了下運(yùn)帶式輸送機(jī)“飛車”現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了下運(yùn)帶式輸送機(jī)的安全連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了原煤運(yùn)輸效率，提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪玉.DT（ Ⅱ） 型固定帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]石永紅.下運(yùn)帶式輸送機(jī)的研究應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2007（7）：165-167.