潘洪偉

（潞安集團(tuán)漳村煤礦， 山西 長(zhǎng)治 046000）

引言

掘進(jìn)工作面推進(jìn)過(guò)程中，膠帶機(jī)隨著巷道的不斷延伸，膠帶機(jī)機(jī)架容易出現(xiàn)膠帶跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致撒煤甚至膠帶停機(jī)，嚴(yán)重影響礦井安全高效生產(chǎn)[1]。機(jī)械化掘進(jìn)過(guò)程，要求可伸縮鋼架膠帶機(jī)伸縮性良好，同時(shí)要求膠帶機(jī)機(jī)架平正，使膠帶機(jī)機(jī)架在一條線上前進(jìn)，此時(shí)，機(jī)尾的膠帶才不會(huì)跑偏；倘如機(jī)尾的膠帶跑偏，就非常容易制約巷道的快速掘進(jìn)。為了保證在使用過(guò)程中膠帶能夠自動(dòng)快速糾偏，本文設(shè)計(jì)了一種膠帶機(jī)尾自動(dòng)調(diào)偏裝置。

1 膠帶跑偏原因及危害

煤礦井下掘進(jìn)時(shí)，膠帶機(jī)隨著巷道的不斷延伸，在生產(chǎn)過(guò)程中易在機(jī)尾處跑偏，這往往是由于遇到特殊地質(zhì)構(gòu)造的煤礦井，或者是膠帶機(jī)的軸線與機(jī)架不在同一條直線上，或者存在膠帶機(jī)機(jī)架兩端高低不平，最終導(dǎo)致膠帶機(jī)位出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象。與此同時(shí)，當(dāng)延長(zhǎng)膠帶時(shí)由于膠帶扣不平整或者膠帶出現(xiàn)老化，從而導(dǎo)致膠帶在機(jī)尾位置出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象[2]。膠帶跑偏后，在運(yùn)輸過(guò)程中煤很容易灑落，灑落的煤很容易加劇膠帶跑偏，進(jìn)一步出現(xiàn)底膠帶回煤，導(dǎo)致灑落的煤越積越多，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致冒煙等事故。當(dāng)巷道中囤積了大量的煤時(shí)，將造成安全隱患。

2 膠帶跑偏常規(guī)調(diào)偏方法

當(dāng)出現(xiàn)膠帶跑偏時(shí)，工人往往采用手動(dòng)調(diào)偏方式。如圖1 所示，通常膠帶的運(yùn)行方向由膠帶撐桿1的平行方向表示，而膠帶跑偏的方向是由膠帶托輥2 平行表示。為此形成了兩種調(diào)偏方式：第一種，可以調(diào)高膠帶機(jī)架4 或者降低膠帶機(jī)架5；第二種，托輥2 或3 在膠帶撐桿6 上順著膠帶運(yùn)行方向調(diào)偏。經(jīng)過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，此兩種方式都是膠帶發(fā)生跑偏之后才由工人實(shí)施糾偏，假如糾偏不及時(shí)，那么將引發(fā)材料的浪費(fèi)[3]。

圖1 手動(dòng)調(diào)偏示意圖

3 膠帶自動(dòng)調(diào)偏裝置組成及調(diào)偏原理

基于膠帶跑偏常規(guī)調(diào)偏方法不夠完善，設(shè)計(jì)了一種膠帶自動(dòng)調(diào)偏裝置，調(diào)偏部分、跑偏信號(hào)采集部分和自動(dòng)電路部分等組成了膠帶自動(dòng)調(diào)偏裝置，這樣可以較好地解決膠帶機(jī)跑偏問(wèn)題，經(jīng)過(guò)工程實(shí)際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)防跑偏問(wèn)題得了有效的控制[4]。

3.1 調(diào)偏部分

通常調(diào)偏單元包括兩個(gè)單元：托輥調(diào)偏和機(jī)架調(diào)偏。通常膠帶調(diào)偏可以采用兩種方式：第一，通過(guò)調(diào)整膠帶托輥實(shí)現(xiàn)調(diào)偏；第二，通過(guò)調(diào)整膠帶機(jī)架的高低來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)偏。膠帶自動(dòng)調(diào)偏過(guò)程如下所示：首先由膠帶跑偏傳感器收集跑偏信號(hào)，接著將數(shù)據(jù)傳輸給PLC 控制裝置，由PLC 發(fā)出指令，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)糾偏的效果。通常膠帶跑偏可以依據(jù)跑偏的程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以有效避免人工對(duì)膠帶自動(dòng)調(diào)整，這樣不僅方便，而且可以提高糾偏的精確度。

3.1.1 托輥調(diào)偏方法

如下頁(yè)圖2 所示，可以發(fā)現(xiàn)電動(dòng)伸縮桿7 發(fā)生動(dòng)作時(shí)，可以推動(dòng)連接銷8 運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在連接銷8 的帶動(dòng)下推動(dòng)托輥2 進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而可以有效調(diào)節(jié)膠帶跑偏。

3.1.2 機(jī)架調(diào)偏方法

通過(guò)分析下頁(yè)圖3 可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膠帶跑偏時(shí)，可以借助液壓千斤頂10 促使膠帶機(jī)架1 實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)，以此能夠達(dá)到糾偏的效果。

圖2 托輥調(diào)偏示意圖

圖3 機(jī)架調(diào)偏示意圖

3.2 膠帶自動(dòng)調(diào)偏信號(hào)采集裝置

圖4 為膠帶自動(dòng)調(diào)偏信號(hào)采集裝置，糾偏過(guò)程如下：假設(shè)膠帶朝著膠帶機(jī)架1 位置跑偏，那么相應(yīng)的膠帶可以推動(dòng)托輥17 發(fā)生運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)引起開關(guān)19 發(fā)生動(dòng)作。分析膠帶跑偏問(wèn)題，可以設(shè)置三個(gè)糾偏點(diǎn)，因此可借助跑偏程度將參數(shù)傳輸給PLC 控制單元，從而可以推動(dòng)糾偏裝置發(fā)生合理動(dòng)作，達(dá)到糾偏效果[5]。

3.3 跑偏裝置動(dòng)作電路

圖5 表示相應(yīng)的膠帶調(diào)偏電路原理圖。假如膠帶出現(xiàn)跑偏時(shí)，那么相應(yīng)的跑偏膠帶托輥朝著前方運(yùn)動(dòng)，如果能夠達(dá)到前方第一個(gè)采樣點(diǎn)位置時(shí)，該位置的行程開關(guān)將會(huì)關(guān)閉，同時(shí)將信號(hào)傳遞給PLC 控制器，接著第一托輥開始動(dòng)作，推動(dòng)電動(dòng)伸縮桿液壓閥動(dòng)作，這樣可以對(duì)第一托輥起到糾偏的效果。通常第一采樣點(diǎn)存在三種情況：第一，膠帶處于正常的狀態(tài)，可是跑偏托輥依舊處于工作狀態(tài)；第二，膠帶恢復(fù)正常，同時(shí)跑偏托輥復(fù)位，以及跑偏裝置不再工作；第三，膠帶持續(xù)處于跑偏狀態(tài)，同時(shí)朝著第二個(gè)采樣點(diǎn)運(yùn)動(dòng)[6]。當(dāng)達(dá)到第二個(gè)采樣點(diǎn)位置時(shí)，表明膠帶出現(xiàn)較大跑偏現(xiàn)象，與此同時(shí)把數(shù)據(jù)傳輸給PLC控制單元。接著，第二托輥發(fā)生動(dòng)作，其可以推動(dòng)電動(dòng)伸縮桿液壓閥發(fā)生動(dòng)作，從而可以對(duì)第二托輥組糾偏。假如膠帶跑偏程度達(dá)到了第三采樣點(diǎn)，表明其跑偏程度比較大，通過(guò)傳感器將信號(hào)傳遞給PLC 控制器控制托輥開始動(dòng)作，推動(dòng)電動(dòng)伸縮桿液壓閥動(dòng)作，調(diào)整傾斜角，一直持續(xù)到膠帶達(dá)到最大值[7]。

圖4 調(diào)偏信號(hào)采集裝置示意圖

圖5 調(diào)偏電路原理示意圖

此類型的膠帶調(diào)偏特點(diǎn)為：能夠及時(shí)捕捉到膠帶跑偏信號(hào)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)膠帶調(diào)偏動(dòng)作，膠帶調(diào)偏不需輔助材料，通?？梢越柚簤呵Ы镯攲?shí)現(xiàn)糾偏[8]。

4 結(jié)論

1）自動(dòng)糾偏裝置可以借助PLC 以及跑偏信號(hào)采集裝置獲得信號(hào)，同時(shí)將其傳輸給糾偏裝置，發(fā)出糾偏動(dòng)作。通常糾偏分為初步調(diào)偏、淺調(diào)偏、深度調(diào)偏三個(gè)步驟。該裝置不僅反應(yīng)靈敏，而且可快速調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，動(dòng)作時(shí)間僅僅為30 ms，基本在3 s 內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)膠帶糾偏。

2）該裝置設(shè)置有膠帶跑偏采樣裝置，通?？梢砸罁?jù)膠帶的跑偏程度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，不僅可以起到主動(dòng)調(diào)偏的作用，而且可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)糾偏的效果。當(dāng)完成對(duì)膠帶的糾偏之后，調(diào)偏裝置可以自發(fā)完成復(fù)位，從而可以在下一次糾偏之后完成反復(fù)調(diào)節(jié)，以起到優(yōu)化工作效率的作用。