孫寶龍

（汾西礦業(yè)設(shè)備修造廠， 山西 介休 032000）

引言

綜采工作面刮板輸送機(jī)主要用于煤炭運(yùn)輸并為采煤機(jī)往返移動(dòng)提供通道，刮板輸送機(jī)運(yùn)行效率及可靠性直接關(guān)系到采面煤炭生產(chǎn)[1-3]。為了提高刮板輸送機(jī)綜合性能，眾多研究學(xué)者對(duì)刮板輸送機(jī)中部槽、刮板鏈、驅(qū)動(dòng)裝置等展開(kāi)研究，并取得豐碩研究成果[4-8]。本文在以往研究成果基礎(chǔ)上，以山西某礦2506 綜采工作面使用的刮板輸送機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)鏈條保護(hù)系統(tǒng)展開(kāi)分析，以期提升采面刮板輸送機(jī)綜合性能以及運(yùn)行可靠性。

1 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行分析

山西某礦2506 綜采工作面開(kāi)采的5 號(hào)煤層厚度4.3 m，煤層賦存穩(wěn)定，采面斜長(zhǎng)228 m。采面使用的刮板輸送機(jī)型號(hào)為SGZ1350/2×1600 kW，刮板輸送機(jī)是驅(qū)動(dòng)裝置，帶動(dòng)刮板鏈從而帶動(dòng)中部槽內(nèi)煤炭等連續(xù)運(yùn)輸。刮板鏈在運(yùn)輸過(guò)程中需要承受較大的驅(qū)動(dòng)裝置作用力、摩擦力以及運(yùn)輸物料阻力等作用，常見(jiàn)故障類型包括有斷鏈、卡鏈、跳鏈等。刮板鏈故障不僅制約刮板輸送機(jī)工作效率，而且修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)、維修難度高。

刮板輸送機(jī)在機(jī)頭、機(jī)尾驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)下循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，刮板鏈張緊情況處于良好狀態(tài)時(shí)，則刮板鏈處于較為理想狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)張緊力不足時(shí)，刮板鏈與中部槽間摩擦阻力增大，不僅增加中部槽磨損而且刮板鏈容易出現(xiàn)故障。為此，設(shè)計(jì)刮板輸送機(jī)鏈條保護(hù)系統(tǒng)對(duì)提高刮板輸送機(jī)使用效率具有重要意義。

2 鏈條保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)組成以及運(yùn)行方式分析基礎(chǔ)上，分析發(fā)現(xiàn)刮板輸送機(jī)鏈條故障與刮板鏈張緊力密切相關(guān)。為此，文中提出的鏈條保護(hù)系統(tǒng)工作原理基于刮板鏈張力監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)，具體鏈條保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1 所示。

圖1 鏈條保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括由布置在機(jī)頭、機(jī)尾位置的可調(diào)節(jié)張緊輪、張力采集裝置、張力反饋裝置以及PLC控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等構(gòu)成。通過(guò)張力采集裝置實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)鏈條張緊力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸給PLC 控制系統(tǒng)，PLC 控制系統(tǒng)依據(jù)內(nèi)置控制邏輯實(shí)現(xiàn)張緊力數(shù)據(jù)分析并自動(dòng)調(diào)整張緊輪工作參數(shù)，確保刮板輸送機(jī)鏈條張緊力始終處于較好工作狀態(tài)。

刮板輸送機(jī)鏈條保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行框圖如圖2 所示。在刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾處有2 個(gè)張力采集裝置，從而實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)上部刮板鏈、下部刮板鏈張力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，張力采集裝置獲取到的數(shù)據(jù)首先暫時(shí)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊的射頻模塊識(shí)別數(shù)據(jù)，然后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)天線將數(shù)據(jù)傳輸給PLC 控制中心射頻模塊，PLC 控制中心對(duì)獲取到的刮板鏈張緊力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)刮板鏈張緊力處于合理狀態(tài)時(shí)，則PLC 控制中心不發(fā)出任何工作指令，張緊力調(diào)節(jié)反饋裝置保持原有工作狀態(tài)不變；當(dāng)鏈條張緊力值偏低時(shí)，則通過(guò)張緊力調(diào)節(jié)反饋裝置適當(dāng)增加刮板鏈張緊力，確保刮板鏈處于較為理想的工作狀態(tài)，降低刮板鏈故障發(fā)生率。本文所提刮板鏈張緊力保護(hù)系統(tǒng)采用有線、無(wú)線相結(jié)合的通訊方式，具有適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可滿足數(shù)據(jù)傳輸需要，且數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。為確保保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性，在系統(tǒng)中增加布置電源穩(wěn)壓器，降低電源波動(dòng)給系統(tǒng)工作影響。

圖2 刮板輸送機(jī)鏈條保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行框圖

3 刮板鏈保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行邏輯控制程序

根據(jù)刮板鏈保護(hù)系統(tǒng)工作原理、運(yùn)行框圖，設(shè)計(jì)的控制程序如圖3 所示。

圖3 刮板鏈保護(hù)系統(tǒng)控制程序流程圖

刮板輸送機(jī)刮板鏈保護(hù)系統(tǒng)隨著刮板輸送機(jī)運(yùn)行而啟動(dòng)，鏈條保護(hù)程序首先進(jìn)行初始化處理，電源給保護(hù)系統(tǒng)正常供電并對(duì)供電系統(tǒng)電壓是否穩(wěn)定進(jìn)行判定；若電壓正常則保護(hù)系統(tǒng)對(duì)刮板鏈張力進(jìn)行采集，采集的刮板鏈張力數(shù)據(jù)則通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳輸方式發(fā)送給PLC 控制中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析處理；當(dāng)PLC 控制中心發(fā)現(xiàn)刮板鏈張力不在理想狀態(tài)下時(shí)，則發(fā)出控制指令控制張緊輪工作，實(shí)現(xiàn)刮板鏈張緊力自動(dòng)調(diào)節(jié)；若調(diào)節(jié)后的刮板鏈張緊力處于理想狀態(tài)時(shí)，則停止刮板鏈張緊力調(diào)節(jié)，反之則繼續(xù)對(duì)刮板鏈張緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)直至調(diào)整至理想狀態(tài)。

文中所提刮板輸送機(jī)鏈條保護(hù)程序可實(shí)現(xiàn)刮板鏈運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)調(diào)整刮板鏈張緊力，可降低刮板輸送機(jī)故障發(fā)生率并提高刮板鏈運(yùn)行可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

刮板鏈故障與刮板鏈張緊力間有密切關(guān)聯(lián)，確保刮板鏈張緊力始終處于較好狀態(tài)對(duì)提升刮板鏈可靠性具有一定促進(jìn)作用。為此，提出一種基于無(wú)線傳輸、傳感器監(jiān)測(cè)以及PLC 的刮板輸送機(jī)刮板鏈保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)實(shí)現(xiàn)刮板鏈張力的自動(dòng)調(diào)節(jié)提高刮板鏈運(yùn)行可靠性，從而降低刮板鏈各類故障發(fā)生率。