胶带运输机缩带一体化控制装置研究

王艳琴

(1.山西大同煤炭职业技术学院，山西 大同 037003;2.山西太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024)

随着煤矿机电一体化水平的不断提高，煤矿井下带式输送机使用越来越广泛，在带式输送机的使用过程中经常出现卷带、收带，影响生产和安全。目前，煤矿井下综采工作面在正常的生产过程中，每天的进度约为10米左右，随着工作面的推进，顺槽带式输送机也需要随着推进的长度逐步缩短。检修班在日常的维护与检修过程中由于涉及到带式输送机胶带的收放，因此经常需要多数人员一起工作。由于目前现用的带式输送机其卷带机的卷带长度约为50米左右，因此综采工作面的正常卷带间隔时间约为4-5天。即卷带机的收放存在以下几方面的不足：(1)作业程序多、作业次数较频繁;(2)重复多次作业，给安全生产造成很多不安全隐患;(3)机械化程度较低，与现代化的采煤工艺不相适应。

综上所述，根据顺槽带式输送机缩带现状，应对顺槽带式输送机缩带一体化控制装置进行研究，实现缩带操作环节的简化，将前述人员手动操作程序改为自动控制机械化作业装置。

一 现有卷带状况

1.传统的人工收带方法

传统的收带方法是靠绞车将储带仓中的胶带拉出，靠人工将胶带卷起，这项工作不仅费时、费力，而且影响到人身的安全，人工收带对皮带的损坏较大，缩短了胶带的复用寿命。正当的收带过程需要6-8人一个班的时间才能完成。

2.摩擦驱动卷带装置

该卷带装置由前夹带器，后夹带器，前上改向滚筒(可调偏)，前下改向滚筒(可调偏)，包胶驱动滚筒，卷带芯轴，电机传动装置，顶带装置，卸带小车，小车固定轨道，小车活动轨道，卷带装置框架，芯轴导向架及上托辊组等部分组成。

3.电动卷带装置

电动卷带装置主要由卷带电机、卷带滚筒、手动夹带装置等组成，如图1-2所示，操作时先将张紧松绳，人工将皮带拉出，割带后卷带，卷好的皮带卷需要人工利用倒链将其拉出，该过程费时费力，参与人员多，卷带时间长，影响工作效率。

二 主要研究内容

通过对顺槽胶带运输机缩带各工序及各工序衔接的各项技术参数进行分析研究，制定了顺槽带式输送机缩带一体化控制装置的技术研究方案。其主要研究内容有：自动张紧装置启、停过程及正常运行过程中张紧力变化分析;自动卷带装置研究;缩带一体化控制系统研究;集张紧、卷带和钉扣一体的液压系统的研究;自动张紧系统的动态响应试验、缩带一体化控制系统顺序动。

三 液压卷带装置研究

顺槽带式输送机卷带装置一般安装在可伸缩带式输送机机头前部或张紧装置后面。该装置适合在煤矿井下空间狭小条件下使用。其卷带的快慢影响着整个工作面的推进，从而影响出煤的产量。

由于液压系统具有优异的防爆性能，反应速度快，部件设计简单，重量轻，体积小，运动惯性优秀的特点，成为煤矿井下设备设计时的常用选择。顺槽带式输送机缩带一体化控制装置同样也需要选用液压系统，给予液压缸动力，来完成该系统的卷带功能与张紧功能。

四 缩带一体化自动控制设计与操作

在液压系统和电气控制系统设计好之后，自动化与动作步骤相结合之后，实际操作如下：

1.在确认用电安全之后，启动电控柜，将就地按钮箱上的红色手柄扭至手动档。按下就地按钮箱上的卷带电机启动按钮与张紧电机启动按钮，利用液压泵站上的中夹紧手柄与推移油缸手柄组合使用，将皮带接头停留至卷带机架内。

2.移动液压站上的后夹紧手柄使后夹紧装置夹紧皮带，长按就地按钮箱上的皮带松弛按钮，先将皮带松弛至一定程度后放开松带按钮，移动液压泵站上的推移油缸手柄，待油缸到位后，启动泵站上的中夹紧手柄，待夹紧皮带以后再次移动推移油缸手柄，往复几次配合使用使皮带搭落在卷带机机架内停留在机架内，最后使推移油缸退回，并按下卷带电机停止按钮与张紧电机停止按钮，将红色手柄移至初始状态。

3.用切割机切开皮带，并将靠近储带仓一端皮带夹入卷筒中，用螺栓固定。

4.将就地按钮箱上的红色手柄移至自动，长按自动启动按钮3秒以上，卷带电机与张紧电机同时启动，同时卷带机开始卷带，绞车主动反转，两者自动配合进行卷带。直至卷带工作完成，按下自动停止的按钮(在自动卷带的过程中可以按下就地按钮箱上的举升油缸上升与举升油缸下降的按钮进行对举升梁位置的控制)。

5.再次按下就地按钮箱上的卷带电机启动按钮，按动液压泵站上的前夹紧手柄，使前夹紧落下夹紧皮带，待到位后，利用切割机切开皮带。之后缓慢移动液压泵站上的旋出油缸手柄，使卷带摇臂旋转90°，把成卷皮带送出。

6.利用液压钉扣机进行钉扣穿软轴。

7.按下就地按钮箱上的卷带电机启动按钮与张紧电机启动按钮，移动液压泵站上的前夹紧与后夹紧按钮，松开此两个装置，之后按下就地按钮箱上的皮带张紧按钮，使皮带张紧至正常工作状态。完毕后按下就地按钮箱上的卷带电机停止按钮与张紧电机停止按钮。关闭电控柜电源，至此，卷带工作完成。

五 胶带运输机缩带一体化控制装置应用效果

根据古书院煤矿顺槽胶带输送机的实际条件，研制出的顺槽胶带输送机缩带一体化控制装置，2011年10月用在152307综采工作面的顺槽胶带机头大架处，顺槽胶带输送机缩带一体化控制装置采用PLC作为控制系统。

该系统机构简单、思想新颖，半小时就可将100米皮带收卷完毕，适用于井下各种运输皮带宽度，能大幅提高设备的运输效率以及安全性，节省了大量时间和人力物力，即提高了设备的有效利用率，又对于提高生产率有重要的经济意义，对于煤矿具有重大的安全效益和社会效益。

［1］宋伟刚.煤矿用带式输送机的现状与发展［J］.煤炭工程，2009