胶带输送机双稳式集成顶高液压纠偏保护装置的研究与实施

张志红

【摘要】纠偏保护系统提供一种通过液压系统使调心托辊高度可以调节的功能，当胶带正常工作时调心托辊不与胶带接触，当胶带跑偏时调心托辊在液压缸的作用下升高，使纠偏装置开始工作，纠偏力增大，力求达到纠偏过程平稳、迅速，安全、可靠的目的。

【关键词】胶带输送机 纠偏保护装置 双稳式 输送设备

1、构造和原理

根据增大胶带输送机与托辊间的正压力从而增大纠偏力的原理对双稳集成顶高式纠偏保护系统进行设计。项目的技术方案为：在胶带发生跑偏之前，自动纠偏装置稳定在初始角度和高度。一旦胶带出现跑偏现象，自动纠偏装置通过液压系统升高到工作高度，对胶带进行纠偏。当自动纠偏装置上升到设定的工作高度后，若胶带未被纠偏至正常位置，则自动纠偏装置将停留在工作高度，保持稳定的工作状态，直至胶带被纠正至正常位置。

2、技术方案

1.总体思路：本项目研究根据增大正压力从而增大纠偏力的原理对双稳集成顶高式纠偏保护系统进行了方案设计。所谓“双稳式”，是指本装置有两个稳定状态：

（1）在胶带发生跑偏之前，自动纠偏装置稳定在初始角度和高度。一旦胶带出现跑偏现象，自动纠偏装置通过液压系统升高到工作高度，对胶带进行纠偏。

（2）当自动纠偏装置上升到设定的工作高度后，若胶带未被纠偏至正常位置，则自动纠偏装置将停留在工作高度，保持稳定的工作状态，直至胶带被纠正至正常位置。

当胶带回到正常位置，自动纠偏装置自动下降，回到初始位置。对于双稳式液压升高自动纠偏装置，当自动纠偏装置上升到设定的工作高度，此时若胶带仍未被纠偏至正常位置，摩擦轮组将与胶带脱离，不再接触，齿轮泵停止工作，液压系统不再出油和进油。此时纠偏装置将停留在工作高度，以较大的纠偏力对胶带进行纠偏，直至胶带被纠正至正常位置。这种相对稳定的工作状态，能够保证纠偏装置以较大的纠偏力对胶带跑偏现象进行持续、稳定的纠正，同时能够防止由于液压系统持续工作，系统压力过大造成的危害。

图示为双稳集成顶高式液压纠偏装置工作示意图。如图所示，液压系统由油缸、截止阀、单向阀、油箱、齿轮泵、油压控制器组成。油缸的活塞部分与回转架相连接，回转架随着活塞的运动而上下运动；齿轮泵的动力输入轴与摩擦轮通过键相连，摩擦轮转动带动齿轮泵工作。

当胶带正常运行时，整个纠偏装置处于稳定状态。当胶带发生跑偏现象，胶带触碰到纠偏装置两侧的立辊组，带动回转架及托辊组绕回转中心回转一个角度。液压油路中的截止阀闭合。回转架的回转经过摩擦轮组中机构的传递使摩擦轮上升，接触到胶带。胶带带动摩擦轮旋转，随之带动齿轮泵工作，向油缸及其组件和摩擦轮组中的油压控制器输送液压油。油缸及其组件中的油缸在高压油的作用下被顶高，安装于油缸及其组件上的回转架和摩擦轮也随之升高，回转架向上顶起胶带，胶带与托辊组间的正压力增大，纠偏力随之增大。当油缸上升至工作位置，若胶带仍未被纠偏至中心轴线处，摩擦轮组的油压控制器的压力超过设定值，摩擦轮组的机构通过一系列动作使摩擦轮下降，脱离胶带，齿轮泵停止工作。回转架及托辊组处于高位、扭转状态，液压系统处于密封，液压系统中的截止阀闭合，液压系统处于相对保压、平衡状态，纠偏装置处于稳定状态，长时间对胶带进行纠偏。

当胶带被纠偏至中心轴线处，回转架及托辊组转回与机架中心轴线垂直处，截止阀打开，液压油流回油箱。油缸下降，回转架及托辊组随之下降至初始位置。 纠偏过程结束。

3、应用效果

根据平煤五矿DTL120/63/4*400S胶带运输机的具体情况，在容易发生跑偏的部分间距100米左右，安装纠偏装置6套。由试验结果可知，在纠偏装置作用下，胶带无跑偏时，装置的托辊及摩擦轮与胶带无接触，装置不工作；当胶带发生跑偏时，纠偏装置工作，胶带中心偏距没有超过70mm，对胶带起到了很好的保护作用，达到了设计要求。

胶带跑偏是引起胶带侧边磨损、撕裂、断带等事故的最初诱发原因之一。一条强力胶带价值上百万元，采用有效方法避免胶带跑偏能够获得较高的经济效益。

（1）断带事故按一条胶带平均30年发生一次，每次直接经济损失500万元计，则平均每年的经济损失为25万元。安装本装置以后，每年可节约25万元。

（2）因断带或撕带事故按一条胶带平均一年发生一次，每次影响时间10小时，安装纠编装置后每年不发生断带或撕带事故，按一条胶带运输机每小时500吨运量，每吨市场价450元计算如下：500×10×450=225万元。

因此，安装本纠偏装置以后，一年即可收回成本。

（3）社会效益

带式输送机发生的事故中，百分之七十来源于胶带跑偏。胶带跑偏现象会造成输送机机架与胶带互相摩擦，使胶带边缘过早磨损，降低胶带寿命，严重影响输送能力；跑偏的胶带会洒落物料在回空段的胶带上，若不及时清理机尾滚筒将被堵塞，胶带的运行受到妨碍，致使载荷过重损坏电机；当胶带跑偏严重将会发生胶带脱落、撕裂、断带等严重事故，进而造成严重的机械事故甚至人身事故。

由于煤矿生产是一个连续的过程，如果其中一条带式输送机出现故障，会影响整个生产过程的正常运行。一旦引起停产事故，生产厂矿损失非常大。

胶带运输机的纠偏保护问题在我国虽然有很多单位进行了研究，但仍然存在着诸多的技术问题没有解决。该项目实施以后，可以填补这方面的空白，具有广阔的应用前景。

结束语。本套胶带纠偏装置本套纠偏装置为纯机械结构，不含任何电气元件及线路，无防爆问题，结构简单、纠偏力大、可靠耐用、维修使用方便，适应煤矿恶劣的工作環境。