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皮带运输机的故障预防措施及检测

文档作者：姚运萍王伟宁文档来源：兰州理工大学机电学院		点击数： 10 1	更新时间： 2025年04月01日
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第 15卷第 9期2006年 9月中 国 矿 业CHINA M INING M AGAZINEVo1．15，No．9September 2006皮带运输机的故障预 防措施及检测姚运萍 王伟宁(兰州理工大学机 电学院 ·兰州 730050)摘 要 ：本文针对皮带运输机 出现的纵 向撕 裂和断带 问题 ，设计 了一套倾斜 式振动装 置 ，以减少 矿石对皮 带的冲击 。采用新 的方 法对 皮带进行 自动检测和声光预报警 ，并 自动控制皮 带运输机 和有关设 备停 止运行 和供料 。关键词 ：皮带运输机 倾斜式振动装置 光 电开关 自动检测中图分类号 ：TD528 ．1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1004—4051 (2006)09—0070—02A DEFEND M URE OF B】 、O0】 YER TRo【JBLE iD D n蜘 NGYao Yunping W ang W eining(CollegeofM achineand Power。 LanzhouU invercityofTecnology·Lan zhou730050)Abstract：Thispaperpresentamethodthatdesignasetofinclinestylevibration system todecreaseorewallop， whichdetectbelttearing andrupture．Usinganew methodtOautotestandin advanceasousto- op—ticalarm aboutthetroubleofbeltconveyersand relation appliancetOstoprunningand feeding．Keywords：Beltconveyer Inclinevibration equipment Photoelectricity switch Autotest皮带运输机作为一种有牵 引件 的连续运输设备 ，主要用来输送块状、粒状和散状等物料和成件的货 物 ，广泛应 用 于工业生 产 中 。特 别是 在矿 山开采矿石运输 中起着举 足轻重 的作用 。在矿石运输中 ，时常会 出现 矿石 把运输 机 的皮带 砸裂 或砸 断 的现象 ，导致 皮带 运输 机压矿 的严 重后 果 。某采 矿公司对 皮带运 输机 没有 采取有 效 的改进 措施 ，导 致生产的连续性被破坏，事故频频发生。他们使用的皮带是从澳大利亚进 口的，价格昂贵。生产 中出现的皮带纵撕或 断裂，给生 产造成 了巨大 的损 失。因此 ，采取对 皮带 的保 护措施 及对 皮带 纵撕 和断 裂 的检测报 警 ，就显 得尤 为重要 。1 皮 带 出现 纵撕 和 断裂 的防护 措施1．1 传 统 的矿石 输送 系统矿石开采下来之后 ，由给料机运送到皮带运输机上。由于矿石是一级开采，有些矿石体积 巨大，有些矿石 的棱角尖锐 ，而且给料机距离皮带运输机的垂直 高度 在 lm 以上 。这样矿 石 下 落 的 冲击 力 就会造成皮带的纵 向撕裂或者 断裂 ，造成生产 中断 ，给生产带来不便。1．2 对 原有 系统 的改造如采用二级粉碎的方法 ，把巨石再一次粉碎，就会减少皮带受损坏的几率 。但二级粉碎的设备昂收稿 日期 ：2OO6一O4一O9贵 ，资金投入比较大 。因此 ，根据实际情况 ，在给料 机与皮 带运 输机 之 间加装 倾斜 式振 动装 置 ，行 之有效 。倾斜式振动装置 可以减少矿石 下落 的冲击力 ，减少皮带受损 的几率。因为开采下来的矿石有棱角，摩擦系数比较大。采用振动形式 ，可以防止矿石 在装 置上 的滞 留。1．3 改 造原 理在原 有 的系统 中 ，矿石 从 给料机 上 直接 落 到运输机 的皮 带上 ，势 能就会 全 部转 化 为动 能 ，即 ：1 一mgh一 ÷删 o一~／2g 厶皮带 受到 的 冲量 J。一 m~／2gh式 中 一 一矿石给料机距离皮带运输机的垂直高度 ；g—— 重力 加速 度 ；— — 矿 石 的质 量 。由上 述分 析可 知 ，造成 皮带 损坏 的原 因 ：①矿 石质 量 ，巨大的矿 石会 造 成皮 带损 坏 。②给料机距离皮带运输机的垂直高度。③尖锐的矿石也可以致使皮带受损 。加装倾 斜式 振 动装 置之 后 ，如 图 1所示 。由能 量守 恒定 理 ：1mgh一 ÷脚 + Q维普资讯 http://www.cqvip.com第 9期 姚运萍 等 ：皮 带运输机的故障预 防措施及 检测图 1 加装斜虐振动装置 之后的示意图n一矿石给料机 ；6一斜 式振动装置 ；f一皮带运输机 ； 一矿石那么 ：,／-~hmQ皮 带受 矿石 垂 直方 向的冲量 为．， 一 优c。s0V'2~x／ghmQ式中 ——矿石落到皮 带运输 机上时 ，装置倾 斜 面 方 向的速度 ；型光 电开 关 。运输 机 的皮 带受 损后 ，就会 有 矿石 落到下面的皮带上 ，从而遮住传感器的光源 ，使光电开关产生信号输出。在 生产 过程监 控 系统 中 ，为了确 保 安全 生产 以及生产的质量和技术 指标 ，同时 为了提高经 济效益 常常需要对检测到的信号报警 ，一般采用声光报警电路，以引起操作人员警觉并及时采取相应 的措 施 ，保证 生产 过 程 正 常进 行 。一 般 动作 规 律 为 ：正常工作状态时，外 接信号触点断开 ，灯 光不亮，没 有报警铃声 ；当运输机皮带纵撕或断裂后 ，灯光变亮，发出紧急铃声 ；直至工艺恢复正常后 ，系统恢复正常工作状态 。系统工作时，检测单元传感器输 出的信号经过逻辑门，与逻辑门电路选择之后输入到报警单元 。沿振动 2．2 系统报警控制Q —— 矿石 在下 滑过 程 中损 失 的能量 ；— — 倾斜 式振 动 装 置 的 坡 面 与 皮 带 运 输 机水 平 面 的夹 角 。厂———7 一．而 cos0< 1；、 一” | g 所 以 ．厂1<．厂0可 以看 到 ，加装振 动 装 置之后 ，皮带 所受 到矿石 的 冲击 力 ，小 于 原 有 系统 皮 带 所 受 到 的 冲击 力 。因此 ，皮 带损 坏 的几 率大 大减 少 。2 对皮 带 纵撕和 断 裂的 检测2．1 检 测 系统工 作原 理光电开关 (光电传感器)是根据光敏二极管工作 原理 ，制 造 的一种 感应 其 接受 光强 度 变化 的 电子器件。当它发出的光波被 目标反射或阻断时，即输出开关或模拟信号。它包含调制光源 、光敏元件等组成 的光 学 系 统 ，放 大 器 及 开 关 或 模 拟 量 输 出 装置。根据光电传感器的特性 ，又 由于只检测皮带的纵撕或断裂 ，所 以用光电开关作为检测元件 。根据现场情况，光 电传感 器 的光源模式选 用红外 线光源，因为红外线光电开关，在环境照度高以及有灰尘影响的情况下 ，都能稳定工作 。输出模式选择模拟输出。并且采用对射式光电开关。由于纵撕一般都 出现在皮带的中间位 置，因此在运输机的前端 ，靠近皮带的中间位置 ，加装 4个常闭型光电开关 。当无检测物体 时，常闭 型的光 电开关 所接通 的负载，由于光电开关 内部 的输 出 晶体 管的导通 而工作，当检测到物体时，晶体管截止 ，负载不工 作。当运输机的皮带纵撕或断裂时 ，皮带经过常闭型光电开关 ，发 射光 源发 出的光 ，就会通 过 损坏 的地 方照射到光电开关的接受器上 ，产生信号输出。常开型光 电开关 与此 相反 。为 了确保 检测 的 准确性 和可靠性 ，在贴近运输机的下层皮带处 ，加装 2个常开本 系统中，由传感器输 出的模拟信号给报警单元 ．，报警指示灯亮 ，同时发出紧急铃声 。如果 给料 机是 由电机 拖动 ，同时 由系统控 制触点切 断 电机 的 电源 ，停止 给矿 。声光报警 电路 由通用 运算放大器、NPN 型晶体管 、电磁继 电器 JTX-3C等组成 。将测量信号加至 改大器 IN1端 。信 号经放大 后输 出高电平 ，使VT1导通 ，继 电器因线圈 J上有 电流通 过，而使常：开触点 ZJ1、zj2吸合 ，报警指示灯发光 ，同时发出紧急报警铃声 。当无信号输入放大器时 ，输出低电平 ，VT1截止 ，继电器处 于释放状 态，ZJ1、zJ2处 于断开状态 ，从而报警指示灯不发光，报警电铃不启 动 ，表 示生 产 过程处 于正 常工 作状 态 。3 结 论本 系统 针对 皮带 运输 机 在 生产运 行 过程 中的主要 突 出问题 ，即纵撕 和断裂 问题 ，提 出了改 进措 施和 险测 方法 。此 系统 在 某采 矿公 司进 行 半年 的试 运行 ，证明该装置具有运行可靠 、控制精度高、系统成：本低 、易于操作等特点，很好地改善了原有系统的工作状况 。不仅提高 了全矿的生产效率，而且节约 了大量 的费用 。在 使 用后 ，得到一 致 好评 ，并 得到 了进 一步 推 广 。 ■_参考文献(13 张洪润．电子线路与 电子技术 [M]．北 京：清华 大学 出版社 ，2005．C23 段九洲．放大 电路实 用设计手册 [M]．沈 阳：辽宁科学技术出版社 ，2002．C33 曹 中柱 ，徐 檄莉．自动控 制理论 与设 计 [M]．上 海 ：上海交通大学 出版社 ，1995．C,13 管风林．一种 闪光信 号 报警 电路 EJ]． 自动 化仪 表 ，1991(6)： 39— 40．C53 王 楚 ，沈 伯弘．数字逻 辑 电路 [M]．北京 ：高等 教育 出版社 ，2003．C63 王绍纯．自动检测技术 [M]．北京 ：冶金工业 出版社 ，1995．

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