皮帶縱向撕裂保護(hù)

1、皮帶縱向撕裂保護(hù)皮帶縱向撕裂保護(hù)以及橫向斷裂保護(hù)可行性研究報告1. 研究目的、意義帶式輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸能力強(qiáng)、運(yùn)行效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動控制，已經(jīng)廣泛用于煤礦的煤炭運(yùn)輸。對于長距離帶式輸送機(jī)，廣泛采用鋼繩芯輸送來提高其拉伸強(qiáng)度，但其縱向抗撕裂的能力卻沒有得到提高，僅為橡膠本身的強(qiáng)度，因而容易造成縱向撕裂。鋼繩芯帶式輸送機(jī)是廠礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)拇髣用}，一旦造成斷帶，將會帶來極大的直接和間接損失。在我國，礦用鋼芯帶縱向撕裂事故時有發(fā)生，因此，非常有必要研制一種可靠實(shí)用的礦用鋼繩芯輸送帶縱向撕裂監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對鋼芯帶縱向撕裂故障的及時、可靠的監(jiān)控。至于皮帶橫向斷裂，由于鋼繩芯具有一定的抗橫向撕裂能力，然而運(yùn)輸

2、帶的斷裂下滑事故也對煤炭生產(chǎn)有非常重要的影響，強(qiáng)力運(yùn)輸帶橫向斷裂的負(fù)面影響更大，因此如何預(yù)防鋼絲繩強(qiáng)力運(yùn)輸帶斷裂下滑也是保證煤炭生產(chǎn)和安全的一個非常重要的課題。2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢近年國外對膠帶的運(yùn)行理論、縱向撕裂機(jī)理和防撕裂應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行過一定研究與開發(fā)，曾采用如下一些技術(shù)：首條接料皮帶中采用在皮帶張力層中設(shè)計縱橫鋼絲網(wǎng)，如武鋼燒結(jié)廠二燒車間進(jìn)口法國設(shè)備中就有此類膠帶，增加皮帶強(qiáng)度，使其遇硬物時不易刺穿，一旦過負(fù)荷引起跳閘；在帶中設(shè)計電子感應(yīng)層，一旦被異物刺入，即有信號反饋而引起停機(jī)；在上下皮帶之間設(shè)計金屬網(wǎng)或板件配以電器保護(hù)開關(guān)、一旦異物刺入或引起物料作用在網(wǎng)或板上，使其受力帶動電

3、器開關(guān)動作而引起停機(jī)；在膠帶機(jī)上方安裝電磁除鐵器，遇有鐵類雜物在膠帶上即將其吸起，而使膠帶得到保護(hù)等。鋼絲網(wǎng)的高強(qiáng)拉力不易斷裂而產(chǎn)生“阻力累加” ，當(dāng)阻力累加到一定限度而引起電機(jī)過流停機(jī)。 防止輸送帶跑偏撕裂。 振動檢測器這種檢測裝置是在承載托輥之問輸送帶的邊緣處布置振動器，在輸送帶的另一邊設(shè)置振動接收器，當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂時，振動接收器不再受振動的作用，從而產(chǎn)生輸送帶縱向撕裂信號，進(jìn)而發(fā)出報警信號并使輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這種檢測器最旱在原蘇聯(lián)使用，效果良好。 壓力傳感器在膠帶下方安裝報警裝置，當(dāng)膠帶撕裂后，膠帶上的物料從裂口處落到防撕裂報警裝置的接料盤上，通過壓力傳感器或其他的感應(yīng)形式，感知膠

4、帶已被撕裂而發(fā)出報警信號及控制電機(jī)停機(jī)。不過膠帶下方雖然安裝了縱向撕裂報警裝置，但由于膠帶在托輥上成一槽形，膠帶撕裂后，裂縫兩邊的膠帶有一沿槽兩側(cè)往內(nèi)收的趨勢。 因此，膠帶撕裂后， 往往不是張開大口，裂縫兩邊的膠帶而是重疊一起，把裂口封住，膠帶上的物料不容易漏下，等到膠帶撕裂到一定長度后，才有物料漏下，引起報警。另外，由于物料的灑漏，使這種裝置經(jīng)常誤報，引起意外停機(jī)，同樣影響生產(chǎn)。3.2 電磁波手段超聲波檢測器超聲波檢測器是利用超聲波轉(zhuǎn)換原理預(yù)防輸送帶縱向撕裂檢測器。在輸送帶容易發(fā)生縱向撕裂的位置（給料槽下面的緩沖托輥之間）裝設(shè)傳送超聲波的波導(dǎo)管。當(dāng)輸送帶處于正常狀態(tài)下。超聲波送波、受波正常，

5、發(fā)出正常信號。一旦輸送帶發(fā)生縱向撕裂，波導(dǎo)管因彎曲而損壞。送波和受波成為不同狀態(tài)，即發(fā)出縱向撕裂的信號，驅(qū)動電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，防止膠帶撕裂事故擴(kuò)大。檢測裝置布置圖1 給料漏斗2 檢測部分3 處理及報警盤該裝置由超聲波的檢測和傳遞兩部分組成。超聲波的信號由安裝在輸送帶下面的波導(dǎo)管產(chǎn)生超聲波振蕩，通過檢波器檢波后發(fā)出。這種裝置的特點(diǎn)是膠帶本身不需任何加工，也不損傷膠帶。檢測器為密閉的裝置、耐水、耐塵、壽命長。若輸送強(qiáng)磁性物料，受微振動沖擊的情況下，檢測器也不會誤動作。無論有無負(fù)載荷均可進(jìn)行測定。結(jié)構(gòu)簡中，維修方便。光透視檢測器X 光透視檢測器X 射線穿透材料時，材料如有局部性異常存在，則透過該部位射線

6、強(qiáng)度的衰減將出現(xiàn)與周圍正則透過該部位射線強(qiáng)度的衰減將常部位相異的值。這種檢測裝置通過在膠帶內(nèi)織入橫向的金屬片或金屬網(wǎng)，一旦縱向或者橫向撕裂，這些金屬片斷裂，X 光透視儀就會及時發(fā)出報警信號或使輸送機(jī)停機(jī)。傳感線圈輸送帶檢測器系統(tǒng)組成及工作原理該監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖如圖， 由勵磁電流發(fā)生器、傳感器、信號處理模塊、單片機(jī)、輸送帶運(yùn)行距離檢測器、輸送機(jī)電源控制器等組成。該系統(tǒng)是實(shí)時智能撕裂監(jiān)測系統(tǒng)，其目的是監(jiān)測運(yùn)行中輸送帶的縱向撕裂，如有一處撕裂被監(jiān)測到，撕裂監(jiān)測系統(tǒng)就會自動停止輸送帶運(yùn)行并確定撕裂部位，在輸送帶啟動及正常運(yùn)行時，撕裂監(jiān)測系統(tǒng)均發(fā)揮作用。如有斷電，則在重新接通電源時，撕裂監(jiān)測系統(tǒng)可自動

7、復(fù)位。主要包括發(fā)射傳感器、接收傳感器、接近傳感器、 TL 傳感器、轉(zhuǎn)換及信號處理板以及端子盒。檢測信號來自：帶式輸送機(jī)中埋設(shè)環(huán)形線圈的檢測傳感器，帶式輸送機(jī)尾部或頭部滾筒上安裝用于檢測膠帶運(yùn)行距離和膠帶轉(zhuǎn)動力一向的接近開關(guān)傳感器。監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖這種檢測裝置在輸送帶中每隔一定距離埋設(shè)一個傳感器線圈，并在輸送帶兩側(cè)設(shè)置電磁脈沖發(fā)生器和接收器。利用電磁感應(yīng)原理，接收器通過傳感線圈接收發(fā)生器產(chǎn)生的電磁脈沖信號，當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂時，傳感線圈被切斷，接收器將接收不到電磁脈沖信號，從而產(chǎn)生輸送帶縱向撕裂信號，進(jìn)而發(fā)出報警信號并使輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。此類檢測裝置始于日本。勵磁電流發(fā)生器該縱向撕裂監(jiān)測系統(tǒng)是基

8、于電磁感應(yīng)原理工作的。其工作磁場的勵磁電流信號根據(jù)后續(xù)信號接收及處理電路的要求選定為一定頻率的脈沖信號電流。信號發(fā)生器輸出的脈沖信號的電流比較小，無法直接驅(qū)動信號發(fā)射探頭產(chǎn)生磁場，必須通過功率放大器進(jìn)行功率放大。勵磁信號功率放大器的輸出功率根據(jù)傳感器線圈的電氣參數(shù)和探頭間的距離來確定，輸出功率越大，接收信號越強(qiáng)。功率放大器的輸出功率設(shè)計為可調(diào)的，以便調(diào)試和維護(hù)。傳感器設(shè)計該監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器由線圈、信號發(fā)射器及接收器組成，是整個系統(tǒng)的核心部件，用以獲取皮帶發(fā)生縱向撕裂的信號變化。在膠帶運(yùn)行過程中，時常發(fā)生飄帶現(xiàn)象而導(dǎo)致監(jiān)測系統(tǒng)誤動作，通常解決該問題的措施是加大信號發(fā)射器的發(fā)射功率，但是這也將導(dǎo)致

9、信號發(fā)射器發(fā)出的信號不經(jīng)過預(yù)埋線圈而直接耦合到接收器，使得傳感器失效。通過對信號發(fā)射線圈及預(yù)埋線圈產(chǎn)生的磁場經(jīng)過分析實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膠帶內(nèi)的預(yù)埋線圈回路設(shè)計成同心矩形線圈回路時，在某一時刻，其在信號接收線圈中激起的感應(yīng)電流方向和信號發(fā)射線圈通過直接耦合在信號接收線圈中激起的感應(yīng)電流方向相反。如果信號發(fā)射器的信號源選擇正脈沖信號，再在信號接收器后加一個電流鑒向電路就解決了上述矛盾。膠帶運(yùn)行距離檢測器設(shè)計膠帶運(yùn)距離檢測器包括兩個相鄰距離計數(shù)傳感器和一組監(jiān)測盤。這些元件安裝在輸送機(jī)尾部滾筒的一側(cè)，兩個相鄰距離計數(shù)傳感器被安裝到同一弧線上，但在圓周上監(jiān)測盤的遮擋部分可同時遮住兩個距離計數(shù)傳感器。當(dāng)皮帶輪

10、旋轉(zhuǎn)時，相鄰距離計數(shù)傳感器就會發(fā)送一個脈沖信號給微處理器，以表明每一個監(jiān)測盤的經(jīng)過。由于每兩個脈沖間的膠帶運(yùn)行距離是相同的，所以通過記錄脈沖數(shù)就可以隨時知道膠帶運(yùn)行的距離，進(jìn)而可以知道何時會有預(yù)埋線圈經(jīng)過檢測傳感器。信號頻率檢測監(jiān)測裝置被安裝在環(huán)境非常惡劣的工礦現(xiàn)場，隨時都可能受到多種干擾因素的影響。通過檢測接收線圈內(nèi)是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生來判斷是否有正常的預(yù)埋線圈經(jīng)過的方法是很不可靠的，這往往也是產(chǎn)生誤動作的原因。根據(jù)電磁感應(yīng)中頻率不變的原理，通過鑒別信號接收線圈輸出信號的頻率是否等于發(fā)射信號頻率，就可以排除掉極大部分的干擾，從而可以可靠地判斷出是否有正常的預(yù)埋線降通過。鑒頻器由頻率電壓轉(zhuǎn)換器、

11、 AD 轉(zhuǎn)換器和微處理器組成。接收信號經(jīng)過放大調(diào)理和鑒向后輸入頻率電壓轉(zhuǎn)換器，輸出對應(yīng)于頻率的電壓，再由 AD 轉(zhuǎn)換器采集電壓值送入微處理器，進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷接收頻率是否等于發(fā)射頻率。信號傳送接口設(shè)計由于檢測裝置安裝處距離控制室可能很遠(yuǎn)，不采取任何措施而僅僅通過電纜傳送，根本無法實(shí)現(xiàn)可靠的信號傳送。遠(yuǎn)程處理過程與控制室之間的接口一般是通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 4-20 mA 環(huán)路來實(shí)現(xiàn)的。在信號接收器和膠帶運(yùn)行距離檢測器端應(yīng)各設(shè)置 一個 4-20 mA 變送器，在控制室信號接收端設(shè)置兩個 4-20 mA接收器，變送器和接收器間通過屏蔽電纜連接。 為了防止干擾，遠(yuǎn)端檢測裝置和控制室信號處理裝置都必須用屏蔽

12、罩屏蔽，并且可靠接地。停機(jī)報警電路設(shè)計由于帶式輸送機(jī)的電機(jī)電源為工業(yè)交流電，屬于強(qiáng)電，而且在關(guān)斷電源時會產(chǎn)生瞬間高壓，所以在停機(jī)報警電路里必須將監(jiān)控系統(tǒng)與輸送機(jī)的電機(jī)電源電路進(jìn)行光電隔離，并通過功率驅(qū)動器驅(qū)動繼電器來關(guān)斷輸送機(jī)的電機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)停機(jī)目的。程序結(jié)構(gòu)和流程微處理器的程序主要分為主程序、 A/D 轉(zhuǎn)換處理程序、脈沖計數(shù)處理程序和通訊中斷處理程序組成。 A/D 轉(zhuǎn)換處理程序完成對頻率電壓轉(zhuǎn)換值的讀取，脈沖計數(shù)器中斷處理程序完成對膠帶運(yùn)行距離脈沖的計數(shù)。通訊中斷處理程序完成微處理器與工控機(jī)間的通訊任務(wù)。主要程序完成對預(yù)埋線圈的檢測任務(wù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)預(yù)埋線圈受損時，立即發(fā)出停機(jī)控制信號，并報警。關(guān)于地址處理，給輸送帶中的每個預(yù)埋線圈分配一個唯一的地址。在運(yùn)行時，膠帶撕裂監(jiān)測系統(tǒng)會將這些存儲好的地址數(shù)據(jù)與實(shí)時監(jiān)測到的兩回路線圈間脈沖計數(shù)值相比較。在預(yù)埋線圈的地址排列中，如有一具體的