编码器带式输送机防滑装置

时间：2020-03-06 02:37:53 所属分类：应用电子技术 浏览量:

矿井带式输送机出现打滑，会影响矿井运输效率及运输安全。因此，在基于打滑原因分析的基础上，指出传统带式输送机防打滑装置特征存在的问题，提出了一种改进的新型带式输送机防滑装置。该装置通过增量式编码器对输送机胶带、滚筒等部位速度进行监测，通过比

　　矿井带式输送机出现打滑，会影响矿井运输效率及运输安全。因此，在基于打滑原因分析的基础上，指出传统带式输送机防打滑装置特征存在的问题，提出了一种改进的新型带式输送机防滑装置。该装置通过增量式编码器对输送机胶带、滚筒等部位速度进行监测，通过比对分析对胶带是否出现打滑进行判定，通过PLC实现对带式输送机运行进行控制。现场应用发现，该带式输送机防滑装置不仅可以对胶带打滑进行防治，而且有利于提升带式输送机的运行效果及安全性，应用价值显著。

　　关键词：带式输送机;胶带;滚筒;编码器;防滑装置

　　1带式输送机胶带打滑原因分析

　　带式输送机运行过程中导致胶带出现打滑的原因主要是胶带塑性变形过大、载荷过大、粘附有淤煤、稀水等导致输送机驱动滚筒提供的张力不能消除运行时胶带摩擦力阻力，从而引起打滑现象[1]。对胶带打滑有影响的因素主要有张力、摩擦系数、运输倾角、运行阻力等。在带式输送机运行过程中胶带出现打滑可能会引起胶带跑偏、磨损严重、驱动滚筒停机甚至瞬间抱死，严重时甚至会引起带式输送机着火，给矿井生产安全带来威胁[2]。

　　2传统带式输送机防打滑装置特征

　　传统带式输送机防打滑装置主要是通过调整主从滚筒运行速度，降低速度差，以便运转同步，从而实现预防胶带出现打滑现象。其结构类型主要分为接触式以及磁电式两种方式，但是在具体应用过程中有以下显著缺陷[3-4]：(1)当带式输送机拉稀煤或者拉水时，主从滚筒间会出现转速偏差，测量装置测得读数精度低，出现较大测算误差;(2)对带式输送机带速进行调整时依靠变频器来实现，由于胶带运转速度提前预设，在进行调速或者换挡过程中，传统防打滑装置会认为带式输送机处于失速状态，从而认定带式输送机胶带出现打滑现象，出现误报故障。

　　3新型防打滑装置设计

　　3.1监测方式

　　传统的带式输送机防滑装置存在一定的缺陷，设计的新型防打滑装置采用旋转编码器对位监测滚筒运行速度以及运行方法的措施，直接对主从滚筒运行速度及运行方向进行监测。具体测量方式为：其中：v0、v4为驱动、从动滚筒运转线速度，m/s;v1～v3为1～3号编码器位置处胶带运行线速度，m/s;r0、r为滚筒、托辊传感器内径，m;n0、n4为驱动、从动滚筒转速，r/min;n1～n3为编码器托辊转速，r/min。在驱动滚筒、从动滚筒等位置处布置编码器0、编码器4，在带式输送机胶带下方布置编码器1～3，其中编码器1安装在距离从动滚筒10%胶带长度位置;编码器2安装在距离驱动滚筒20%胶带长度位置，用以测量胶带线速度。当带式输送机运行正常时，编码器0～4测定的速度同步;若较大出现打滑，安装在胶带上的编码器1～3速度与驱动滚筒、从动滚筒间速度存在一定差值，此时会发出警报，并停止带式输送机运行，具体编码器安装位置如图1所示。

　　3.2编码器工作原理

　　编码器正常运行时是将信号编制、转换成可以进行信息通信与存储的信号形式。为了提升编码器工作效率，采用稳定性强、效率高的增量式编码器，可以将监测到的速度信号转换成电信号，电信号转换成脉冲信号，计量脉冲数量就可以实现对胶带运行线速度的确定。增量式编码器依靠光敏元件对位移量信息进行获取。具体采用增量式编码器输出图像如图2所示。增量式编码器具备较强的抗干扰能力，使用时限长、测量精准度高、体积小、便于安装，产生的波形信息不会随着编码器分辨率变化而变化，传输信号稳定性强，发生误操作或者误判可能性较低，因此可以用于带式输送机防滑装置中。

　　3.3运行流程

　　防滑装置整个运行流程包括主控制程序、中断控制程序等两部分。防滑装置启动运行后，先调用主控制程序进行数据采集、分析，对比预设值与设定值，当设定值超过或者与预设值重叠时，停止带式输送机运转，对打滑位置以及打滑原因进行分析，采取有效处理措施后确认安全后方可进行带式输送机复位运行。具体的主控制程序运行流程、终端控制程序运行流程见图3、图4。当PLC接收到来自滚筒、胶带等部位安装的编码器反馈的信息后，对接收到的信息进行处理，通过比对各个侧点部位存在的线速度差值，对胶带是否出现打滑进行研判，从而确定是否停止带式输送机运行。同时，主控制程序开始运行后，将接收的运行控制指令与保护装置预先设定的值进行比对，若指令速度与预先设定速度不同步，或存在一定差值，既可以断定带式输送机胶带有打滑故障，发出打滑报警信息，中断程序开启，从而实现带式输送机在故障状态下的自动停机，最终实现带式输送机在运行的自动监测，故障时自动停机、发出预警等功能，从而确保设备运行安全，提升带式输送机运行效率。

　　4总结

　　本文对造成带式输送机出现打滑的原因进行简要分析归纳，认为主要因素为胶带塑性变形过大、载荷过大、粘附有淤煤、稀水等;对传统的带式输送机防打滑装置从工作原理方面进行比对分析，主要存在预警不及时、误报率高等问题;在上述分析基础上提出采用增量式编码器对胶带、滚筒运行速度进行监测，通过比对各编码器位置处速度信息，实现对胶带是否出现打滑进行判定，判定胶带打滑后可通过PLC向带式输送机发出停机运行指令，从而实现带式输送机在运行过程中自动检测，发现故障时自动停机、并发出预警信息等功能，提升带式输送机运行效率。

　　参考文献

　　[1]刘茂义.矿井皮带输送机高效防滑装置设计[J].机电工程技术，2019(9)：221-223.

　　[2]石晓钦.皮带输送机高效防滑装置的应用[J].自动化应用，2019(2)：37-38.

　　[3]王建.高效防滑装置在矿井皮带输送机的应用[J].技术与市场，2018，25(12)：150-151.

　　[4]时志红.皮带输送机高效防滑装置的应用[J].水力采煤与管道运输，2018(3)：116-117，120.

　　《编码器带式输送机防滑装置》来源：《自动化应用》，作者：马效岳

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