矿用带式输送机机尾张紧装置设计及应用

王国军

（山西焦煤霍州煤电锦程煤业有限公司，山西 临汾 041000）

煤矿带式输送机运行过程中输送带跑偏是最常见的一种现象，造成跑偏的原因很多，比如安装不规范、下料不均、输送带接头不对称等。调偏是保证带式输送机正常运转的前提条件，常采用安装多组自动调偏托滚组或自动立滚调偏组调偏，这两种调偏方式都会损伤输送带的边沿，影响输送带的使用寿命。实践证明对张紧滚筒两侧张紧力进行调整是最有效的调偏手段，且不损伤输送带[1-3]。

带式输送机传统张紧方式常见的为复合式，由机械和液压两套系统组成，机械部分采用1 台绞车，液压部分采用1 台液压泵站、1 个液压油缸和1 个蓄能站，其工作原理是：输送带张紧行程的90%左右是由绞车牵引安装有张紧滚筒的移动小车来完成快速预拉紧，最后张紧行程的10%左右由液压油缸来完成张紧力的调节和锁死。整套装置由绞车、移动小车、张紧滚筒、液压泵站、液压油缸和蓄能站组成，其缺点在于设备体积都比较大、占地面积大、造价高、故障率高及维修工作量大，而且不具有自动调偏功能。

山西焦煤霍州煤电锦程煤业有限公司2032 巷位于二采区，巷道东北部为8801 工作面采空区隔离煤柱、东南部为308 盘区大巷，西北部与小煤矿破坏区隔离煤柱相邻，西南部为实体煤。2032 巷设计长度为1 580 m，巷道掘进煤层为9 号与10 号合并煤层，煤层平均厚度为5.5 m，平均倾角为11°，煤层结构简单，厚度稳定，平均煤厚为5.5 m，局部含有1～2 层0.7 m 碳质泥岩夹矸。煤层整体赋存形式为向斜构造一翼。

2032 巷采用综合机械化掘进工艺，巷道采用EBZ260 型掘进机掘进，采用DSJ-100 型带式输送机进行煤矸运输，该输送机带宽为1.0 m，输送机最大运输长度为600 m，电机功率为40 kW，带式输送机运输速度为2.5 m/s，运输能力为1 800 t/h，该带式输送机主要由卸载滚筒、主副滚筒、改向滚筒、张紧装置、阻燃胶带、H 架、保护以及供电系统等部分组成。由于2032 巷带式输送机原采用小绞车张紧装置，该装置在实际应用时张紧精度低，张紧施工时劳动作业强度，无法满足输送机高效运输需求，据统计2021 年上半年2032 巷在掘进过程中因张紧力不适宜，造成输送机断带、撕带、电机烧毁等事故共计9 起，经济损失达58.7 万元，严重制约着巷道安全高效掘进。

为了弥补传统张紧装置不足，保证输送带在运行过程中能够具有足够的张紧力，决定对原张紧装置进行优化，安装了一套机尾张紧装置。

2.1 装置结构组成

机尾张紧装置主要由左从动链轮、右从动链轮、左链条、右链条、移动小车、张紧滚筒、左拉力传感器、右拉力传感器、左牵引链轮、右牵引链轮、左减速机、右减速机、左电机、右电机等组成，如图1 所示。

图1 机尾张紧装置结构示意图

1）张紧装置安装在带式运输机的张紧段，两套牵引系统分别牵引移动小车的左右两侧，使张紧滚筒前后移动，达到张紧和放松输送带的目的。机械部分由两套牵引系统、移动小车、张紧滚筒、改向滚筒组成；
电气控制部分由左侧拉力传感器、右侧拉力传感器、可编程控制器和模拟量输入模块组成[4-5]。

2）张紧滚筒安装在移动小车上随移动小车一起沿着滑道前后移动，移动小车由左电机、右电机经左减速机、右减速机及左从动链轮、右从动链轮、左牵引链轮、右牵引链轮及左链条、右链条组成的两套牵引系统牵引，左电机和右电机正反转可以牵引张紧滚筒和移动小车一起沿着滑道前后移动，为满足调偏时要求输送带两侧的张紧力不同的需要，两套牵引系统分别牵引移动小车的左右两侧。

3）拉力传感器用来测量输送带对应侧的拉力，为了确保输送带拉紧后不松动，减速机采用两级蜗轮蜗杆减速机来提高自锁能力，装置选用两级蜗轮蜗杆减速机，使其自锁能力进一步提高。左电机和右电机选用双速电机，高速电机用来预张紧缩短运行时间，低速电机用来调节张紧力以便提高调节精度。

2.2 工作原理

2.2.1 张紧工作原理

按下预张紧按钮，左右侧电机高速正转继电器同时吸合，左电机和右电机同时高速正转带动链条牵引移动小车沿滑道前行，逐步拉紧输送带，当左右侧拉力传感器测得张紧力为额定张紧力时高速正转继电器同时断开，电机低速正转继电器同时吸合，左电机和右电机转入低速运转继续拉紧输送带，直到拉力传感器测得张紧力为1.5 倍额定张紧力时，电机低速正转继电器同时断开，左电机和右电机停止转动，张紧过程结束，并且锁死，同时可编程控制器控制的运输机控制继电器触点闭合，向带式输送机控制系统发出带式输送机可以正常启动的信号。

2.2.2 动态调节工作原理

带式输送机启动后，两侧电机低速反转继电器同时吸合，左电机和右电机低速反转放松输送带，直到两侧拉力传感器测得张紧力为额定张紧力时，电机低速反转继电器同时断开，左电机和右电机同时停止转动，调节过程结束，并保持额定张紧力。额定张紧力是维持带式输送机正常运转所需张紧力，装置可以根据带式输送机的工况条件对张紧力不同要求调节启动、制动和正常运传状态时的张紧力，由于张紧力可以根据需要自动调节，这样即可满足各种工况条件下对张紧力不同的要求，输送机启动时保持高张紧力满足启动要求，正常运行时保持低张紧力，不仅可以节约能源还能延长输送带的使用寿命。

2.2.3 调偏工作原理

该装置在输送带的左右侧分别安装有两个跑偏开关，当输送带向右侧跑偏时输送带的边沿会触动右侧的跑偏开关，右侧跑偏开关触点闭合，可编程控制器控制右侧低速正转继电器闭合，右侧电机低速正转拉紧输送带右侧，同时控制左侧低速反转继电器闭合，左侧电机低速反转放松输送带左侧，使输送带产生一个向左的力，经过一段时间运转输送带会自动向左侧移动达到调偏目的，右侧跑偏开关触点断开，两侧电机同时停转，调偏过程结束[6]。当输送带向左侧跑偏时，调偏过程与此相反。

2021 年4 月12 日对2032 巷内DSJ-100 型带式输送安装了一套机尾张紧装置，截至2021 年10 月通过6 个月实际应用效果来看，取得了显著应用成效。

1）装置自动化水平高：与传统张紧装置相比机尾张紧装置自动化水平高，在实际应用时劳动作业强度小，且安全系数高，故障率低。

2）张紧精度高：该装置投入使用后未发生一起因输送带张紧力度不足导致输送机出现跑偏、断带、电机烧毁事故，全年可减少设备维修费用达50 余万元，大大降低了带式输送机故障率，保证了巷道安全高效运输。

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