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在煤礦公司的采媒工作全過(guò)程中，皮帶輸送機是一種較為普遍的運載工具，傳動(dòng)帶運載工具不但具備極強的輸送量，并且在運送原材料的全過(guò)程中摩擦阻力較為小，耗能較為低，可以保持長(cháng)距離運送，并且傳動(dòng)帶運送的操作過(guò)程全過(guò)程比較簡(jiǎn)單，不容易占有很多駕駛員職位，因而，許多廠(chǎng)礦企業(yè)都將傳動(dòng)帶運送當做關(guān)鍵的運輸工具。

一般來(lái)說(shuō)傳動(dòng)帶運送的跑偏保護器都是采用伺服電機來(lái)開(kāi)展速率傳感技術(shù)的檢測，在具體的運送全過(guò)程中，根據PLC監視系統旋轉速率，向系統軟件傳出跑偏的繼電子信號，隨后根據系統軟件中主從關(guān)系機運作的速率差來(lái)分辨跑偏常見(jiàn)故障。傳統式皮帶輸送機因為先進(jìn)設備相對落后，平時(shí)的管理方法、維護保養工作中都不及時(shí)，造成傳動(dòng)帶常有跑偏的狀況，因而，務(wù)必對于這種情況提高其跑偏設備的可信性。

1、皮帶運輸機打滑的原因分析

在煤礦井下作業(yè)過(guò)程皮帶運輸機運輸回頭煤、淤煤的過(guò)程中由于負荷過(guò)大，導致運輸及驅動(dòng)裝置提供的牽引力F不能完全抵消大載荷帶來(lái)的阻力Ff，因此皮帶出現打滑現象，其公式表示如下：
 

由此可知，在皮帶運輸機工作過(guò)程中，驅動(dòng)滾簡(jiǎn)上部以及下部皮帶的張力、皮帶與滾筒之間的摩擦系數以及運行的傾斜角等對皮帶打滑都有很大的影響。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一旦出現皮帶打滑的現象，就很可能會(huì )導致皮帶驅動(dòng)滾筒停止工作，甚至會(huì )在瞬間出現抱死現象，導致皮帶出現斷裂、跑偏等現象，而且還會(huì )產(chǎn)生嚴重的磨損問(wèn)題，這對皮帶使用壽命有非常嚴重的影響。如果皮帶發(fā)生了抱死現象，會(huì )導致摩擦力瞬間急劇增加，引發(fā)皮帶著(zhù)火，為煤礦的生產(chǎn)開(kāi)采埋下安全隱患。

2、傳統裝置的特性

在傳統模式下為了防止皮帶出現打滑現象，往往會(huì )針對皮帶運輸機的主從滾筒進(jìn)行運行速度比值的提前設定，讓其實(shí)現同步運行，這樣就能有效減小速度差，以此來(lái)實(shí)現防滑。在防滑系統中經(jīng)常會(huì )用到磁電式以及接觸式傳感保護模式，但是這兩種保護模式存在以下一些缺陷：

①一旦皮帶在滾動(dòng)過(guò)程中出現偏差就會(huì )導致運輸過(guò)程中讀數存在誤差；

②現有皮帶的操作調節主要依靠變頻器來(lái)實(shí)現擋位自動(dòng)調整，而主從滾簡(jiǎn)進(jìn)行了速度預設，因此，擋位自動(dòng)變換過(guò)程中會(huì )導致系統處在失速狀態(tài)，并將這種狀態(tài)判斷為打滑，引起系統運行故障。

3、防滑保護裝置改進(jìn)方案

3.1檢測方案

鑒于傳統保護裝置凸顯出來(lái)的問(wèn)題，針對滾筒運行速度以及方向的監測主要采取了增量式旋轉編碼器，對滾筒的運行狀況進(jìn)行了直接測量，其測量計算公式如下：
 

圖1所示為編碼器的布置圖，在皮帶運輸機運行的過(guò)程中，運輸機上設置的5個(gè)編碼器同步進(jìn)行測速，如果出現皮帶打滑的現象，在皮帶上面安裝的1~3號編碼器就會(huì )與滾筒上編碼器的運轉速度形成差值，觸發(fā)系統中的報警裝置，皮帶就會(huì )立刻停止運轉。
 

3.2增量式編碼器工作原理

編碼器的主要作用就是完成信號的轉換以及編制，最終向外輸出可以進(jìn)行傳輸、存儲的信號。按照工作原理的不同可以將編碼器分為增量式以及絕對式。增量式編碼器可以實(shí)現位移信號跟電信號之間的轉換，另外還可以將電信號轉換成可實(shí)現計數的脈沖，通過(guò)對產(chǎn)生的脈沖計數后就能判斷其位移量的大小。

在皮帶運輸機防滑裝置中應用的增量式的編碼器能夠同時(shí)針對皮帶的角度以及角速度進(jìn)行監測，操作流程簡(jiǎn)單，具有較高的靈敏度和性?xún)r(jià)比。圖2所示為增量式編碼器產(chǎn)生信號的波形圖。
 

增量式編碼器的基本工作原理是根據光電轉換原理將信號轉換成方波脈沖。其實(shí)際使用壽命以及抗外界干擾的能力非常強，能夠實(shí)現高精度的測量工作，占用的體積也比較小，最主要的是其信號波形不會(huì )因為分辨率出現變化而改變，能夠保證系統信號傳輸的穩定性，避免出現系統誤判的現象。

3.3系統工藝

系統的監測部分主要包括主程序以及終端程序兩個(gè)流程，系統啟動(dòng)后，主程序會(huì )自動(dòng)采集運行數據并完成數據的計算分析，然后根據數據分析結果來(lái)判斷系統運行是否達到了提前設定的最大值，如果與設定最大值吻合，就會(huì )立即啟動(dòng)斷電程序，皮帶就會(huì )停止運轉，在經(jīng)過(guò)細致的分析后找出皮帶打滑的具體部位，并采取相關(guān)措施進(jìn)行處理，充分保證安全性后，就可以將皮帶進(jìn)行復位，然后系統可以繼續運行。

編碼器將系統運行信號傳輸到PLC系統后，PLC會(huì )立即進(jìn)行脈沖信號分析處理，通過(guò)計算皮帶運輸機不同部位的運轉速度差值來(lái)判斷皮帶是否存在打滑故障，并以此來(lái)最終確定是否執行斷電操作。另外，主程序在啟動(dòng)后通過(guò)將接收到的信號與預設保護值進(jìn)行對比分析，判斷是否存在差值或者運行不同步的現象，這樣就能判斷出皮帶是否存在打滑現象，一旦發(fā)現打滑故障，系統就會(huì )將報警信號傳輸到斷電裝置，中斷程序就會(huì )啟動(dòng)，這樣就實(shí)現了皮帶打滑故障下自動(dòng)停機保護，確保了系統運行安全。

4、應用效果分析

皮帶防滑裝置在改進(jìn)后，通過(guò)高精度測量主從滾筒的速度差來(lái)判斷系統是否出現故障，并通過(guò)PLC控制系統實(shí)現系統運行速度的自動(dòng)調節，同時(shí)在出現打滑故障的時(shí)候發(fā)出斷電信號，實(shí)現了對系統故障的自動(dòng)檢測到和實(shí)時(shí)的斷電保護。

在新技術(shù)的應用下，皮帶運輸機的運輸效率得到了極大的提升，而且系統運行整體的穩定性、安全性也得到有效提升。該技術(shù)的應用使得煤礦井下可以實(shí)現多條作業(yè)線(xiàn)同時(shí)生產(chǎn)作業(yè)，而且還不會(huì )浪費大量勞動(dòng)力，充分降低了操作人員的勞動(dòng)強度，皮帶運輸機的能耗結構也更加合理。

5、結語(yǔ)

在針對煤礦井下皮帶運輸機在實(shí)際運行過(guò)程中經(jīng)常出現的打滑現象進(jìn)行深入研究后，通過(guò)計算方式得出皮帶運輸機驅動(dòng)滾筒上部以及下部皮帶在運行過(guò)程中的張力、皮帶與滾筒之間的摩擦系數等對皮帶打滑有很大的影響，針對皮帶打滑保護裝置運行原理的研究后提出了將增量式編碼器引入保護系統中，實(shí)現了系統運行狀況的自動(dòng)檢測和故障識別，充分保障了系統運行的安全性和可靠性。