胶带保护ppt

煤矿高强胶带输送机保护系统的研究与应用,中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院,绪论,1 BZQ型胶带断带捕捉装置的研究与应用,2 SG液压升高式胶带纠偏装置的研究与应用,由于胶带输送机在连续装卸条件下能实现连续运输，所以生产率较高；胶带输送机结构简单，设备费用低；工作平稳可靠、噪音小，输送距离长，输送量大，能源消耗少；同时可在胶带的任意位置加料或卸料，容易实现倾斜输送。,胶带输送机目前已是煤矿使用最多最广的机械设备，与其它运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化、集中化控制，是综合和一般机采工作面不可少的主要配套设备之一。,绪论矿用胶带输送机,带式运输机目前已是煤矿使用最多最广的机械设备，特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。 高强度（钢丝绳芯）胶带运输机在井下大量使用，在对全矿井经济效益的影响上，在安全生产的意义上，完全可以和矿井的提升机相比。,1.1 BZQ型胶带断带捕捉装置的研究与应用,胶带输送机断带事故的危害(1)损伤托辊支架，造成托辊横飞； (2)导致胶带机架变形，基础松动；(3)下滑到不能下滑为止，堆积后的胶带可能出现纵向撕裂，横向弯曲过度，胶面严重断裂损伤等现象；(4)下滑中失去控制的胶带及飞出的托辊会伤及胶带机道沿线行人及动力电缆、管路等敷设物，有导致磨擦起火、电气火灾及其它危害的可能； (5)处理恢复断带下滑后的胶带难度大，影响生产时间长，损失严重；,1.2胶带输送机的断带事故原因,胶带输送机断带的主要原因 （1）接头部位发生断裂的原因（2）非接头部位断裂的原因 1)使用的皮带存在严重质量问题。 2)设备检查和检修不认真； 3)煤中夹杂有钢材等物料，对皮带造成 纵向大面积损伤，钢丝绳破断 4)胶带制造质量差 5)胶带在选型时没有按照所能承载物料、 传递牵引力和拉伸的强度要求等选型。 6)物料外散，流入底层胶带，进入尾滚 筒，使尾滚筒粘料严重，从而发生刮 带，造成胶带断带。,1)接头制作工艺达 不到要求，操作过程不规范。 2)使用过期的材料 3)胶带在接口处， 两切口与胶带中 心线不垂直，两 接口不平直，力不均。,另外，由于存在管理方面的失误，造成事故,1.3胶带输送机断带保护的研究现状,目前存在的胶带断带的预警及保护方法，主要是事故前的检测和事故后的抓捕，或者二者兼有。事故前的检测即针对接头处断带的情况，事后的抓捕即为断带后的捕捉器的研究。,胶带的横向断裂一般简称为断带。在我 国，因而有很多针对胶带接头损伤预警的研究 。（1）基于图像处理技术的人工神经网络诊断（2） 表面应变测量法（3）基于冲击响应测试的接头探伤技术（4）磁图像分析法检测接头损伤（5） 用X 射线探测法监测接头损伤（6）接头变形测量法（7）“起泡”现象监测法,优点：在发生断带以 前可以进行预警，防患于未然。缺点：只有在接头处发生断带时才能进行预报，发生在非接头处的断带不能预报。,胶带输送机断带后的捕捉装置 断带制动保护系统,装置将传感技术及电控技术应用在胶带输送机断带抓捕与保护中,最大特点就是：能使停车和断带抓捕并行。缺点是防爆问题难以完善解决，另外传感效果不够稳定。,楔形断带防滑装置该装置的优点是制动距离短，但是动作不够灵敏。,一种利用摩擦的制动装置,该装置在压紧胶带过程中，使胶带受力不均匀，容易损害胶带；在胶带反向转动而没有发生断带的情况下，不能避免制动，影响胶带的运行。,DFZ断带捕捉器 。,此装置在制动过程中，捕捉面积小。影响制动效果，而且实际运行的皮带有可能比实际宽度小，因此也影响制动效果,PDB型断带抓捕器,该捕捉器捕捉力不够大，利用偏心轮闸块工作机构实施瞬时抓捕，滑动距离小，抓捕性能好，对输送带冲击也较小，不会对输送带的强度构成影响，但制动闸块在大煤流量运载时容易损坏；传感部分不够灵敏。,利用断带后的摩擦制动（全线柔性摩擦制动）的抓捕器,这种结构经使用证明结构简单，强度大,工作可靠，较之前两种有优势。但由于接触面积的局限性，使得捕捉不够理想。,技术分析 通过调研发现，现今存在的捕捉器在以下几个方面还存在明显的缺陷，而且大大影响了捕捉效果和性能：（1）有效捕捉面积不能满足要求。（2）捕捉力太小或者不够稳定（3）安装后往往对胶带的正常运行有一定影响。（4）胶带在无断带情况而反向运动的情况下，误动作损坏胶带。（5）断带传感装置不够灵敏。（6）安装运行后的稳定性不够好。,1.4BZQ型断带捕捉器,沿胶带两侧，在胶带若干部位安装断带捕捉器。当断带事故发生时，胶带发生逆向下滑，下滑的胶带驱动传感装置，并发出动作信号，捕捉器在接近断开处立即抓住胶带，使斜巷胶带输送机上的胶带和煤不能因自重下滑，保证事故不再扩大。,1.5捕捉器的设计,捕捉部分结构原理 捕捉上皮带采用捕捉夹抓捕槽形胶带的两边如图2-1所示,在运输机正常工作时，捕捉夹位于胶带外侧，不影响胶带上煤流的运行，且可以保持稳定。上夹板的形状如图2-2所示。上夹的内侧采用梯形螺纹结构。,上夹板平时沿着边轴向煤流方向旋出胶带上表面，如图2-3所示。所以在胶带正常运行的情况下，煤流不会对上夹板造成逆向损害，上夹板也不会影响胶带的过煤高度，所以不会影响胶带的正常工作。,一旦发生断带事故，上夹侧面的销子被拔出，上夹旋进皮带面内，同时向下运动，与下夹共同作用夹紧皮带。上夹板夹紧皮带时的工作状态如图2-4所示,下夹板是一个四连杆机构，当上夹将胶带下压时，胶带与下夹板的摩擦力会使四连杆机构运动，使上板向上抬起下夹板的上面也加工有横向沟槽，以增大摩擦力。如图2-5所示。,断带捕捉装置的力学计算 例如输送机的型号为STJ100/4132,其他参数为：L=560mH=102mQ=500吨/小时V=2.5m/s=1117电机功率3160Kw带宽B=1000mm带强2000Kgf/cm带厚=20mm钢丝绳=6.75mm79根胶带质量=25Kg/m,满载时每米胶带上煤的质量重载时需要的最小抓捕力：空载时需要的最小抓捕力：,夹板与胶带摩擦力的计算,E=0.00784GPa,A=144mmX122mmX2,4mm,0.3,1.6断带传感器的设计,传感器的工作过程,当胶带正常运行时，传感器的摩擦轮随胶带下表面正向运动，此时只有传感器的摩擦轮外轮运转；当胶带发生断带时，上胶带反向运行，此时传感器摩擦轮反向运转，内部单向轴承随外轮一起运动，出发内部装置，抽动触发线，使捕捉器的上夹进行抓捕动作,传感装置反应灵敏，在胶带反向运行时可准确反应,捕捉装置上下夹活动灵活，且捕捉时配合紧密，并能准确得做出抓捕胶带的动作可准确反应,抓捕器固定方法符合强度的要求,1.8断带捕捉点的设置,1.9捕捉器缓冲功能与同步,1.10断带捕捉计算机模拟,1.11井下应用实例,总结BZQ型断带捕捉器的特点：（1）捕捉力大且经过计算与实验，结构合理的真实可靠，对胶带不易造成伤害。（2）由于捕捉力大，可以的相同条件下，安装较少台数的捕捉器， 既减少的成本，又减少的时间的维护工作量。（2）捕捉器带有缓冲器，使胶带受到保护，且使各捕捉器保持同步。,2 SG液压升高式胶带纠偏装置的研究与应用,2.1 胶带跑偏的原因 由于机头、机尾、转向滚筒、拉紧装置、装卸载设备的制造安装质量引起胶带跑偏 。输送机机身铺设扭曲不直。 胶带质量不好,尤其是钢绳芯胶带,由于胶带截面上排列的钢丝绳未保证在同一平面及各钢绳之间间距不均而产生的误差,由此引起胶带张力合成中心线与胶带截面几何中心线不重合,造成胶带跑偏。 在胶带的承载段,由于偏心给料及物料横向冲击,致使物料在胶带上分布偏向一侧,承受偏载的胶带受偏心力作用而产生跑偏。 托辊与胶带不垂直 。,2.2胶带跑偏的危害 输送带跑偏本身不算是什么大事故，但极易引发其它的严重事故。输送带跑偏造成的危害主要有以下几个方面： 胶带边缘与机架相互摩擦，使胶带边缘与过早损坏 。 胶带跑偏时将物料洒落到底胶带上。在机尾被清扫器卸下，清除工作量很大，若清理不及时会造成机尾滚筒被大量洒落物料壅塞，胶带运行受阻，进而有可能造成过载烧毁电机或拉断胶带。 上胶带跑偏严重时，上翘的空胶带将会折叠损坏，或磨托辊架撕裂损坏，跑偏再严重时，有可能造成输送机运转中的严重机械事故和人身事故。,2.3现有的纠偏装置 对机身而言（首先讨论重载槽形托辊）目前常用的纠偏或防跑偏方式可分为两类。 沿机身每隔一段距离装一组纠偏托辊组，胶带不跑偏时纠偏托辊组没有纠偏力，胶带跑向一侧时自动产生相应的纠偏力。现将几种主要的典型的纠偏托辊组介绍如下：,边托辊前倾托辊组图1-1 侧辊前倾受力示意图,吊挂式托辊组图1-2吊挂式钢丝绳芯托辊,槽型调心托辊组,电机推动托辊组回转纠偏图1-3 电动机带动推杆纠偏装置1，10开关 2,8触头 3,6,7托辊 4皮带 9上横梁 12电动机 13推杆14转销 15中心转轴 16连杆,DTII锥形调心托辊组,2.4胶带纠偏力学分析及理论,（1）正常状态下胶带的受力状况 正常情况下托辊轴线垂直于输送机中心线。,托辊无偏角时胶带所受阻力情况,假设胶带带宽为B，托辊间距为L(m)，质量为qd(kg/m)，带速为v(m/s)，运输量为Q(T/h)。则有，每米胶带上煤的质量：每组托辊承载的质量（含胶带及煤的质量）：这里 Wg 实质是胶带施加于托辊的正压力式中：为托辊与胶带之间的滚动摩擦系数，约为0.020.04；g为重力加速度。,（2）托辊轴线与胶带运行方向不垂直的分析 定性分析：当托辊轴线与胶带运行方向不垂直时，两者夹角为，胶带向前的速度V不变，托辊上与胶带相接触质点的运动只能是其圆周的切线方向， 两速度的向量差：,倾斜托辊受力粗略分析图,式中：V为托辊与胶带间的相对滑动速度。以往煤矿系统高校用矿山运输教材及部分论文中的分析给出，如图 所示的受力图：,由于托辊倾斜，托辊与胶带相接触的点（如图中O点），胶带质点运动速度为V，相接触的托辊的质点运动速度为Vt,方向与托辊轴线垂直，两个向量差V为相应质点彼此的滑动速度，胶带给托辊一摩擦力F方向与V相同。该力分解成Fg与Fh， Fg与Vt同向，使托辊转动，Fh与V同向，使托辊轴向移动，因托辊轴向不可能移动，其反力作用于胶带，使胶带横向移动，故有纠偏作用。以上分析，只是定性的说明有纠偏力存在。倾斜托辊有纠偏功能，由此可设计出纠偏的回转托辊架。若计算纠偏力则不行，上边的分析过于简单了。,深入研究认为，考虑滚动摩擦系数与滑动摩擦系数差别很大，考虑摩擦系数后倾斜托辊与胶带间力学关系图示如下图所示：,托辊倾斜时胶带所受阻力,托辊给胶带的阻力便由滚动摩擦阻力Fg和滑动摩擦阻力Fh共同组成，其值分别如下。 式中：f为胶带与托辊间的滑动摩擦系数，约为0.20.3，为胶带与托辊间的滚动摩擦系数，约为0.020.04 托辊对胶带产生的总阻力：,故合成F为托辊给予胶带的总力，指向左下方。沿胶带运动方向X的投影Fx为胶带运行阻力，沿胶带横向Y的投影Fy为对胶带的横向推力，可用于纠偏。,Fh与F的夹角为，则：,胶带与托辊(钢铁表面)的滑动摩擦系数比滚动系数大得多。以一般情况取， f =0.2，为例计算：可以看出，由于滚动系数与滑动摩擦系数相差很大，所以是一个小角度。上边公式可直接用于平胶带或槽形胶带机回空胶带的回转托辊纠偏力及运行阻力的计算。,2.5 SG胶带纠偏装置,纠偏装置的三维图,SG装置的工作原理 胶带正常运转无跑偏图 1齿轮泵 2 摩擦轮 3胶带 4 托辊 5 油箱 6 液压阀 7托架 8 底座架9液压缸 10 柱塞,图43胶带发生跑偏纠偏装置工作图 1齿轮泵 2 摩擦轮 3胶带 4 托辊 5 邮箱