东莞市新力光表面处理科技有限公司 广东 东莞 523731
摘要：滚柱逆止器在解决倾斜式带式输送机停机时的溜机问题上应用广泛，但使用中普遍存在逆止器故障较多、输送机重载溜机严重的情况，应用效果较差。接下来本文将对倾斜式带式输送机防溜机方案作具体阐述，希望给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：倾斜式带式输送机;滚柱逆止器;电力液压推杆制动器
引言
目前，我国大规模使用的带式输送机控制系统功能过于单一，只能对设备的启动、停止、或设备组件的某一功能展开控制，如系统的保护装置、制动器、张紧、驱动单元等，无法通过系统运量、张力、速度等运行信息的采集对带式输送机运行全过程的状态进行控制，以便规避设备抖动问题，合理匹配设备运量以及带速，最大程度上发挥效能，减少对电能的消耗，保障运行安全、稳定、高效。因此，探究带式输送机自动控制系统，并实现系统的科学应用对改善当前设备自动化控制效果有着重要的现实意义。
1背景介绍
某公司是以散货装卸作业为主的现代化港口企业，主要从事煤炭、矿石的装卸业务。公司通过29台固定式输送机、9台门机、8台装船机、3台斗轮堆取料机等设备，组合行成80余条作业流程，用以满足各类不同的作业需求，年吞吐量超4000万t。带式输送机是公司装卸作业的关键设备之一，根据设计和安装的要求，部分场所使用倾斜式带式输送机。现以公司B5102B斜坡带式输送机为例，探讨如何解决倾斜式带式输送机溜机问题。
2防溜机装置使用现状
2.1B5102B输送机概况
该输送机为2006年设计制造的斜坡带式输送机，是公司作业流程工艺中的主要设备，其主要技术参数：额定生产效率1500t/h，整机功率90kW，带速3．15m/s，整机长度88m，倾角6．53°逆止器类型GN滚柱式。，采用安装在ZQ850减速机低速轴上的GN130滚柱式逆止器，防止输送机停车时溜机。
2.2滚柱逆止器
滚柱逆止器是一个滚柱超越离合器，由内圈，外圈，滚柱和弹簧组成，逆止器外圈不动，输送机正常运转时，内圈逆时针旋转，滚柱在楔形空间的大端，滚柱不起作用，当内圈顺时针旋转时，滚柱不受内圈的推动，在弹簧力的作用下，向楔形空间的小端运动，由于滚柱和逆止器内、外圈的摩擦使逆止器的内圈不能运动，起到逆止的作用，同理，当外圈不固定时，可以作为限速的超越离合器使用。
3逆转条件
当物料的下滑力大于输送机所有摩擦产生的阻力时，输送带会产生一个下滑力，引起输送带下滑。即倾斜阻力Fst≥FNd时需要设置逆止装置，其中FN为下滑力。传统的下滑力计算方法中对模拟摩擦系数的选择具有一定主观性，f的取值范围为0.012~0.03，在满足工况的条件下选取模拟摩擦系数值的差异会对计算结果造成较大影响。为了使阻力的计算结果更加可靠，可以在满足工况条件下按上限取模拟摩擦系数然后将计算所得下滑力乘以一个缩减修正系数d=0.618。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3滚柱式逆止器损坏的原因分析
3.1制动失效打滑
3.1.1滚柱损坏
输送机正常运行作业中，逆止器内滚柱在弹簧片的压力下紧靠着逆止器的外圈，滚柱随着星轮运转推动跟随转动，同时在星轮及外圈的摩擦下自转。工作状态时滚柱一直处于机械磨损状态，一些强度不足的滚柱很快磨损，滚柱直径减小，导致滚柱与星轮、外圈之间配合夹角变大。当夹角达到一定程度，逆止器制动时，滚柱与星轮、外圈之间无法形成楔合产生逆止力，导致逆止器失效打滑。
3.1.2弹簧片失效
逆止器的弧形弹簧片，长时间处于工作状态，易出现工作疲劳，导致弹簧片的断裂变形。当作用在滚柱的弹簧力消失后，滚柱在内圈星轮与外圈之间的活动空间变大，滚柱出现跳动现象，溜机时因滚柱无法与内圈、外圈之间楔合产生逆止力，造成逆止制动失效。
3.2逆止器卡滞
滚柱逆止器是通过滚柱与内圈星轮、外圈压缩弹簧等共同形成的一套实现逆止作用的制动系统。滚柱与内圈星轮及外圈圆柱面之间的接触应力很大，对滚柱的材质及制造等级要求非常高。由于滚柱材质、工艺加工等级不符合要求等问题，使滚柱在逆转力的作用下发生永久变形，甚至破碎，导致滚柱被挤压卡死在内圈星轮及外圈之间，逆止器正向不能正常运行，造成输送机运行过载，甚至会因启动冲击造成减速机高速轴断裂。
4改进方案设计
4.1电力液压推杆制动器
目前电力液压推杆制动器广泛应用于冶金设备、矿山机械、港口装卸等大型设备，用以控制各机构的减速和停车制动。电力液压推杆制动器主要由制动架及液压推力器两大部分组成，推动器通电，在极短的时间内产生足够大的力推起推杆，压缩制动弹簧，制动臂带动制动衬垫向外侧张开，制动力矩消除;电液推动器断电，制动弹簧的弹簧力通过两侧的制动臂传递到制动瓦块上，产生摩擦力并形成制动力矩，起到制动作用。电力液压推杆制动器工作原理简单、制动效果可靠，常用于输送机制动，可实现有效的停机制动，解决停车溜机问题。我公司门机、斗轮机、装船机等设备上普遍使用电力液压推杆制动器，这种制动器具有故障少、制动效果好的特点。
4.2系统软件
软件设计主要是为了实现带式输送机的张紧控制监测、综合保护监测、制动器监测等功能，其中针对设备运行中高压变频器的调节主要是通过设备速度调节与控制来实现，在设备运行中通过程序可以通过逻辑展开对数字的预算，并使主变频器接收全部的频率控制信号，这样可以实时、完整的对设备运行参数以及有效信息进行采集，保障逻辑运算结果的准确性以及高效性，这是控制系统发挥作用的核心环节。同时，在软件设计环节，仍要考虑到上位机的运行需要，其作为控制系统监测与控制的核心，应保障其硬件以及软件的可靠、稳定，才能保障控制系统功能的实现，因此，在设备运行前，启动开关装置时需要通过查询系统对变频器设备信号、张力章程信号、综合保护装置自检正常信号等信息进行全面的检测，以便满足设备启动的基本要求，从而在设备运行过程中绘制启动至实现额定带速中曲线启动变化情况，可以直观的分析设备的运行状态，保障起车环节无任何问题。此外，为了有针对性的对带式输送机运行过程中的速度进行调节，实现规避压煤、无煤待机、少煤慢运、多煤快运的控制效果，可以基于驱动功率展开模糊控制设计，通过确定采集胶带速度与速度上限进行对比，如果其速度超过额定速度范围，则采取降低频率措施；而如果小于额定速度，其可以通过计算速度差以及变化率确定最终的输出频率，从而提升控制的精准性，以便能够根据不同的运行状态做出不同的反应，保障控制效果以及控制的及时性。
4.3输送机启动控制
在输送机启动运行过程中加入制动器控制，将制动器打开和电机启动关联连锁。输送机启动时，延时5s制动器打开，启动电铃响7s，7s末检测制动器打开状态，只有在制动器有效打开的情况下，电动机才能启动输送机运行。
结语
B5102B输送机加装电力液压推杆制动系统后，能够完全实现停机时的“0”速制动，消除了带载停机时的溜机现象，制动器使用性能稳定，系统未出现任何故障。同时，消除了因重载溜机产生的故障停机时间，提高了生产效率。此次电力液压推杆制动器在倾斜式带式输送机上的应用取得了预期效果，解决了该类型输送机重载溜机的实际问题，可为类似设备的制动控制提供参考。
参考文献
［1］骆尚杰．块式制动器的调整和维护［J］．港口装卸，2009(1):23-25．
［2］赵强．盘式制动闸制动性能检测与自动调整系统研究［J］．煤矿机械，2013(9):212-214．
论文作者:谭凯
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第07期
论文发表时间:2019/9/3
标签：内圈论文; 制动器论文; 外圈论文; 设备论文; 输送机论文; 推杆论文; 带式输送机论文; 《科学与技术》2019年第07期论文;