基于amesim的带式输送机断带捕捉装置液控系统的优化

总第198期2019年第10期
机械管理开发
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
Total 198
N〇.10,2019
D O I:10.16525/l4-1134/th.2019.10.049
基于AMEsim的带式输送机断带捕捉装置液控系统的
优化
梁辉
(太原煤气化(集团）有限责任公司炉峪口煤矿，山西古交030203)
摘要：针对传统带式输送机断带捕捉装置存在的问题，在对带式输送机结构及工作原理进行分析的基础上，提出了一种新的断带捕捉装置液控系统。

对该液控系统的工作原理、系统结构、仿真分析结果等进行了分析。

结 果表明，新的断带捕捉装置具有稳定性高、可靠性强的优点，极大地提升了系统工作时的稳定性和可靠性。

关键词：断带捕捉液控系统可靠性
中图分类号:TD528.1 文献标识码:A
引言
为了适应复杂地质环境下的煤炭运输需求，提 升煤炭运输效率，大量的大倾角、高带速、大运量的 带式输送机被不断投人使用。

输送机是依靠黏弹性 体的输送带进行物料输送的设备，在长期运行过程 中受外力、输送带自身质量的影响，有可能导致在运 行过程中输送带断裂，当发生断带事故后，输送带会 在自身和物料重力的作用下沿巷道下滑，导致物料 堆叠在巷道的底部，给煤炭生产企业造成巨大的经 济损失[1]。

因此为了避免输送带断裂后下滑导致的 生产事故，各煤炭生产企业均在输送机系统上设置 断带捕捉装置，对断裂的输送带进行紧急制动。

现有带式输送机断带捕捉装置在工作时是依靠 驱动电机连续工作，使断带捕捉装置处于打开状态，当发生断带事故后,液压系统换向阀开启，液压泵迅 速开启到最大流量状态，使抓捕机构快速完成抓捕 动作，但该类型液压控制系统需要液压泵和电机处 于连续工作状态，对液压系统的使用寿命影响较大，耗电量大，制动时速度较低，已经越来越不能适应高 带速输送机系统的紧急制动要求，因此需要开发一 种低耗能、快制动、可靠性高的液压系统。

1断带捕捉装置及液压系统的工作原理
整体式断带捕捉装置主要包括液压控制系统、机械抓捕系统及智能控制系统，带式输送机系统在 正常运行时，断带捕捉装置的机械机构处于打开状 态，不影响输送带的正常运行,当控制系统的各类传 感器设备检测到输送带的断带信号后，发出抓捕动 作，液压系统控制液压油进入到抓捕油缸的无杆腔，推动抓捕装置闭合，将断裂的输送带进行紧急制动，
收稿日期：2019-09-16
作者简介：梁辉（1988—)，男，本科，毕业于中国矿业大学采矿工程专业，助理工程师。

文章编号：1003-773X(2019)10-0121 -02
确保断裂的输送带不会大幅下滑导致次生事故[2]。

为了克服传统液压系统能耗高、执行速度慢的 缺陷，本文提出了一种以囊式蓄能器为抓捕时动力 源的新型液压系统。

在工作时液压系统上的电机首 先启动带动液压栗工作，向两个囊式储液罐内供油，当储液罐内的液压油的工作压力达到系统的标准压 力之后，驱动电机立刻停止，将系统转换为稳压状 态。

在保压过程中若受系统泄露等因素影响,系统压 力逐渐降低，当系统压力慢慢地降低后，驱动电机将 自动启动为系统进行提压。

当发生断带事故后，系统 检测到断带信号，然后控制电磁换向阀打开，差动阀 接通，蓄能器内的油液通过管路进人到执行油缸的 无杆腔内，推动活塞杆快速闭合，同时有杆腔内的油 液通过差动阀流回到执行油缸的无杆腔，实现执行 油缸内活塞杆的快速推出，进而实现对断带的快速 抓捕，确保输送机系统工作的可靠性[3]。

2液压系统的三维仿真分析
利用A M E s i m仿真分析软件建立该液压系统的 三维仿真分析模型，与Adams仿真分析软件建立联 合仿真分析模型[4]，如下页图1所示。

设置该液控系统的仿真时间为10 〇〇〇m s，仿 真分析的步长设置为10 m s，对断带抓捕过程进行 仿真分析，结果如下页图2所示。

由仿真分析结果可知，从系统发出抓捕信号到断 带捕捉装置完成抓捕动作，所需的时间约为0.58 S，根 据高带速输送机系统常用的工作速度3.15 m/s计 算，从输送带断带到抓捕装置将断带截停，其下滑的 最大距离约为1.8 m,完全满足输送机系统对断带捕 捉装置快速、灵敏的抓捕要求。

断带捕捉装置接触到输送带后，在输送带下滑 力的作用下，楔形抓捕装置逐渐锁紧，最终作用在输 送带上的正压力约为81.9 k N，以某型输送机为研究
•122.械管理幵发j xglkft) j b @ 126 .com 第34卷
1 一油泵;2—驱动电机;3—溢流阀;4一单向阀;5—电磁阀；
6—单向阀;7—电磁阀2;8—执行油缸;9_电磁阀2;
10—囊式蓄能器
图1新型液压系统的仿真分析模型对象，其在高带速、满载情况下下滑时的力约为79
k N ,因此该断带捕捉装置的制动力完全满足对输送
带的制动要求。

3结论
1)新型液压系统以蓄能器为执行机构抓捕时的动力源，整个液压系统的电机及栗长期处于非工作
状态下，依靠系统保压实现值守,耗能低，液压系统
使用寿命长；
2) 从系统发出抓捕信号，到断带捕捉装置完成
抓捕动作，所需的时间约为0.58 s ，输送带最多下滑
1.8 m ,完全满足快速制动的要求；
3) 抓捕完成后在执行油缸作用下，作用在输送
带上的正压力约为81.9 k N ,完全满足79 k N 下滑力
的制动要求，制动可靠性高、稳定性好。

参考文献
[1] 毛君，赵永生,王淑娇.矿用输送带纵向撕裂原因分析及其预防 [J].煤矿机械,2007,10(28): 182-183.[2] 杨济浓.带式输送机捕捉器抓捕过程及控制系统的研究[D ].西 安:西安科技大学,2012.[3] 谢建，罗治军，田桂.基于AMESim 的多级液压缸建模与仿真 [J].机床与液压，2010,38(7): 126-129.[4] 杨诚,邓智高，高晶，等.基于Arlams-AMESim 的平台吊机升沉 补偿系统联合仿真技术[J].船舶丨:程,2014,43(6):丨52-丨56.
(编辑:赵婧）
Optimization of Hydraulic Control System of Belt Breaking Capture
Device of Belt Conveyor Based on AMEsim
Liang Hui
(Luyukou Coal Mine of Taiyuan Coal Gasification (Group) Co., Ltd., Gujiao Shanxi
030203)
A bstract ： Aiming at the problems of traditional belt breaking capture device, based on the analysis of the structure and working principle of belt conveyor, a new hydraulic control system of belt breaking capture device is proposed, and the working principle, system structure and simulation analysis results of the hydraulic control system are analyzed. The results show that the new belt breaking capture device has the advantages of high stability and good reliability, and greatly improves the stability and reliability of the system.
Key words ： belt break capture; hydraulic control system; reliability
欢迚授穩欢迚釕(S
联系电话= 0351-*******
电子邮箱
:jxglkfbjb@。