带式输送机防纵撕保护研究现状及趋势
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漏 料检测器: 这 种检测器结构 简单、安装方 便, 但若使用条件较为恶劣, 或出现输送带撕裂后 裂口仍然被挤在一起或重叠起来的情况, 很容易产 生漏报, 另外, 该装置较易损坏 [ 1, 5] 。
超声波检测器的特点是: 检测器为密闭装置, 防尘、防水、寿命长; 在输送强磁性物料或受轻微 振动的情况下, 检测器不会发生误动作; 无论输送 带上是否有物料, 都可起到检测作用。其缺点是系 统设备较多, 同时, 传感器与输送带的耦合问题一 直无法得到很好解决 [ 1, 5 ] 。
( 4) 机头清扫器刮板夹挂住金属丝等较锋利 的异物, 把输送带磨透 [ 1, 2, 5] 。
( 5) 输 送带跑 偏撕 裂。输 送带 运行 过 程中, 输送带单侧偏移较多时, 在一侧形成褶皱堆积或折 叠, 受到不均衡拉力被夹伤及刮伤、被托辊端盖或 机架刮开, 造成撕裂 [ 2, 5 ] 。
( 6) 输送机部件故 障引起撕裂 [ 2] 。如托辊端
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第 35卷第 12期
煤炭科学技术
2007年 12月
盖未焊好, 自由旋转的端盖就像旋转刀片一样把输 送带割开。回转式自动调偏装置上的立辊外筒脱落 致使调架回转较大角度, 立轴顶在输送带的下方, 而把输送带一刮为二。当输送带中的钢丝绳发生断 裂后, 断裂的钢丝绳头会从输送带接头处、粘口处 或磨损比较严重处露出到盖胶之外。当露出的钢丝 绳达到一定长度, 就可能绞入滚筒、托辊等处, 随 着输送带的运转, 使钢丝绳从输送带盖胶中抽出, 造成抽芯撕裂。
opm en t tendency of the long itude tear ing protection for the be lt conveyor.
K ey word s: belt conveyo r; long itude tea ring; protection
Hale Waihona Puke Baidu
钢绳芯带式输送机是目前矿山、冶金、电力、 建筑等部门广泛采用的一种长距离连续运输机械, 是矿井生产的主要 运输设备, 具有连续 输送能力 强、运行效率高、易于实现自动控制等优点, 但钢 绳芯输送带中钢丝绳与钢丝绳之间全由橡胶组成, 内无其他材料, 强度很低, 在其运行过程中, 常因 石块或金属等硬锐的物体卡在某处并划破输送带而 造成输送带的纵向撕裂, 由于大功率强力带式输送 机的运 行速度一般都 较高, 如不能 及时发现、停 车, 将会撕裂整条输送带造成很大的直接和间接经 济损失。
据统计, 撕带事故大多发生在机尾装载点处, 即 ( 1) 和 ( 2) 情况约占 所有撕带事 故的 80% , 其他几种情况也偶有发生, 但事故的位置有很大的 不确定性 [ 5 ] , 因 此在机尾装载点处 发生的异物穿 卡撕裂和物料卡压撕裂是纵撕的主要原因。
2 主要防纵撕方法
为减少输送带纵向撕裂事故的发生, 国内外已 研究和开发出了许多防撕裂保护装置, 主要有接触 式检测系统和非接触式检测系统两大类。 211 接触式检测系统
1 纵撕原因
长距离带式输送机广泛使用钢绳芯输送带, 生 产中输送带发生纵向撕裂的原因有很多, 通常有:
基 金 项 目: 安 徽 省 教 育 厅 自 然 科 学 基 金 重 点 资 助 项 目 ( K J2007A 115ZC ) ; 安徽省淮南市自 然科技基 金重点项 目 ( 2005 036)
( 1) 异物穿卡撕裂。装载点落 下的煤中夹带 有铁钎、废角钢、槽钢或木材等异物, 穿透输送带 并 卡 在 架 子 或 托 辊 上, 使 输 送 带 发 生 纵 向 撕 裂 [ 1~ 4] 。
( 2) 物料卡压撕裂。装载点落下的煤中常夹带 有大块矸石等, 卡在漏斗与缓冲托辊之间, 或装载 点处给料突然增大, 输送带装料堆积堵塞, 使物料 中大块矸石划擦, 持续对输送带划擦, 导致输送带 磨透, 形成撕裂 [ 2, 4, 5 ] 。
( 3) 机头满仓堆煤, 使煤块或矸石楔入滚筒与 机头两侧的连接梁之间造成撕带 [ 5] 。
传感线圈输送带检测器在输送带纵向撕裂非接 触自动监测应用方面可靠性较高, 但其因输送带必 须在输送带生产厂每隔一段距离预先埋设一线圈, 增加了输送带成本, 当发生纵撕时, 有可能当输送 带撕裂线圈间隔距离 后才能发现。一旦线圈破坏 后, 很难修复, 只好放弃该线圈, 增加了相邻线圈 间隔距离。
4 防纵撕保护技术发展趋势
per summ ar ized the m a in m ethod, techno logy and dev ice to prevent the long itude tearing. T he pape r prov ided tha t the long itude tea ring
proo f belt, the pre-prevented long itude tear ing techno logy and the re liable non con tact tear ing pro tected dev ice are the research and deve-l
ZHAN G A n-ning1, SUN Y u-kun2, Y IN Zhong-hu i1
( 1. Anhui Universi ty of S cien ce and T echn ology, H ua inan 232001, C hina; 2. Zhejiang Un iversity of T echnology, H angzhou 310014, Ch ina )
3 不同防纵撕方法的特点
上述防纵撕方法和装置由于原理不同, 其特点
第 35卷第 12期
煤炭科学技术
2007年 12月
和防护效果也有区别。 棒型检测器、线型检测器、摆动托辊检测器:
但这样的机械系统并 不十分可靠, 有时会检测失 效。如当戳穿输送带 的异物恰 好卡在缓 冲托辊上 时, 或者偶尔有其他物料进到输送带下面并碰到检 测棒时, 就可能出现 漏报或误 报 [ 5] 。这 种装置被 广泛用于澳大利亚西部铁矿的带式输送机系统。
抗纵撕输送带、纵撕超前保护技术和高可靠性、非接触式撕带保护装置是带式输送机防纵撕保护技
术的发展趋势。
关键词: 带式输送机; 纵向撕裂; 保护
中图分类号: TD528
文献标志码: A
文章编号: 0253- 2336 ( 2007) 12- 0077- 03
Research status and tendency of longitude tearing protection for belt conveyor
Abstrac t: The paper had an ana lys is and classification of the long itude tearing acc iden ts fo r the be lt conveyors. The paper ho ld that the
be lt tear ing acc identsw are mo stly occurred at the stage loading po ints by the jamm ing of the long p iece m ate rials or large m ater ia.l T he pa-
( 8) 浮动托辊架检 测装置 [ 4 ] 。当刺穿输送带 的物料或异物推动托辊时, 浮动托辊架承受附加载 荷, 由安装在浮动托辊架与固定托辊架之间的传感 器测出, 发出报警信号并使输送机停止运转。 212 非接触式检测系统
非接触式检测系统类型主要有: ( 1) 超声波检测器 [ 1, 2, 5] 。利用超声波在材料 内的传播、反射和共振等特点, 检测材料内部的异 常。这种检测装置在 输送带易被撕 裂处的托辊之 间, 安装能够产生超声波的波导管。当输送带发生 纵向撕裂时, 波导管因弯曲而损坏, 这时送波和受 波状态发生变化, 从而产生输送带纵向撕裂信号, 发出报警信号或停机。 ( 2) X 光透视检测器 [ 2] 。 X 射线穿透材料时, 材料如有局部性异常存在, 则透过该部位射线强度 的衰减将出现与周围正常部位相异的值。这种检测 装置通过在输送带内织入横向的金属片或金属网, 一旦纵向撕裂使这些金属片断裂, X 光透视仪就会 及时发出报警信号或使输送机停机。 ( 3) 传感线圈输送带检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检测 装置在输送带中每隔一定距离埋设一个传感线圈, 并在输送带两侧设置电磁脉冲发生器和接收器。利 用电磁感应原理, 接收器通过传感线圈接收发生器 产生的电磁脉冲信号, 当输送带发生纵向撕裂时, 传感线圈被切断, 接 收器将接收不 到电磁脉冲信 号, 从而产生输送带纵向撕裂信号, 进而发出报警 信号并使输送机停止转。此类检测装置始于日本, 主要在德国、美国、日本和乌克兰等国家使用。
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裂口泄漏下来的物料, 而使限位开关动作, 发出报 警信号或停机。
( 6) 带宽检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检 测装置设置有 一输送带宽度传感器, 当输送带被撕裂后两半边的 输送带互相重叠起来时, 被宽度传感器检测到, 发 出报警信号或停机。
( 7) 振动检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检 测装置是在承 载托辊之间输送带的边缘处布置振动器, 在输送带 的另一边设置振动接收器, 当输送带发生纵向撕裂 时, 振动接收器不再受振动的作用, 产生输送带纵 向撕裂信号, 进而发出报警信号并使输送机停止运 转。这种检测器最早应用于原苏联, 效果良好。
虽然近些年来国内外对输送带的运行理论、纵 向撕裂机理和防撕裂应用技术进行过一定研究与开 发, 曾采用上述一些技术, 由于输送带本身结构复 杂和输送机工作环境恶劣, 输送带发生撕裂随机性 较大, 起因各异, 输送带纵向撕裂理论和应用技术 都不尽完善, 因此, 大多数输送带防撕裂装置在实 际应用中都有其局限性, 仍难以杜绝纵向撕裂事故 的发生。随着研究的不断深入, 防纵撕保护技术有 向如下方面发展的趋势。
( 1) 开发使用抗 纵撕输送带。输送带发生纵 撕的根本原因是由于钢丝绳芯输送带中无横向高强 度材料, 存在易发生纵撕的天生缺陷。要解决纵撕 问题, 只要能够开发 出抗穿透、抗 纵向切割能力 强、成槽性好、成本适宜的高强度输送带就可从根 本上解决输送带纵撕问题。如武钢烧结厂二烧车间 进口法国设备中采用在输送带中纵横钢丝网, 增加 皮帮强度, 使其遇硬物时不易刺穿 [ 2 ] 。
接触式检测系统类型主要有: ( 1) 棒型检测器 [ 1, 2, 5] 。这种装 置是把一根棒 或管子弯曲成槽形, 安装在槽形输送带下面的缓冲 托辊之间。若有刺穿输送带的物料, 该物料将拨动 槽形棒偏转, 迫使限位开关或载荷传感器动作, 发 出报警信号并使输送机停止运转。 ( 2) 线型检测器 [ 1, 2, 5] 。该装置安装在槽形输 送带的下方, 顺着输送带的轮廓拉设一根金属丝或 尼龙线, 在线的一端安装一个弹簧型限位开关。当 刺穿输送带的物料绊住此线时, 把线拉断或张力增 加, 使限位开关动作, 发出报警信号并使输送机停 止运转。 ( 3) 摆动托辊检测器 [ 1, 2, 5 ] 。这 种检测器是把 槽形缓冲托辊安装在一个可以自由 转动的托辊架 上, 其结构与调偏托辊类似。当刺穿输送带的物料 推动托辊时, 托辊架转动并使限位开关或载荷传感 器动作, 发出报警信号并使输送机停止运转。 ( 4) 撕裂压力检测器 [ 2, 5] 。这种装置通过在托 辊上安装相应的传感器来监测输送带在落料口处所 受向下压力的大小及变化情况来诊断输送带纵向撕 裂事故, 发出报警信号或停机。 ( 5) 漏料检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检 测装置设置一 压力传感器, 通过检测输送带被撕裂后从输送带的
第 35卷第 12期
煤炭科学技术
2007年 12月
试验研究
带式输送机防纵撕保护研究现状及趋势
张安宁 1, 孙宇坤 2, 尹中会 1
( 1. 安徽理工大学, 安徽 淮南 232001; 2. 浙江工业大学, 浙江 杭州 310014)
摘 要: 对带式输送机纵撕事故原因进行了分析、归类, 认为绝大多数事故发生在装载点, 由长条 形异物穿卡或大块物料卡压引起, 并对目前防纵撕保护主要方法、技术、装置进行了总结, 提出了
超声波检测器的特点是: 检测器为密闭装置, 防尘、防水、寿命长; 在输送强磁性物料或受轻微 振动的情况下, 检测器不会发生误动作; 无论输送 带上是否有物料, 都可起到检测作用。其缺点是系 统设备较多, 同时, 传感器与输送带的耦合问题一 直无法得到很好解决 [ 1, 5 ] 。
( 4) 机头清扫器刮板夹挂住金属丝等较锋利 的异物, 把输送带磨透 [ 1, 2, 5] 。
( 5) 输 送带跑 偏撕 裂。输 送带 运行 过 程中, 输送带单侧偏移较多时, 在一侧形成褶皱堆积或折 叠, 受到不均衡拉力被夹伤及刮伤、被托辊端盖或 机架刮开, 造成撕裂 [ 2, 5 ] 。
( 6) 输送机部件故 障引起撕裂 [ 2] 。如托辊端
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第 35卷第 12期
煤炭科学技术
2007年 12月
盖未焊好, 自由旋转的端盖就像旋转刀片一样把输 送带割开。回转式自动调偏装置上的立辊外筒脱落 致使调架回转较大角度, 立轴顶在输送带的下方, 而把输送带一刮为二。当输送带中的钢丝绳发生断 裂后, 断裂的钢丝绳头会从输送带接头处、粘口处 或磨损比较严重处露出到盖胶之外。当露出的钢丝 绳达到一定长度, 就可能绞入滚筒、托辊等处, 随 着输送带的运转, 使钢丝绳从输送带盖胶中抽出, 造成抽芯撕裂。
opm en t tendency of the long itude tear ing protection for the be lt conveyor.
K ey word s: belt conveyo r; long itude tea ring; protection
Hale Waihona Puke Baidu
钢绳芯带式输送机是目前矿山、冶金、电力、 建筑等部门广泛采用的一种长距离连续运输机械, 是矿井生产的主要 运输设备, 具有连续 输送能力 强、运行效率高、易于实现自动控制等优点, 但钢 绳芯输送带中钢丝绳与钢丝绳之间全由橡胶组成, 内无其他材料, 强度很低, 在其运行过程中, 常因 石块或金属等硬锐的物体卡在某处并划破输送带而 造成输送带的纵向撕裂, 由于大功率强力带式输送 机的运 行速度一般都 较高, 如不能 及时发现、停 车, 将会撕裂整条输送带造成很大的直接和间接经 济损失。
据统计, 撕带事故大多发生在机尾装载点处, 即 ( 1) 和 ( 2) 情况约占 所有撕带事 故的 80% , 其他几种情况也偶有发生, 但事故的位置有很大的 不确定性 [ 5 ] , 因 此在机尾装载点处 发生的异物穿 卡撕裂和物料卡压撕裂是纵撕的主要原因。
2 主要防纵撕方法
为减少输送带纵向撕裂事故的发生, 国内外已 研究和开发出了许多防撕裂保护装置, 主要有接触 式检测系统和非接触式检测系统两大类。 211 接触式检测系统
1 纵撕原因
长距离带式输送机广泛使用钢绳芯输送带, 生 产中输送带发生纵向撕裂的原因有很多, 通常有:
基 金 项 目: 安 徽 省 教 育 厅 自 然 科 学 基 金 重 点 资 助 项 目 ( K J2007A 115ZC ) ; 安徽省淮南市自 然科技基 金重点项 目 ( 2005 036)
( 1) 异物穿卡撕裂。装载点落 下的煤中夹带 有铁钎、废角钢、槽钢或木材等异物, 穿透输送带 并 卡 在 架 子 或 托 辊 上, 使 输 送 带 发 生 纵 向 撕 裂 [ 1~ 4] 。
( 2) 物料卡压撕裂。装载点落下的煤中常夹带 有大块矸石等, 卡在漏斗与缓冲托辊之间, 或装载 点处给料突然增大, 输送带装料堆积堵塞, 使物料 中大块矸石划擦, 持续对输送带划擦, 导致输送带 磨透, 形成撕裂 [ 2, 4, 5 ] 。
( 3) 机头满仓堆煤, 使煤块或矸石楔入滚筒与 机头两侧的连接梁之间造成撕带 [ 5] 。
传感线圈输送带检测器在输送带纵向撕裂非接 触自动监测应用方面可靠性较高, 但其因输送带必 须在输送带生产厂每隔一段距离预先埋设一线圈, 增加了输送带成本, 当发生纵撕时, 有可能当输送 带撕裂线圈间隔距离 后才能发现。一旦线圈破坏 后, 很难修复, 只好放弃该线圈, 增加了相邻线圈 间隔距离。
4 防纵撕保护技术发展趋势
per summ ar ized the m a in m ethod, techno logy and dev ice to prevent the long itude tearing. T he pape r prov ided tha t the long itude tea ring
proo f belt, the pre-prevented long itude tear ing techno logy and the re liable non con tact tear ing pro tected dev ice are the research and deve-l
ZHAN G A n-ning1, SUN Y u-kun2, Y IN Zhong-hu i1
( 1. Anhui Universi ty of S cien ce and T echn ology, H ua inan 232001, C hina; 2. Zhejiang Un iversity of T echnology, H angzhou 310014, Ch ina )
3 不同防纵撕方法的特点
上述防纵撕方法和装置由于原理不同, 其特点
第 35卷第 12期
煤炭科学技术
2007年 12月
和防护效果也有区别。 棒型检测器、线型检测器、摆动托辊检测器:
但这样的机械系统并 不十分可靠, 有时会检测失 效。如当戳穿输送带 的异物恰 好卡在缓 冲托辊上 时, 或者偶尔有其他物料进到输送带下面并碰到检 测棒时, 就可能出现 漏报或误 报 [ 5] 。这 种装置被 广泛用于澳大利亚西部铁矿的带式输送机系统。
抗纵撕输送带、纵撕超前保护技术和高可靠性、非接触式撕带保护装置是带式输送机防纵撕保护技
术的发展趋势。
关键词: 带式输送机; 纵向撕裂; 保护
中图分类号: TD528
文献标志码: A
文章编号: 0253- 2336 ( 2007) 12- 0077- 03
Research status and tendency of longitude tearing protection for belt conveyor
Abstrac t: The paper had an ana lys is and classification of the long itude tearing acc iden ts fo r the be lt conveyors. The paper ho ld that the
be lt tear ing acc identsw are mo stly occurred at the stage loading po ints by the jamm ing of the long p iece m ate rials or large m ater ia.l T he pa-
( 8) 浮动托辊架检 测装置 [ 4 ] 。当刺穿输送带 的物料或异物推动托辊时, 浮动托辊架承受附加载 荷, 由安装在浮动托辊架与固定托辊架之间的传感 器测出, 发出报警信号并使输送机停止运转。 212 非接触式检测系统
非接触式检测系统类型主要有: ( 1) 超声波检测器 [ 1, 2, 5] 。利用超声波在材料 内的传播、反射和共振等特点, 检测材料内部的异 常。这种检测装置在 输送带易被撕 裂处的托辊之 间, 安装能够产生超声波的波导管。当输送带发生 纵向撕裂时, 波导管因弯曲而损坏, 这时送波和受 波状态发生变化, 从而产生输送带纵向撕裂信号, 发出报警信号或停机。 ( 2) X 光透视检测器 [ 2] 。 X 射线穿透材料时, 材料如有局部性异常存在, 则透过该部位射线强度 的衰减将出现与周围正常部位相异的值。这种检测 装置通过在输送带内织入横向的金属片或金属网, 一旦纵向撕裂使这些金属片断裂, X 光透视仪就会 及时发出报警信号或使输送机停机。 ( 3) 传感线圈输送带检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检测 装置在输送带中每隔一定距离埋设一个传感线圈, 并在输送带两侧设置电磁脉冲发生器和接收器。利 用电磁感应原理, 接收器通过传感线圈接收发生器 产生的电磁脉冲信号, 当输送带发生纵向撕裂时, 传感线圈被切断, 接 收器将接收不 到电磁脉冲信 号, 从而产生输送带纵向撕裂信号, 进而发出报警 信号并使输送机停止转。此类检测装置始于日本, 主要在德国、美国、日本和乌克兰等国家使用。
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裂口泄漏下来的物料, 而使限位开关动作, 发出报 警信号或停机。
( 6) 带宽检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检 测装置设置有 一输送带宽度传感器, 当输送带被撕裂后两半边的 输送带互相重叠起来时, 被宽度传感器检测到, 发 出报警信号或停机。
( 7) 振动检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检 测装置是在承 载托辊之间输送带的边缘处布置振动器, 在输送带 的另一边设置振动接收器, 当输送带发生纵向撕裂 时, 振动接收器不再受振动的作用, 产生输送带纵 向撕裂信号, 进而发出报警信号并使输送机停止运 转。这种检测器最早应用于原苏联, 效果良好。
虽然近些年来国内外对输送带的运行理论、纵 向撕裂机理和防撕裂应用技术进行过一定研究与开 发, 曾采用上述一些技术, 由于输送带本身结构复 杂和输送机工作环境恶劣, 输送带发生撕裂随机性 较大, 起因各异, 输送带纵向撕裂理论和应用技术 都不尽完善, 因此, 大多数输送带防撕裂装置在实 际应用中都有其局限性, 仍难以杜绝纵向撕裂事故 的发生。随着研究的不断深入, 防纵撕保护技术有 向如下方面发展的趋势。
( 1) 开发使用抗 纵撕输送带。输送带发生纵 撕的根本原因是由于钢丝绳芯输送带中无横向高强 度材料, 存在易发生纵撕的天生缺陷。要解决纵撕 问题, 只要能够开发 出抗穿透、抗 纵向切割能力 强、成槽性好、成本适宜的高强度输送带就可从根 本上解决输送带纵撕问题。如武钢烧结厂二烧车间 进口法国设备中采用在输送带中纵横钢丝网, 增加 皮帮强度, 使其遇硬物时不易刺穿 [ 2 ] 。
接触式检测系统类型主要有: ( 1) 棒型检测器 [ 1, 2, 5] 。这种装 置是把一根棒 或管子弯曲成槽形, 安装在槽形输送带下面的缓冲 托辊之间。若有刺穿输送带的物料, 该物料将拨动 槽形棒偏转, 迫使限位开关或载荷传感器动作, 发 出报警信号并使输送机停止运转。 ( 2) 线型检测器 [ 1, 2, 5] 。该装置安装在槽形输 送带的下方, 顺着输送带的轮廓拉设一根金属丝或 尼龙线, 在线的一端安装一个弹簧型限位开关。当 刺穿输送带的物料绊住此线时, 把线拉断或张力增 加, 使限位开关动作, 发出报警信号并使输送机停 止运转。 ( 3) 摆动托辊检测器 [ 1, 2, 5 ] 。这 种检测器是把 槽形缓冲托辊安装在一个可以自由 转动的托辊架 上, 其结构与调偏托辊类似。当刺穿输送带的物料 推动托辊时, 托辊架转动并使限位开关或载荷传感 器动作, 发出报警信号并使输送机停止运转。 ( 4) 撕裂压力检测器 [ 2, 5] 。这种装置通过在托 辊上安装相应的传感器来监测输送带在落料口处所 受向下压力的大小及变化情况来诊断输送带纵向撕 裂事故, 发出报警信号或停机。 ( 5) 漏料检测器 [ 1, 2, 5] 。这种检 测装置设置一 压力传感器, 通过检测输送带被撕裂后从输送带的
第 35卷第 12期
煤炭科学技术
2007年 12月
试验研究
带式输送机防纵撕保护研究现状及趋势
张安宁 1, 孙宇坤 2, 尹中会 1
( 1. 安徽理工大学, 安徽 淮南 232001; 2. 浙江工业大学, 浙江 杭州 310014)
摘 要: 对带式输送机纵撕事故原因进行了分析、归类, 认为绝大多数事故发生在装载点, 由长条 形异物穿卡或大块物料卡压引起, 并对目前防纵撕保护主要方法、技术、装置进行了总结, 提出了