皮带纵向撕裂保护

皮带纵向撕裂保护

皮带纵向撕裂保护以及横向断裂保护可行性研究报告

1.研究目的、意义

带式输送机连续运输能力强、运行效率高、易于实现自动控制，已经广泛用于煤矿的煤炭运输。对于长距离带式输送机，广泛采用钢绳芯输送来提高其拉伸强度，但其纵向抗撕裂的能力却没有得到提高，仅为橡胶本身的强度，因而容易造成纵向撕裂。钢绳芯带式输送机是厂矿生产运输的大动脉，一旦造成断带，将会带来极大的直接和间接损失。在我国，矿用钢芯带纵向撕裂事故时有发生，因此，非常有必要研制一种可靠实用的矿用钢绳芯输送带纵向撕裂监控系统，实现对钢芯带纵向撕裂故障的及时、可靠的监控。至于皮带横向断裂，由于钢绳芯具有一定的抗横向撕裂能力，然而运输带的断裂下滑事故也对煤炭生产有非常重要的影响，强力运输带横向断裂的负面影响更大，因此如何预防钢丝绳强力运输带断裂下滑也是保证煤炭生产和安全的一个非常重要的课题。

2.国内外研究现状与发展趋势

近年国外对胶带的运行理论、纵向撕裂机理和防撕裂应用技术进行过一定研究与开发，曾采用如下一些技术：

①首条接料皮带中采用在皮带张力层中设计纵横钢丝网，如武钢烧结厂二烧车间进口法国设备中就有此类胶带，增加皮带强度，使其遇硬物时不易刺穿，一旦过负荷引起跳闸；

②在带中设计电子感应层，一旦被异物刺入，即有信号反馈而引起停机；

③在上下皮带之间设计金属网或板件配以电器保护开关、一旦异物刺入或引起物料作用在网或板上，使其受力带动电器开关动作而引起停机；

④在胶带机上方安装电磁除铁器，遇有铁类杂物在胶带上即将其吸起，而使胶带得到保护等。

钢丝网的高强拉力不易断裂而产生“阻力累加”，当阻力累加到一定限度而引起电机过流停机。

Ⅲ防止输送带跑偏撕裂。

Ⅳ振动检测器

这种检测装置是在承载托辊之问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，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运转。这种检测器最旱在原苏联使用，效果良好。

Ⅴ压力传感器

在胶带下方安装报警装置，当胶带撕裂后，胶带上的物料从裂口处落到防撕裂报警装置的接料盘上，通过压力传感器或其他的感应形式，感知胶带已被撕裂而发出报警信号及控制电机停机。不过胶带下方虽然安装了纵向撕裂报警装置，但由于胶带在托辊上成一槽形，胶带撕裂后，裂缝两边的胶带有一沿槽两侧往内收的趋势。因此，胶带撕裂后，往往不是张开大口，裂缝两边的胶带而是重叠一起，把裂口封住，胶带上的物料不容易漏下，等到胶带撕裂到一定长度后，才有物料漏下，引起报警。另外，由于物料的洒漏，使这种装置经常误报，引起意外停机，同样影响生产。

3.2电磁波手段

3.2.1 超声波检测器

超声波检测器是利用超声波转换原理预防输送带纵向撕裂检测器。在输送带容易发生纵向撕裂的位置（给料槽下面的缓冲托辊之间）装设传送超声波的波导管。当输送带处于正常状态下。超声波送波、受波正常，发出正常信号。一旦输送带发生纵向撕裂，波导管因弯曲而损坏。送波和受波成为不同状态，即发出纵向撕裂的信号，驱动电机停止转动，防止胶带撕

裂事故扩大。

检测装置布置图

1 给料漏斗

2 检测部分3处理及报警盘

该装置由超声波的检测和传递两部分组成。超声波的信号由安装在输送带下面的波导管产生超声波振荡，通过检波器检波后发出。这种装置的特点是胶带本身不需任何加工，也不损伤胶带。检测器为密闭的装置、耐水、耐尘、寿命长。若输送强磁性物料，受微振动冲击的情况下，检测器也不会误动作。无论有无负载荷均可进行测定。结构简中，维修方便。

3.2.2 X光透视检测器

X光透视检测器 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则透过该部位射线强度的衰减将常部位相异的值。这种检测装置通过在胶带内织入横向的金属片或金属网，一旦纵向或者横向撕裂，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。

2.2.3传感线圈输送带检测器

3.2.3.1 系统组成及工作原理

该监测系统的原理框图如图，由励磁电流发生器、传感器、信号处理模块、单片机、输送带运行距离检测器、输送机电源控制器等组成。该系统是实时智能撕裂监测系统，其目的是监测运行中输送带的纵向撕裂，如有一处撕裂被监测到，撕裂监测系统就会自动停止输送带运行并确定撕裂部位，在输送带启动及正常运行时，撕裂监测系统均发挥作用。如有断电，则在重新接通电源时，撕裂监测系统可自动复位。主要包括发射传感器、接收传感器、接近传感器、TL传感器、转换及信号处理板以及端子盒。检测信号来自：带式输送机中埋设环形线圈的检测传感器，带式输送机尾部或头部滚筒上安装用于检测胶带运行距离和胶带转动力一向的接近开关传感器。

监测系统原理框图

这种检测装置在输送带中每隔一定距离埋设一个传感器线圈，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运转。此类检测装置始于日本。

3.2.3.2 励磁电流发生器

该纵向撕裂监测系统是基于电磁感应原理工作的。其工作磁场的励磁电流信号根据后续信号接收及处理电路的要求选定为一定频率的脉冲信号电流。信号发生器输出的脉冲信号的电流比较小，无法直接驱动信号发射探头产生磁场，必须通过功率放大器进行功率放大。励磁信号功率放大器的输出功率根据传感

器线圈的电气参数和探头间的距离来确定，输出功率越大，接收信号越强。功率放大器的输出功率设计为可调的，以便调试和维护。

3.2.3.3 传感器设计

该监测系统的传感器由线圈、信号发射器及接收器组成，是整个系统的核心部件，用以获取皮带发生纵向撕裂的信号变化。在胶带运行过程中，时常发生飘带现象而导致监测系统误动作，通常解决该问题的措施是加大信号发射器的发射功率，但是这也将导致信号发射器发出的信号不经过预埋线圈而直接耦合到接收器，使得传感器失效。

通过对信号发射线圈及预埋线圈产生的磁场经过分析实验后发现，当胶带内的预埋线圈回路设计成同心矩形线圈回路时，在某一时刻，其在信号接收线圈中激起的感应电流方向和信号发射线圈通过直接耦合在信号接收线圈中激起的感应电流方向相反。如果信号发射器的信号源选择正脉冲信号，再在信号接收器后加一个电流鉴向电路就解决了上述矛盾。

3.2.3.4 胶带运行距离检测器设计

胶带运距离检测器包括两个相邻距离计数传感器和一组监测盘。这些元件安装在输送机尾部滚筒的一