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在煤礦公司的采媒工作全過程中，皮帶輸送機是一種較為普遍的運載工具，傳動帶運載工具不但具備極強的輸送量，并且在運送原材料的全過程中摩擦阻力較為小，耗能較為低，可以保持長距離運送，并且傳動帶運送的操作過程全過程比較簡單，不容易占有很多駕駛員職位，因而，許多廠礦企業(yè)都將傳動帶運送當做關(guān)鍵的運輸工具。

一般來說傳動帶運送的跑偏保護器都是采用伺服電機來開展速率傳感技術(shù)的檢測，在具體的運送全過程中，根據(jù)PLC監(jiān)視系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速率，向系統(tǒng)軟件傳出跑偏的繼電子信號，隨后根據(jù)系統(tǒng)軟件中主從關(guān)系機運作的速率差來分辨跑偏常見故障。傳統(tǒng)式皮帶輸送機因為先進設(shè)備相對落后，平時的管理方法、維護保養(yǎng)工作中都不及時，造成傳動帶常有跑偏的狀況，因而，務(wù)必對于這種情況提高其跑偏設(shè)備的可信性。

1、皮帶運輸機打滑的原因分析

在煤礦井下作業(yè)過程皮帶運輸機運輸回頭煤、淤煤的過程中由于負荷過大，導(dǎo)致運輸及驅(qū)動裝置提供的牽引力F不能完全抵消大載荷帶來的阻力Ff，因此皮帶出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，其公式表示如下：
 

由此可知，在皮帶運輸機工作過程中，驅(qū)動滾簡上部以及下部皮帶的張力、皮帶與滾筒之間的摩擦系數(shù)以及運行的傾斜角等對皮帶打滑都有很大的影響。

在實際生產(chǎn)過程中，一旦出現(xiàn)皮帶打滑的現(xiàn)象，就很可能會導(dǎo)致皮帶驅(qū)動滾筒停止工作，甚至會在瞬間出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，導(dǎo)致皮帶出現(xiàn)斷裂、跑偏等現(xiàn)象，而且還會產(chǎn)生嚴重的磨損問題，這對皮帶使用壽命有非常嚴重的影響。如果皮帶發(fā)生了抱死現(xiàn)象，會導(dǎo)致摩擦力瞬間急劇增加，引發(fā)皮帶著火，為煤礦的生產(chǎn)開采埋下安全隱患。

2、傳統(tǒng)裝置的特性

在傳統(tǒng)模式下為了防止皮帶出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，往往會針對皮帶運輸機的主從滾筒進行運行速度比值的提前設(shè)定，讓其實現(xiàn)同步運行，這樣就能有效減小速度差，以此來實現(xiàn)防滑。在防滑系統(tǒng)中經(jīng)常會用到磁電式以及接觸式傳感保護模式，但是這兩種保護模式存在以下一些缺陷：

①一旦皮帶在滾動過程中出現(xiàn)偏差就會導(dǎo)致運輸過程中讀數(shù)存在誤差；

②現(xiàn)有皮帶的操作調(diào)節(jié)主要依靠變頻器來實現(xiàn)擋位自動調(diào)整，而主從滾簡進行了速度預(yù)設(shè)，因此，擋位自動變換過程中會導(dǎo)致系統(tǒng)處在失速狀態(tài)，并將這種狀態(tài)判斷為打滑，引起系統(tǒng)運行故障。

3、防滑保護裝置改進方案

3.1檢測方案

鑒于傳統(tǒng)保護裝置凸顯出來的問題，針對滾筒運行速度以及方向的監(jiān)測主要采取了增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，對滾筒的運行狀況進行了直接測量，其測量計算公式如下：
 

圖1所示為編碼器的布置圖，在皮帶運輸機運行的過程中，運輸機上設(shè)置的5個編碼器同步進行測速，如果出現(xiàn)皮帶打滑的現(xiàn)象，在皮帶上面安裝的1~3號編碼器就會與滾筒上編碼器的運轉(zhuǎn)速度形成差值，觸發(fā)系統(tǒng)中的報警裝置，皮帶就會立刻停止運轉(zhuǎn)。
 

3.2增量式編碼器工作原理

編碼器的主要作用就是完成信號的轉(zhuǎn)換以及編制，最終向外輸出可以進行傳輸、存儲的信號。按照工作原理的不同可以將編碼器分為增量式以及絕對式。增量式編碼器可以實現(xiàn)位移信號跟電信號之間的轉(zhuǎn)換，另外還可以將電信號轉(zhuǎn)換成可實現(xiàn)計數(shù)的脈沖，通過對產(chǎn)生的脈沖計數(shù)后就能判斷其位移量的大小。

在皮帶運輸機防滑裝置中應(yīng)用的增量式的編碼器能夠同時針對皮帶的角度以及角速度進行監(jiān)測，操作流程簡單，具有較高的靈敏度和性價比。圖2所示為增量式編碼器產(chǎn)生信號的波形圖。
 

增量式編碼器的基本工作原理是根據(jù)光電轉(zhuǎn)換原理將信號轉(zhuǎn)換成方波脈沖。其實際使用壽命以及抗外界干擾的能力非常強，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的測量工作，占用的體積也比較小，最主要的是其信號波形不會因為分辨率出現(xiàn)變化而改變，能夠保證系統(tǒng)信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，避免出現(xiàn)系統(tǒng)誤判的現(xiàn)象。

3.3系統(tǒng)工藝

系統(tǒng)的監(jiān)測部分主要包括主程序以及終端程序兩個流程，系統(tǒng)啟動后，主程序會自動采集運行數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)的計算分析，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果來判斷系統(tǒng)運行是否達到了提前設(shè)定的最大值，如果與設(shè)定最大值吻合，就會立即啟動斷電程序，皮帶就會停止運轉(zhuǎn)，在經(jīng)過細致的分析后找出皮帶打滑的具體部位，并采取相關(guān)措施進行處理，充分保證安全性后，就可以將皮帶進行復(fù)位，然后系統(tǒng)可以繼續(xù)運行。

編碼器將系統(tǒng)運行信號傳輸?shù)絇LC系統(tǒng)后，PLC會立即進行脈沖信號分析處理，通過計算皮帶運輸機不同部位的運轉(zhuǎn)速度差值來判斷皮帶是否存在打滑故障，并以此來最終確定是否執(zhí)行斷電操作。另外，主程序在啟動后通過將接收到的信號與預(yù)設(shè)保護值進行對比分析，判斷是否存在差值或者運行不同步的現(xiàn)象，這樣就能判斷出皮帶是否存在打滑現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)打滑故障，系統(tǒng)就會將報警信號傳輸?shù)綌嚯娧b置，中斷程序就會啟動，這樣就實現(xiàn)了皮帶打滑故障下自動停機保護，確保了系統(tǒng)運行安全。

4、應(yīng)用效果分析

皮帶防滑裝置在改進后，通過高精度測量主從滾筒的速度差來判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，并通過PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)運行速度的自動調(diào)節(jié)，同時在出現(xiàn)打滑故障的時候發(fā)出斷電信號，實現(xiàn)了對系統(tǒng)故障的自動檢測到和實時的斷電保護。

在新技術(shù)的應(yīng)用下，皮帶運輸機的運輸效率得到了極大的提升，而且系統(tǒng)運行整體的穩(wěn)定性、安全性也得到有效提升。該技術(shù)的應(yīng)用使得煤礦井下可以實現(xiàn)多條作業(yè)線同時生產(chǎn)作業(yè)，而且還不會浪費大量勞動力，充分降低了操作人員的勞動強度，皮帶運輸機的能耗結(jié)構(gòu)也更加合理。

5、結(jié)語

在針對煤礦井下皮帶運輸機在實際運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的打滑現(xiàn)象進行深入研究后，通過計算方式得出皮帶運輸機驅(qū)動滾筒上部以及下部皮帶在運行過程中的張力、皮帶與滾筒之間的摩擦系數(shù)等對皮帶打滑有很大的影響，針對皮帶打滑保護裝置運行原理的研究后提出了將增量式編碼器引入保護系統(tǒng)中，實現(xiàn)了系統(tǒng)運行狀況的自動檢測和故障識別，充分保障了系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。