胶带测量

胶带测量（精选7篇）

胶带测量 篇1

0 引言

带式输送机广泛应用于发电厂输煤系统,胶带堆煤事故也越来越多。若胶带发生堆煤而不及时处理将会带来极大的安全隐患,造成巨额的经济损失。如何安全、可靠地对胶带堆煤故障进行检测,对于保障发电厂安全生产具有重要的意义。目前,胶带堆煤检测主要采用堆煤传感器,堆煤传感器主要分为3类:基于行程开关的堆煤传感器、基于水银开关的堆煤传感器、基于电极式原理的堆煤传感器。上述3类传感器都是属于接触式传感器。该类传感器容易产生机械摩擦,一方面会损坏设备,降低检测精度,同时摩擦易引起电火花,对电厂输煤系统的安全产生较大的隐患。

考虑到电厂输煤的安全生产,并解决堆煤传感器出现的问题,本文提出了基于视觉测量的非接触式胶带堆煤检测方法。该方法利用机器视觉中的视觉测量技术检测胶带上的输煤量,利用堆煤时设定的最低煤量来判定实际胶带是否发生堆煤。实验结果证明该方法具有较理想的检测效果。

1 视觉测量技术

视觉测量技术出现于20世纪60年代,是一项以机器视觉为基础的新型测量技术,其优点表现为精度较高、实时性较强、信息量较大和非接触式测量[1]。随着实现成本的降低和相关软件、硬件性能的发展,视觉测量技术的优势逐渐得以显现,成为了解决工业生产过程中测量问题最有前途的技术。

视觉测量步骤[2]如图1所示。(1)创建符合实际的视频测量系统,采集现场的视频帧图像。(2)对摄像机进行标定,得到摄像机的内部和外部参数。(3)由于现场环境大多不太理想,易产生各种噪声,基于对视频帧图像的质量考虑,必须对视频帧图像进行预处理操作,如图像滤噪、图像增强、几何畸变的矫正等。(4)对预处理后的图像进行分割,即对特征目标的检测,根据实际的需求,对所需的特征目标进行分割。(5)实现图像特征提取,如点特征、线特征、轮廓特征和形状特征等。(6)根据图像的属性和结构描述,对测量结果进行分析判断,实现对空间几何参数值的测量或三维坐标的测量。(7)输出结果,包括结果的显示、存储和打印。

2 胶带堆煤检测基础

基于视觉测量的胶带堆煤检测方法的检测基础部分分为图像输入、摄像机标定和图像预处理。

2.1 图像输入

首先从电厂输煤系统监控画面调取胶带输煤实时视频画面,完成视频图像的采集输入。

2.2 摄像机标定

使用视觉测量技术实现胶带堆煤现象的检测,必须要得到物体表面的实际位置和图像表面位置的相互关系参数,即摄像机成像模型参数,实际中通过对摄像机的标定求得摄像机的成像模型参数。本文的摄像机标定选用张氏标定法。张氏标定法是一种基于平面模板的标定法[3],操作比较简单,鲁棒性较好,且精度较高。张氏标定法流程如图2所示。

(1)检测角点的坐标。开始在视频帧图像中选取角点的有效范围,让所有的角点在这个有效范围内。然后在这个有限范围内选择Harris角点检测[4]算法获得所有满足条件的候选点坐标,之后利用已知的限制条件[5]在检测出的候选点中筛选出亚像素精度的坐标点,如图3所示。

(2)计算内外参数。有效范围内角点的世界坐标可以表示为[Xw,Yw,0]T,成像点坐标为(u,v),由摄像机成像坐标关系可得

式中:s为比例因子;K为摄像机的内参矩阵,,ax,ay分别为x,y轴上的归一化焦距,u0,v0为摄像头的光学中心;r1,r2,r3为旋转矩阵R的3个列向量;t为平移向量。

令,计算出摄像机的内参矩阵K的内部参数。

式中:λ为比例系数;α,β,γ与摄像机的内部参数有关。

由式(2)得出K的内部参数后,可求取其外部参数:

式中h1,h2,h3为λK r1[r2t]矩阵中对应的向量。

为了得到最佳结果,选择最大似然估计优化方法对求得的初始参数进行处理。再使用LevenbergMarquardt算法优化初始量,最终获得所求理想参数值。

(3)畸变系数的计算。以上都是理想状况下对基于摄像机线性成像模型的计算,但是在实际状况下,会存在非线性畸变,尤其是径向畸变。因一阶系数的径向畸变在摄像机的非线性模型中占主导地位,在线性摄像机模型下,假设某空间理想成像点的坐标为(u,v),成像点以物理量为单位在像平面上的坐标为(X,Y),而考虑畸变情况下成像点的坐标为(u',v'),由此可得

式中k1,k2为径向畸变参数。

选择Levenberg-Marquardt算法对结果进行优化,获得最终参数。

(4)实验结果分析。实验采用的CCD摄像机型号为SONY 650TVL 4140+811,拍摄了40幅图像,将这些图像调入系统标定程序中,运行标定程序获得标定参数。内部参数矩阵,形变参数向量K1=[-0.432 5 0.228 7-0.000 2-0.001]。

2.3 图像预处理

由于采集的视频图像存在光照不均、对比度低及背景噪声较大等不足,直接处理无法取得理想的效果,本文利用图像增强中的同态滤波对视频图像进行了去噪处理,以便于对图像进行提取、检测和识别,为下一节的胶带堆煤检测提供了保障。

3 基于单目视觉的胶带堆煤检测

视觉测距[6]主要包括基于单目视觉的测距和基于立体视觉的测距。单目视觉测量只需1台摄像机拍摄图像,即可实现对图像的测量。单目视觉多用于测量范围较小和场景先验信息较多的场合。单目视觉测量能够满足某些应用场景实际测量的要求,是一种比较实用的技术。本文使用单目视觉测量技术[7]实现对带式输送机煤流宽度的测量,进而实现对胶带堆煤的检测。

基于单目视觉的测量方法主要包括几何光学测量法、结构光测量法、几何形状约束法和几何相似法等[8]。本文选用几何相似法的小孔成像测距模型进行检测。

通过对电厂输煤胶带系统现场环境的观察,煤流在胶带上的图像呈现二维平面,难以直接测量摄像机到煤流的距离,故而转为测量其他量来确定胶带是否堆煤。选定带式输送机胶带宽度作为单目视觉的参考量,根据现场数据建立煤流宽度和煤量的对应关系,通过建立小孔成像测距模型来测量煤流在胶带上的宽度,并由煤流的宽度计算出所对应的煤量,根据堆煤煤量设定值判别胶带是否堆煤,实现胶带堆煤检测。根据视觉测量的原理,如果保持视网膜上的视像尺寸,则物体距离和物体大小之间的比值保持不变,即

式中:e为视网膜上的视像尺寸;s为物体大小;d为物体距离。

根据式(5),可以用小孔成像模型来描述带式输送机的视觉测距模型。本文中带式输送机监测系统的胶带宽度L固定为1m,摄像机在系统中的位置是固定的,胶带在像平面的宽度G固定不变,设煤流在胶带上的宽度为l,煤流在像平面上呈现的宽度为g,利用小孔成像原理,建立小孔成像模型,如图4所示。

根据建立的小孔成像模型,得到比例关系:

胶带在像平面上的宽度G和煤流在像平面上的宽度g等于对应的像素值之比,即

式中:Q为胶带在像平面上的宽度像素值;q为煤流在像平面上的宽度像素值。

由于胶带宽度L固定不变,则煤流的实际宽度l为

根据建立的小孔成像模型计算得出胶带上煤流的实际宽度,利用测出的宽度求出其对应的煤量。为了得到煤流宽度与煤量的对应函数关系,在某电厂带式输送机系统现场环境下,通过实验记录煤流实际宽度与对应煤量值数据,统计煤流长度为10cm,统计数据见表1。

通过Maltab软件对表1中数据进行处理与分析,得出实验数据的相关性曲线,如图5所示。

由图5可以看出,胶带煤流实际宽度与对应煤量呈正比关系,随着煤流宽度的增加,对应的煤量增加越来越大。根据某电厂输煤现场带式输送机实际使用情况,当输送机上煤量大于设定阈值时,则判定为胶带过载,即将发生堆煤,系统发生堆煤异常报警,提醒操作人员进行处理。

4 实验与分析

通过实验验证该方法检测的准确性。实验是在PC机上使用Matlab 2010a进行编程实现。基于单目视觉小孔成像测距模型,利用胶带在摄像机像平面位置固定不变的特点,选择170×50像素值大小作为检测区域,通过检测该区域内胶带宽度的像素均值和煤流宽度的像素均值,利用建立的小孔成像模型计算出煤流的实际宽度,利用发生堆煤的最小煤量值对应的临界煤流宽度判断出胶带是否发生堆煤。检测效果如图6所示。

根据文中设定的堆煤煤流宽度的最小值设定临界堆煤宽度,图6检测的煤流宽度为61cm,小于临界堆煤宽度85cm,故没有发生堆煤,胶带正常。

煤流宽度检测结果如图7所示。图7(a)经过处理后,选择图7(b)中区域进行煤流宽度的检测,通过实验,得到煤流宽度为68cm,小于临界堆煤宽度85cm,故输送机处于正常输煤状态。

通过大量的实验结果分析可知,利用单目视觉技术检测胶带堆煤的准确性在95%左右,基本符合设计的要求。

图7煤流宽度检测结果

5 结语

基于视觉测量的电厂输煤胶带堆煤检测方法利用单目视觉测量技术实现对带式输送机煤流宽度的测量,进而实现对胶带堆煤状态的检测。实验结果表明,该方法能够满足电厂输煤系统现场安全的实时性要求,对胶带堆煤的识别具有较好的检测效果,准确性在95%左右。该方法具有实时性高、检测效果好、实用性较强等特点。

参考文献

[1]张学武,范新南.视觉检测技术及智能计算[M].北京:电子工业出版社,2007:1-13.

[2]迟健男.视觉测量技术[M].北京:电子工业出版社,2007:16-27.

[3]ZHANG Zhengyou.A flexible new technique for camera calibration[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2000,22(11):1330-1334.

[4]HARRIS C G,STEPHENS M J.A combined corner and edge detector[C]//Proceedings Fourth Alvey Vision Conference,Manchester,1988:147-151.

[5]HA J E.Automatic detection of chessboard and its applications[J].Optical Engineering,2009,48(6):067205.

[6]孙铀.基于单目视觉测距的车辆自动刹车辅助系统设计[J].计算机测量与控制,2014,22(7):2256-2258.

[7]杨鑫,马斌,王健生,等.基于单目视觉的矿井机车障碍物检测和测距方法[J].工矿自动化,2014,40(11):96-99.

[8]陈勇,陈瑶.基于单目视觉的前方车辆距离计算方法研究[J].机电工程,2014,31(11):1499-1504.

胶带测量 篇2

新义矿业是河南能源义煤公司的主力矿井之一, 新义矿业位于河南洛阳新安县正村乡境内, 距新安县约8km, 东距洛阳40km。新义井田位于义煤公司新安煤田倾伏向斜北翼的深部, 井田面积约为42.7km2, 矿井设计生产能力为1.2Mt/a。新义矿业东翼胶带大巷担负着新义矿井井下东区煤炭、岩块的运输功能。东翼胶带大巷里外段从东翼第四轨回联巷 (控制点Dp22) 至东翼第五轨回联巷 (控制点K7) 处长度约600m。根据新义矿井生产、调度、通风等的安排, 需要对矿井东翼胶带大巷里外段进行贯通测量, 为加快矿井掘进速度, 新义矿业研究决定, 实行相向贯通方案。矿井的一条巷道按设计要求掘进到指定的地点与另一条巷道相通, 称之为巷道贯通。矿井为了保证正确贯通而进行的测量和计算工作, 称之为贯通测量。如果两个工作面掘进方向相对, 称之为相向贯通。如果从巷道的一端向另一端指定处掘进, 叫单向贯通。

本次贯通测量以东翼轨道大巷7s导线点DG25和DG26作为起始点, 经过东翼第五轨回联巷和东翼第四轨回联巷, 布设两条井下15s级导线, 独立测量两次, 沿巷布设导线点18个, 导线平均边长约为65m, 全长约为1.180km。

2 贯通测量方案

本次贯通测量导线长1.180km, 根据《煤矿测量规程》和新义矿井导线实施方案的规定, 在同一矿井中开凿的倾斜巷道或水平巷道, 贯通相遇点允许偏差值中线为0.3m, 腰线为0.2m。为保证测量起算数据的统一性、准确性, 本次贯通测量选用7s级的导线点DG25和DG26作为两条贯通测量控制导线的起算点。由起算点7s级的导线点DG25和DG26作为两条贯通测量控制导线点分别向东翼轨道运输大巷东、西方向逐步引测导线点, 逐步向东翼皮带大巷的 (里外段) 引测导线点。两侧施测15级控制导线, 独立施测两次, 取平均值作为最终测量结果。测量施测时按《煤矿测量规程》、《义煤公司测量手册》以及新义矿业测量方案规定的有关要求进行。由于7s级的导线点DG25和DG26布设在东翼轨道运输大巷, 此大巷行人、车辆运输、光线、风力等的客观影响, 对矿井井下测量人员的对中、整平造成严重的影响, 测量中误差是影响矿井导线测量精度的主要原因。因此, 在施测井下导线时, 采用了三架法。这样, 使对中误差的影响可减少到最低程度。

3 本次导线贯通测量的井下主要误差来源及消除方法

3.1 仪器误差

包括仪器检核不完善引起的误差;仪器受外界条件的误差, 仪器受到人为的损坏、仪器在高温度下、高湿度下引起的仪器误差等。因此, 此次井下贯通测量, 在测量前对仪器进行了校正与检验, 结合矿井井下的现场自然条件, 加入各种消除或减弱仪器误差的影响。

3.2 观测误差

测量工作是观测者使用仪器工具、按照一定的操作方法, 在一定的外界条件下进行的。由于仪器观测人员在观测过程中的感觉器官和鉴别能力有限, 仪器工具又不可能完美无缺, 以及外界条件的不断变化, 都会使测量成果产生不可避免的误差。

3.3 矿井井下现场环境的影响

矿井井巷内的自然客观条件较为复杂, 顶板压力、风流、煤尘、烟尘、温度、湿度、气流、气压、粉尘等等的井下这一系列的客观因数, 增加了井下的导线测量的难度, 给测量精度带来影响, 因此, 测量工程技术人员入井时, 必须考虑到井下各种不利条件的影响以及所带的测量资料、工具等等, 制定专门措施, 以及拟补措施, 尽量把井下客观自然条件的影响降到最小。

4 水平角观测方法及限差要求

用全站仪进行观测水平角, 应使用正规的观测流程:后-前-前-后。在观测水平角的过程中, 水平角测量由于受到各种因素的影响, 而使成果含有误差。

为避免错误, 减少观测值的误差, 提高成果的精度, 测角前应检验全站仪的完好性, 使用过程中要十分重视仪器的操作步骤, 搬运过程中要防止仪器震动;仪器安置要稳, 防止仪器不均匀下沉对测角的影响, 瞄准目标时, 必须消除视差;观测人员读数要准确、记录人员要复诵读数, 记录人员在记录的过程中要对观测人员的读数进行井下现场的监督。贯通测量时, 东翼皮带大巷的外段掘进到一定的位置停掘, 由东翼皮带大巷的里段进行岩巷掘进, 贯通测量由里段向外段实行单向贯通, 测量工程技术人员通过对东翼皮带里外段贯通三要数测定后, 在进行内业的核算以后, 果断的做出判断从东翼皮带里段向外段实行单向贯通测量, 测量工程技术人员井下现场及时掌握好里段的方位、中腰线情况以及巷道掘进的实际坡度情况。当东翼皮带里外贯通距离剩余20m的时候, 测量工程技术人员天天下井, 深入井下东翼皮带里段进行现场拉尺, 有时测量人员若带测量仪器时, 用全站仪把巷道窝头的高差、平距测量出来, 井上内业进一步的一一核算把东翼皮带里段到外段的贯通坡度控制在设计的范围内。

东翼皮带大巷里外段已2015年年初顺利的贯通, 实际贯通中线误差为0.090m, 预计高程误差0.116m, 实际高程误差6mm, 相对闭合差1/19680, 坡度实际偏差基本为0, 满足《煤矿测量规程》的贯通限差要求, 精度较高, 为新义矿业的安全生产创造条件, 同时, 也为新义矿业测量工程技术积累了贯通测量经验, 为以后得测量贯通工作积累了宝贵的测量经验。

5 结语

贯通测量是一项极为严谨的工作, 其测量结果的准确性关系重大。如果贯通测量的过程中出现错误, 使巷道不能按预定方位贯通, 不但会造成人力物力的严重浪费, 而且会造成不必要的损失。通过对东翼皮带大巷的里外段的顺利测量贯通的设计、误差估算、方案调整, 以及测量前的一系列的测量准备, 然后提出了贯通测量的具体方案、步骤, 并总结出了井下巷道贯通测量大量实践经验。通过对东翼皮带大巷的里外段的顺利测量贯通问题的讨论, 旨在更好地在矿山测量中使用贯通测量技术, 为矿山经济效益的实现创造条件。本次贯通测量实践证明, 应用误差分析理论, 制定最佳测量方案, 及时避免测量中可能出现的问题, 减少了井下工作时间, 提高了贯通测量的准确性和可靠性。

摘要：煤矿井下巷道贯通是煤矿重要的测量工作, 通过一次矿井巷道的贯通测量实践, 总结了井下贯通测量的方法, 对煤矿贯通测量工作具有一定的指导作用。好的贯通测量方法, 可以大大提高工作效率、降低人员劳动强度、改善工人工作条件、提高工作效率。

关键词：相向贯通,单向贯通,测量,精度,应用

参考文献

[1]于喜东.矿山测量工[M].北京:煤炭工业出版社, 2005.

[2]李青岳.工程测量学[M].北京:测绘出版社, 1984.

[3]徐金龙.大型井巷贯通工程测量实践[J].铜业工程, 2010, 03.

胶带测量 篇3

胶带运行中常见的损坏是被原煤中的铁件、矸石等杂物局部挂叉、刮破、接头老化与起皮, 未及时检修处理, 会导致胶带使用寿命降低、检修成本增加, 严重时造成设备事故。通过调动检修人员创新思维, 打破陈旧、传统的检修方法, 成功摸索出胶带局部修补、接头检修的新工艺、新方法。

二、传统检修工艺存在的问题

胶带是带式输送机的主要组成部分, 贯穿于输送机全长, 用量最大、价格又比较昂贵, 占带式输送机成本的50%。检修维护管理中, 对于胶带局部磨损、挂叉、接头老化与起皮故障, 采用传统的检修工艺修复后, 修复后的部位使用寿命降低、故障率较高且检修成本和检修工作量增加, 严重时造成设备事故。

(1) 胶带局部横向或纵向被原煤中的铁件、矸石等杂物挂叉、刮破小于硫化机有效工作宽度时传统检修工艺是将胶带破损处用铁丝捆绑或皮带扣连接修复, 因胶带运行时与托辊、滚筒的接触点较多, 铁丝磨损较快。当破损处胶带经过2~3次捆绑后, 就无法用捆绑法修复, 只能更换一段胶带修复, 再者破损处胶带捆绑后存在缝隙容易被再次损坏, 造成胶带的使用寿命降低, 检修工作量和检修费用增加。

(2) 胶带接头老化、起皮故障。新胶带投入运行前为了保证皮带与传动滚筒之间的张紧力、摩擦力, 正常的胶带接头对接只考虑一个接头检修余量。新胶带投入运行一段时间后, 胶带接头会出现起皮、自然老化、开胶起层、两个接头对接处出现缝隙等现象, 同时接头处抗拉强度也明显降低, 为保证胶带输送机安全稳定运行, 按照胶带输送机检修周期需对胶带接头截断, 重新制作一个接头。胶带接头进行第二次维修时, 由于两个接头搭接余量小于接头粘接尺寸 (两个接头搭接余量接近零时) , 传统检修工艺采取更换整条皮带、局部更换一段新胶带或采取机械连接法修复胶带接头。

对于胶带接头老化、起皮问题, 因只是胶带接头局部问题, 其余部分较好, 若更换整条新皮带显然有些浪费。采取更换一段皮带时, 需粘接两个皮带接头, 由于胶带运行中与托辊、清扫器、滚筒、犁式卸料器等附属设施紧密摩擦接触与冲击, 另一方面接头自然老化、开胶起层, 经常导致皮带接头损坏, 因此接头越多胶带故障率越高, 同时检修工作量及检修费用也相应增加。采取机械连接时, 即用金属卡子或金属铆钉将皮带连接起来, 这种方法连接起来的皮带强度较低, 通常其连接强度只相当于胶带本身强度的35%~40%, 使用寿命短, 易发生事故。同时, 皮带运转过程中因金属物冲击上下托辊, 使运转中产生噪声。但这种连接方法操作简单, 工作时间短, 一般用在小范围的皮带损坏或解决突发事故时使用。

三、改进检修工艺

(1) 胶带局部被原煤中的铁件、矸石等杂物挂叉、磨破部位尺寸小于硫化机有效工作宽度时 (图1) , 将胶带破损处上下胶面裁剥掉 (图2) , 对破损处胶带线层进行缝补或切割破损处、然后用胶带制一块结构形状、尺寸与切割破损部位相匹配的修补胶片。打磨、清洗破损处及胶片表面, 并在其破损部位及胶片表面涂胶浆、硫化芯胶, 制作的胶片与破损处组合 (图3) 。用硫化机完成加热、打压、硫化、降温等硫化修复工艺。

(2) 胶带接头严重老化时, 为了节约检修费用、降低工人检修劳动强度, 通过调动检修人员创新思维, 打破陈旧、传统的检修方法, 成功摸索出一个胶带接头新工艺, 当皮带两个接头搭接余量小于接头粘接尺寸或两个接头搭接余量接近零时, 制作一个袖珍接头 (长度略小于硫化机宽度) 与原胶带接头对接硫化, 直至完成整个硫化粘接工艺。袖珍接头结构如图4所示, 袖珍接头与胶带对接组装示意图如图5所示。

四、应用效果

采用传统检修工艺对胶带进行局部修复及接头检修, 每部皮带机皮带的平均寿命为3年, 义马气化厂共53部皮带机、约5357 m, 每米皮带平均价格为230元, 3年共需消耗材料费用123.21万元、也就是说每年需消耗材料费41.07万元。

胶带局部修复及接头检修工艺改进后, 每部皮带机胶带使用寿命为5~6年, 与检修工艺改进前相比, 胶带使用寿命增加2~3年。根据检修工艺改进前每年消耗材料费用可推算出, 检修工艺改进后可节约检修费用82.14~123.21万元。

实践证明, 胶带局部破损采取的硫化修补工艺及袖珍接头硫化修复工艺与胶带制造时的硫化工艺相同。因此, 胶带使用寿命与新胶带的使用寿命一样, 节省了检修成本。

摘要：分析胶带局部检修及胶带接头采用传统检修工艺存在的不足, 改进胶带局部破损和接头的检修工艺。采用制作袖珍胶带接头与胶带对接硫化修复工艺, 可有效延长胶带使用寿命、节省检修费用、降低检修工作量。

斗轮机悬臂胶带机胶带跑偏调整 篇4

斗轮机上的悬臂胶带机采用DTII型结构形式, 带宽1400mm, 悬臂头、尾滚筒间胶带工作长度37.73m, 胶带运行速度3.5m/s, , 驱动电机功率110Kw, 驱动机构浮动安装。整条胶带机由1只驱动滚筒, 1只驱动增面滚筒, 3只改向滚筒, 1只重锤滚筒, 2台缓冲床及上、下托辊组等组成, 呈一条直线无凸凹。

1 设备现状

1 号斗轮机悬臂皮带机空、负载状态下堆、取料运行时, 从悬臂胶带的通行桥至斗轮段胶带逐渐向轮斗侧跑偏, 胶带边缘跑出滚筒边子约50~80mm;有时跑向另一侧, 胶带边缘跑出滚筒边子约30~50mm;处于重跑偏状态, 已影响堆、取料正常运行。胶带两侧的橡胶边缘已被撕毁, 均已露出尼龙带芯, 从而又增加了胶带的跑偏量。

通过对现有上、下调偏托辊进行调整来看, 当胶带跑在南或北侧时现有的调偏托辊对皮带跑偏的纠正完全不起作用。

2 悬臂皮带异常跑偏分析

2.1 悬臂架对跑偏的影响

由于该斗轮机是新装设备, 悬臂架在地面一次组装成型, 臂架的机架中心、各个托辊组中心线与臂架中心线垂直偏差、各个滚筒的水平、垂直度, 安装中严格执行《DQ1000/2000.35悬臂式斗轮堆取料机安装技术条件及调试、试验规程》中的技术标准要求。在使用初期堆取料中皮带机试运行期间 (三个月) , 跑偏量控制在允许的范围内, 即小于带宽的5%。

2.2 胶带对跑偏的影响

该悬臂的胶带全长85m, 为阻燃型尼龙芯EP-300骤脂带。整条胶带只有一个接头, 采用热硫化胶接, 胶接中严格按工艺执行, 在初期运行中接头处无跑偏, 整条胶带无跑偏。但现在使用中的胶带已出现边缘磨损, 南侧边缘磨损约25~40mm不等, 北侧边缘磨损40~60mm, 且两侧边缘均已露出带芯。由于胶带边缘露出了尼龙芯, 受潮后胶带两侧的张紧力不同, 运行时使胶带朝较松的一侧跑偏。同时由于胶带双向运行, 堆料时为尾部驱动尾部落料, 而取料时为尾部驱动头部落料, 造成胶带运行向侧边都存在重跑偏现象。

2.3 滚筒对跑偏的影响

对各个滚筒逐一检查发现, 头部斗轮处滚筒的包胶中部宽约800mm全部脱落, 两侧基本没有脱落, 但斗轮侧的包胶磨损较多, 南侧的包胶基本没有磨损。滚筒曾不规则腰形结构, 胶带在此滚筒处容易产生跑偏。现场胶带的跑偏基本都是从这一滚筒处开始的, 取料跑偏在斗轮侧出滚筒边缘约120~150mm, 堆料跑偏在电机侧出滚筒边缘约80~100mm。

3 对悬臂胶带跑偏的处理

3.1 托辊组及滚筒的校正

由于新装的钢架使用一段时间后, 在使用状态下各联接件会产生相对的位置变动, 不能满足初始的尺寸偏差, 对托辊组进行一次校正, 对滚筒底座进行一次调整, 消除使用状态下各托辊组、滚筒与悬臂架的中心偏差。

3.2 滚筒与胶带夹煤的消除

斗轮处的滚筒部分包胶的脱落, 有其自身局部没有粘接牢, 硫化过温度, 胶没有弹性且已硬化较脆。但取料运行时大煤块不断撒入下胶带, 被带入到头部滚筒下方夹在胶带与滚筒之间, 煤块随胶带一同转动, 损坏了滚筒的包胶, 同时也损坏了胶带的非工作面。

煤进入胶带与滚筒间有三个部位, 首先是取煤时斗子内的煤倒不清时, 在回程中落下与相邻的钢结构崩入下胶带, 这是主要的夹煤原因。从现场观察来看, 产生这种现象是由于斗子与轮体固定的根部积煤, 从而与链条间形成了积煤的空间, 从最高点向下时内部积的煤就落下崩入下胶带, 干净的斗子就没有此种现象。其次是在水平下方取料时, 落到胶带上的煤有部分从导料槽逆运行方向滚向了煤场, 在此过程中有很小部分滚出胶带的边缘进入下胶带。再次是由于从中部取较高处煤时, 下方的煤较高回转时兜入下胶带。

针对上述现象逐一消除, 首先更换滚筒的包胶, 符合《GB10595-2009带式输送机标准》的要求, 消除滚筒表面不平引起的胶带张力不均;其次对取料导料槽向头部方向加长350mm, 并更换导料槽两侧的刮皮, 刮皮在头部一端向前方多伸出100mm, 基本达到防止取料时煤块从导料槽两端滚入胶带非工作面;然后沿溜料板方向加装长2500mm、宽1200mm的挡皮, 以防止取料时斗子内倒不清的煤落到钢结构上崩入下胶带。同时要求运行人员定期清理斗子内的积煤。

3.3 针对皮带撕边造成跑偏的消除

现有的上、下调偏托辊为单联锥形结构, 在运行过程中对跑偏的胶带基本起不了纠偏作用, 此形式的调偏托辊在燃料系统已基本不用, 更换成双向三联式两侧带立辊的上、下强力纠偏装置。当胶带跑向侧边时立辊一来可以挡住胶带继续跑偏, 二来可迫使胶带带动整个纠偏装置的三联杆朝胶带运行方向动作, 这时上强力纠偏装置上的3个 (下为2个) 托辊推动胶带缓慢移向中心, 校正了胶带。第一组上强力纠偏装置使用两侧高度、长度都可调的形式, 以适应头部成槽过渡, 其余的上、下强力纠偏装置高度比普通托辊表面高出10mm, 达到增大胶带与托辊的摩擦力, 以增强调偏效果。

布置上、下强力纠偏装置各4组, 在上胶带头尾、缓冲床前方各装1组, 在中部均布2组。在进入重锤处滚筒部位两侧各布下强力纠偏装置各1组, 在斗轮处布1组, 在重锤与头部中间布1组。

4 处理后的运行状况

胶带机胶带跑偏的原因分析及处理 篇5

皮带跑偏是最为常见的皮带机故障之一, 所谓皮带跑偏, 是指皮带机运行过程中胶带超出技术规范所规定的允许范围, 而出现的皮带运行异常的现象。技术规范要求皮带机运行中的允许超出滚筒或拖辊端面左右+0.05B (B为胶带宽度) , 在空载和重载调试中基本能够满足规范要求, 可在实际运行过程中往往受天气、物料等运行环境因素的影响而超出这一范围, 达到0.07～0.1B, 当出现这种情况, 将会造成重载皮带物料洒落, 给过往车辆及现场巡视等工作人员的安全带来威胁, 与此同时, 回程皮带将会与拖辊及滚筒机架严重摩擦, 影响设备性能的稳定, 从而影响生产的正常进行。

2 胶带机胶带跑偏的原因

输送机工作是靠输送带与传动滚筒之间的摩擦力驱动输送带运行, 带动输送带上的物料实现连续运输的。传动滚筒旋转时, 若输送带运输过程中输送带的中心与整台输送机的中心线不在同一水平面上, 即成为“跑偏”。胶带运输机的零部件制造质量, 设备安装质量问题, 常常在试运转及日常生产中发生胶带“跑偏”的现象。

跑偏的原因主要有:

(1) 在设备安装过程中出现皮带首、尾滚筒的轴线不平行, 首尾滚筒错位导致皮带运行中的跑偏现象。

(2) 皮带本身质量问题所导致皮带跑偏。

(3) 当出现皮带机作业运行过程中落料点与皮带中心位置发生偏移, 造成传输物料偏置, 从而使皮带朝重载侧偏出现象。

按胶带机使用的规范要求:胶带允许跑偏量为带宽的5%, 当跑偏量超过5%带宽之后, 即要求采取调偏的措施。如果运行中的胶带一旦发生跑偏它会使运输机与机架、托辊支架相互摩擦, 就会造成胶边磨损, 若滚筒两端周围有凸起的螺钉头、清扫器挡块等物或机架间隙过小, 均有可能引起输送带纵向撕裂, 覆盖胶面局部剥离划伤等事故。

3 胶带机防跑偏的主要措施

3.1 在设备安装过程中出现皮带首、尾滚筒的轴线不平行, 首尾滚筒错位导致皮带运行中的跑偏现象;为克服这种现象给今后的生产带来不良影响。

3.1.1 应采取必要的措施并对机架纵向轴线的直线度、各滚筒轴线平行度和胶带接头硫化的直线度进行合理适度的调整。

3.1.2 同时在重载和回程皮带的合适位置分别安装防偏控制开关, 当皮带跑偏超出正常范围时, 控制开关及时动作, 可避免皮带与支架摩擦造成皮带和支架结构损坏。

3.1.3 对连续运行设备投产前的重载和空载调试过程加强监督检查, 以便及时发现设备安装过程中所存在的皮带跑偏等设备安装质量问题。

3.2 皮带本身质量问题所导致皮带跑偏, 如胶带带芯松动, 厚薄不一致, 以及胶带粘接环行的内外两侧尺寸相差过大等: (1) 皮带本身质量问题, 在运行中不容易被发现, 但是, 一旦发生问题给公司所造成的损失却是非常严重的, 为避免损失的发生, 设备、技术主管人员应积极参与皮带选型采购, 特别是长距离皮带更应严格按照设计规范要求进行材料的选型, 并采取必要措施进行妥善保管防止皮带老化出现人为质量问题。 (2) 在保证皮带质量的基础上, 皮带粘接尺寸严格遵循工艺要求避免喇叭形状外, 在热粘接的情况下还要保证周围环境质量符合工艺要求, 确保皮带的粘接质量。

3.3 当出现皮带机作业运行过程中落料点与皮带中心位置发生偏移, 造成传输物料偏置, 从而使皮带朝重载侧偏出现象在实际生产运行过程中因落料造成皮带机跑偏现象主要包括3种情况:

3.3.1 可调落料口, 这种与皮带连接的方式在调整皮带偏置现象时, 相对较容易, 可通过调整落料当板的倾角, 使物料落点对准皮带中心位置。

3.3.2 不可调落料口, 这就要求我们对设备安装和调试过程认真测量分析, 做好设备安装调试过程的监督, 避免设备投入运行后再对设备进行调整, 给生产带来不必要的损失。

3.3.3 上述2种连接方式均存在因煤质及含水情况, 而出现落料口一侧堵料造成落料点偏移, 导致皮带跑偏;这种现象可通过皮带巡视发现所存在的问题, 并利用作业间隙及时疏通。

3.4 采用连杆式锥型可逆自动调心拖辊调整控制皮带跑偏, 这种拖辊与皮带的接触面改为目前的线接触, 并且自动纠偏拖辊采用连杆机构, 可以自动复位保证左右两侧辊同步转动, 调偏效果稳定可靠。

结语

由于跑偏会导致输送机停车而影响生产, 跑偏还可能引起物料外撤, 使得全线输送系统经济指标显著下降, 而要注意预防及及时纠正输送带的跑偏。

参考文献

[1]李景奇.带式输送机的结构及常见故障, 哈尔滨, 哈尔滨煤矿机械研究所, 第21卷第9期.

[2]叶名川.带式输送机输送带跑偏原因及其处理, 淮南, 淮南矿业集团张集煤矿, 第3期2009年.

胶带测量 篇6

关键词：胶带输送机,快速更换,钢丝绳芯胶带

1工程概述

平煤股份十矿中区钢丝绳芯胶带输送机铺设于-320 m水平中部, 于2003年6月投产, 机头采用锚喷支护, 机身为拱形棚和锚喷支护, 巷道断面为10 m2, 巷道为下山巷道, 平均倾角为17°, 输送机型号为DTL100/50/4×250S, 钢丝绳芯胶带型号为ST2500 (8+7.5+6) , 运输能力500 t/h, 带速 2.5 m/s, 铺设长度1 170 m, 驱动功率为4×250 kW, 张紧形式为机尾配重车张紧。该钢丝绳芯胶带输送机主要担负-320 m水平中区戊组, 东区戊组、丁组的原煤运输任务。

2传统施工方案及存在问题

中区钢丝绳芯胶带输送机全长1 170 m, 胶带铺设长度2 350 m, 机尾配重车至巷道下部共计46 m, 坡度17°, 高1.5 m。受巷道条件限制, 钢丝绳芯胶带总是分3次更换, 每次更换800 m (图1) 。

施工前, 在中区机尾配重车后安装JH-25绞车1台, 将800 m新胶带码放在中区高强机尾配重车后长23 m、高1.2 m范围内, 紧挨新胶带存放位置后再留23 m距离, 用来存放换下的旧胶带。施工时, 在机尾切开旧胶带, 将新胶带与旧胶带做头连接后, 开倒车, 输送机下面进新胶带, 上面出旧胶带。出旧胶带时, 需由机尾下方JH-25绞车配合完成。

由于矿井巷道条件复杂多变, 2 350 m的钢丝绳芯输送机胶带更换完毕常常需要4～5 d。更换时, 每车钢丝绳芯胶带长150 m, 装车高度1.9 m, 而中区钢丝绳芯胶带输送机机尾片盘口内轨道变形严重, 巷道内的2道常开风门高度只有1.5 m;由于底鼓, 输送机配重车后需放绳的46 m巷道段巷道高度也仅1.5 m, 均需拉底。另外, 中区钢丝绳芯胶带输送机机尾片盘内50 m轨道由于底鼓而变形严重, 行车时经常脱轨, 须拉底调道。

3改进方案设计

针对传统胶带更换施工方案中存在的问题, 结合现场作业实际情况, 提出胶带更换改进方案:利用运输巷第245#架处 (距机头约800 m) 的中车场存放2 350 m新胶带, 对钢丝绳芯胶带输送机胶带进行一次性全部更换[1,2,3] (图2) 。具体步骤:①将2 350 m钢丝绳芯胶带在中区戊组轨道下山中车场内连接完毕后, 整齐码放, 码放长度21 m, 高 2 m。将旧胶带在运输巷245#架处断开, 并与新胶带做头连接, 同时, 将245#架至机尾段的370 m胶带切下, 由JH-25绞车配合将胶带回收到机尾配重车后。②输送机开正车, 从输送机上面进新胶带, 下面出旧胶带。新胶带下端头到机尾后切下旧胶带, 不再出胶带, 继续开正车上新胶带 (新胶带存放在输送机下部机架空隙之间) 。③上完新胶带后, 输送机开倒车把新胶带末端从第245#架处带到机尾, 将新胶带首尾对接, 完成更换胶带工作。

技术论证表明, 改进后的施工方案工程质量有保障, 投入人力、物力少, 外围施工强度小, 用时短, 安全可靠。

4方案实施

施工准备:将2 350 m胶带硫化连接, 并在指定位置安装JH-25、JH-11.4绞车。

(1) 输送机开空, 将1#接头带到第245#架处, 输送机头开关停电闭锁, 并派专人看管。

(2) 为防止底胶带下滑, 在第231#架底胶带处夹1道夹子, 并用钢丝绳固定牢固, 钢丝绳的另一端系在巷道侧的棚腿上, 棚子一定要连锁5架以上。

(3) 搭设硫化平台, 并保证平、稳、牢。

(4) 将旧胶带在运输巷第245#架处断开, 并与新胶带做头连接。

(5) 将第245#架至机尾段的370 m旧胶带切下, 由机尾的JH-25绞车与JH-11.4绞车配合将胶带回收到机尾配重车后。

(6) 截取第245#至机尾的370 m旧胶带, 绞车配合回收旧胶带至配重车后。

(7) 输送机开正车, 从上面上新胶带, 同时配合机尾JH-25绞车从下面回收旧胶带。

(8) 新胶带下端头到机尾时, 机尾绞车不再出旧胶带, 继续开正车上新胶带。

(9) 上完新胶带后, 输送机开倒车, 把新胶带头从第245#架处开到机尾, 切下旧胶带, 将新胶带对接, 完成换胶带工作。

5结语

通过对钢丝绳芯胶带输送机快速更换的探讨实践, 针对井下不同生产条件, 提出相应对策, 并取得了良好的实施效果。①与传统施工方案相比, 改进方案对胶带进行一次性更换, 工期减少64 h, 节约工时费用48 000万元, 多出原煤3.2万t。②利用改进方案, 现场施工条件好, 安全程度高, 降低了职工劳动强度, 并减少了多处巷道拉底等外围工程量。同时, 为其他相同生产条件矿井一次性快速更换大长度输送机钢丝绳芯胶带提供了实践经验, 社会效益显著。

参考文献

[1]张长香.强力胶带输送机钢丝绳芯阻燃胶带的快速更换[J].煤炭技术, 2005 (4) :30-31.

[2]赵春沛.钢丝绳芯强力胶带运输机的安装[J].矿山机械, 1999 (2) :69-70.

选煤厂胶带运输机胶带跑偏及对策 篇7

胶带运输机的皮带跑偏, 直接影响着胶带运输机的使用寿命, 极大地缩短了设备的维修周期, 大幅度增加了维修费用, 不利于选煤厂的安全生产。本文将对胶带运输机胶带跑偏的原因、胶带运输机胶带跑偏的处理措施展开详细阐述, 以供行业人员借鉴及参考。

1 胶带运输机胶带跑偏的原因分析

当胶带运输机正常运行时, 其输送带是呈现闭合循环的状态, 上、下输送带运行的中心线始终保持平行, 运行的速度比较稳定, 沿输送带宽方向的偏移量保持在正常的范围内。如果输送带的偏移量达到了带宽的5%以上时, 则发生了跑偏。因此, 胶带运输机胶带跑偏的原因主要体现在以下四个方面:跑松不跑紧、跑大不跑小、跑高不跑低以及跑后不跑前。在目前各种论文中, 经常对这四个原因有所曲解、混淆, 基本上没有一个系统的、准确的定义。

1.1 跑松不跑紧

如果头部驱动滚筒或者是尾部改向滚筒的轴线与胶带输送机的中心线不垂直时, 则容易导致胶带在头部滚筒或者是尾部改向滚筒处出现跑偏的情况。调整驱动滚筒以及改向滚筒是调整胶带跑偏的重要途径, 因为每条胶带至少需要具备2~5个滚筒, 并且需要保证滚筒的安装位置与胶带运输机长度方向的中心线垂直, 如果偏斜的角度过大, 则容易发生跑偏的情况。当滚筒偏斜时, 胶带在滚筒两侧的松紧度则会出现差异, 导致沿宽度方向上所受的牵引力Fq与其不一致, 并且呈现逐渐降低或是逐渐增加的发展趋势, 促使胶带附加一个向递减方向的移动力Fy, 最终促使胶带向松侧出现跑偏, 将其称为“跑松不跑紧”。

调整此类跑偏的方式是:对于头部滚筒, 比如胶带向滚筒的右侧跑偏, 那么右侧的轴承座应该逐渐向前移动, 如果胶带向滚筒的左侧跑偏的话, 那么左侧的轴承座应该逐渐向前移动, 同样的, 可以将左侧的轴承座后移或者是右侧轴承座向后移。对于尾部滚筒出现跑偏, 其调整方法与头部滚筒则刚好相反。经过多次的反复调整直到胶带调到相对比较理想的位置为止。在调整驱动或是改向滚筒之前, 应该准确地确定其安装位置。

1.2 跑大不跑小

由于滚筒的外表在加工过程中容易出现误差, 或是磨损、粘煤不均匀等都容易造成滚筒的直径大小的不一致, 此时, 胶带则向直径比较大的一边跑偏, 将其称为“跑大不跑小”。其受力情况如下:胶带的牵引力Fq会产生一个向直径大侧的移动分力Fy, 在分力Fy的作用下, 胶带出现偏移。针对上述情况, 调整方式是将滚筒表面的黏煤清理干净, 解决的方式是将滚筒的表面清理干净, 对于出现加工误差、磨损不均匀的地方则需要更换下来重新进行加工处理。

1.3 跑高不跑低

支承托辊在与胶带的运行方向平行的同一个水平位置上呈现一头高一头低的情况, 此时胶带则会向较高的一侧进行移动, 将其称为“跑高不跑低”。

1.4 跑后不跑前

承载托辊组安装的具体位置与输送机的中心线的垂直度存在较大的误差, 极易导致胶带在承载段向一则跑偏。其受力情况如下:胶带在逐渐向前运行时, 产生给托辊一个向前的牵引力Fq, 牵引力Fq可以分解为促使托辊运转的分力Fz以及一个横向分力Fc, 横向分力Fc促使托辊沿着轴向转动, 由于托辊支架的固定托辊是无法实现轴向窜动, 因此, 此时则会产生一个反作用力Fy, 反作用力Fy促使胶带巷另一侧进行移动, 由此出现胶带跑偏的现象, 将其称为“跑后不跑前”。

2 胶带运输机胶带跑偏的处理措施

当胶带出现跑偏时, 应该仔细认真地予以观察和分析, 切实找出胶带跑偏的原因, 然后制定出切实可行的措施解决问题。下面主要讲述几种处理胶带跑偏的方法。

2.1 调心托辊

安装调心托辊是有效解决胶带跑偏问题的重要途径。但是如果事先没有对胶带跑偏加以科学合理的分析, 而是盲目地安装调心托辊, 将胶带强行扭正, 则不仅不能有效地解决胶带跑偏的问题, 同时有可能导致胶带的局部出现扭曲, 胶带遭到严重的磨损, 从而存在安全隐患。另外, 调心托辊适用于较短的胶带运输机, 因为较短的胶带运输机容易出现胶带跑偏的情况, 并且调整比较困难。如果胶带运输机的距离比较长, 则不宜采用调心托辊。

2.2 张紧处的调整

胶带张紧处的调整是胶带跑偏调整中的一个重要环节。胶带张紧处上部的两个改向滚筒不仅需要与胶带的运行方向垂直, 同时也应该与重力垂线垂直。这种调整方式有助于消除由于胶带松弛或是机架歪斜造成的胶带跑偏。对于采用重锤张紧装置的带式运输机而言, 可以通过增添配重的方式解决胶带跑偏的问题, 但是不能增添得过多, 避免超过胶带的承受力从而降低了胶带的使用寿命。对于采用螺旋张紧或者是液压张紧的带式运输机而言, 可以适当地调整张紧行程, 从而有效地增加张紧力。

2.3 落料点的调整

在进行设计的过程中, 应该尽量增大两条胶带运输机之间的相对高度, 同时设置挡料板, 改变物料的下落位置以及方向。对于受限制的带式胶带运输机, 需要充分地考虑其上下漏斗和导料槽等部件的形式和尺寸的大小。在一般情况下, 导料槽的宽度最佳为皮带宽度的3/5左右。为了有效地减少或是避免胶带出现跑偏的情况, 可以适当地增加挡料板阻挡物料, 从而改变物料的下落方向和具体位置。

2.4 胶带的调整

胶带本身也存在一系列不足之处, 如果胶带使用的时间过长, 则容易出现老化变形、胶带边缘磨损, 或是胶带磨损之后重新制作的街头中心不正等问题, 这些问题的存在导致胶带两侧边所受到的拉力不一致, 从而促使胶带出现跑偏的现象。这种情况下的胶带全长上会向一侧跑偏, 而最大跑偏则在不正的中心接头处, 处理这种问题的方式是重新制作中心不正的胶接头, 对于已经老化变形的胶带, 则需要及时予以更换。

3 包胶滚筒的改进措施

3.1 调整皮带跑偏的方式

如果皮带某端被煤或者是其他的物料垫高, 当某一端的受力比较大时, 皮带此时就会向受力较大的方向移动, 如果想阻止皮带往哪一方向跑, 则有两种方式:一是向皮带跑偏的反方向撒煤, 将滚筒垫高;二是采取有效的措施促使皮带移动方向上的滚筒边缘变低。

3.2 两种方式的比较

如果想让皮带往某一边跑, 就需要采取有效的措施对滚筒的某一端进行垫高或者是减低, 同样地, 如果不想让皮带往某一边跑时, 则需要把滚筒跑的反方向垫高, 或者是将胶带的本方向减低, 选择垫高和减低两种方法中的一种方式, 一般是选择后种, 原因是: (1) 垫高滚筒的两侧, 此时滚筒的左右两边都会同时对皮带产生很大的拉扯作用力, 容易对皮带韧性产生影响, 长此以往, 皮带的韧性会逐渐消失, 甚至出现撕裂的情况, 而“减低方式”则不会产生这种现象。 (2) 垫高滚筒左右两侧, 则会消耗更多的滚筒钢材以及包胶材料, 而“减低”滚筒两边, 有助于节约材料。

4 结语

目前, 胶带运输机胶带跑偏的原因较多, 诸如跑松不跑紧、跑大不跑小、跑高不跑低以及跑后不跑前等等, 因此, 应当及时制定有效的措施, 要定期对胶带运输实施日常的检查维护, 并且平时要注重检查及检修, 只有这样才能够不断提高设备的维护和保养质量, 大幅度提高生产效率。

参考文献

[1]姜立锐, 陈林.选煤厂胶带运输机皮带跑偏分析及处理方法[J].民营科技, 2013, 11 (22) :189-190.

[2]赵国兴, 梁世红, 刘春龙.选煤厂胶带运输机胶带跑偏原因及处理[J].露天采矿技术, 2013, 12 (11) :190-191.