1、问题提出
峨口铁矿投入生产30余年来，因皮带系统的岗位粉尘较多，虽经多次改造，安装除尘设备，对皮带通廊进行密闭，皮带机安装密封罩和采用高压水喷雾抑尘，取得了一定效果，但仍然存在岗位人员接尘粉尘的倾向。由于生产过程中的物料转运不可避免地会产生扬尘现象，矿石中含有SiO2极易产生粉尘毒害，使接触粉尘的员工吸入积累到一定程度产生尘肺，由于其不可逆性，严重危害员工的身体健康。要实现尘毒对员工的伤害为零的目标，一是要使环境达标，对除尘设备进行改造使粉尘浓度达到2mg/m3以下；二是尽可能少的减少接触尘毒员工的数量和接触尘毒的时间。
为此峨口铁矿提出了对全矿皮带系统采用无人值守改造方案。拟把皮带系统的岗位人员减下来，最大限度地减少接触粉尘人员的数量和接触时间，降低因粉尘对人造成的伤害。
无人职守分两部分进行，第一步从2006年至2007年完成球团系统的无人职守改造，第二步在2008年选矿改期间完成选矿破碎系统的无人职守改造。
2、皮带机无人职守改造方案设计
在系统生产中设备的可靠性是设备主系统正常高效运转的重要保证，没有可靠性就没有高的生产效率。因此，必须有必要的措施来保证皮带机在无人职守情况下的正常运转，最大限度地减少维护量。
2.1增设皮带运输监控系统
本系统由运输皮带机等基本设备组成，利用控制设备、通讯模块、打滑、堆料、超温、纵撕、灭尘、速度、跑偏、料位等监测与保护，达到皮带机集中控制与监测系统的要求。
系统采用PLC组成数据传输网络，达到不同的规模控制。完成系统内皮带全工作过程的监控、监测、连同地面中控室，构成一个完善的监控系统。
(1)实现胶带机运输系统集中监控，实时监控设备状态和运行参数，并显示数据曲线，对重要信息在硬盘记录；
(2)控制方式分集控自动／集控手动／就地，三种方式可转换。正常生产时，使用集控自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程由中央控制台自动启停；集控手动时，可在中央控制台操作各设备，无闭锁和联动关系；就地时，在现场操作；
(3)启动设备前由集控台发预告信号，预告30秒后，若现场均满足集控自动启动条件，设备按顺序自动启动。现场可用停车钮停止启动过程；
(4)现场信号箱设起／停车按钮，现场可随时停车。若设备由集控启动，控制系统接到现场停车信号后，可作急停处理，实施故障停车操作；
(5)按“GB/T14784 - 1993带式输送机安全规范”胶带运输机装设拉线开关、跑偏保护、低速保护等，这些信号均接人集控系统，参加设备的紧急停车和闭锁停车；
(6)对设备故障和工艺参数的异常实时报警，并进行声光提示。一般故障只报警，现场非正常停车或严重故障时，故障设备及其上游设备紧急停车，下游设备顺料流延时闭锁停车。
2.2传动和皮带机系统改造方案
2.2.1传动系统改造
为提高可靠性，对现皮带机传动系统进行全面改造。
(1)将现皮带机使用国产减速机，全部更新为国外著名品牌的硬齿面减速机。
(2)将现使用的皮带B=1200以上托辊、托辊架全部统一为DTⅡ型、直径133的托辊及托辊架。
(3)在进行集控改造前对皮带机进行一次全面检修，对接近报废的传动滚筒、改向滚筒进行更新。
(4)对皮带机架进行找正和相应加固。
(5)对料嘴改造成可换衬板结构，避免因料嘴落料方向改变，造成皮带跑偏。
(6)对皮带拉紧装置进行改造或检修。
(7)对滚筒轴承的润滑增设干油集中润滑装置。
(8)选用旋转式清扫器，减少对托辊的磨损和撒料。
2.2.2选用先进可靠的安全保护装置
2.2.2.1拟选用的安全保护装置
(1)跑偏保护装置；
(2)自动纠偏装置；
(3)带速检测保护装置。
2.2.3安全保护装置的功能与特点
在皮带机使用中跑偏是皮带机的常见和多发故障。其在运转过程中，输送带的纵向中心线偏离输送带的理论中心线的现象称为皮带跑偏。它的表现是输送带边缘至托辊或滚筒边缘的距离与理论值相比或大或小。输送带的跑偏会使输送带与机架、托辊支架相摩擦，造成边胶磨损。严重的跑偏会使输送带翻边，若在滚筒表面边缘有凸起的螺钉头、清扫器档块等物，或机架间隙过小，均有可能引起输送带的纵向撕裂、覆盖胶局部剥离，划伤等事故。由于跑偏会导致皮带机停车次数增多，影响生产；跑偏还可以引起物料外撤，增加清扫工作时，使皮带机系统运行经济性下降。
引起皮带机跑偏的原因很多，其中主要的是：
(1)机架和滚筒安装的误差及调整和运转过程
中的清洁程度。
(2)皮带的结构及制造质量误差造成的在带宽方向上受力不均匀、硫化接头质量不好、输送带出现的局部损伤。
(3)给料位置装载时的侧向冲击及不对中，4清扫器的性能不佳等设备质量、操作、外界气候条件等因素。
为防止跑偏首先应确保设备的制造和安装质量。在进行自控改造前应对皮带机的安装质量进行一次全面校验和调整。
其次，恢复或增加：
(1)设置调心托辊：
(2)对短距离皮带机在其头尾部设几组带胶环的缓冲平托辊；
(3)在皮带易跑偏处的机架两侧设立挡辊，进行强制性纠偏。
2.2.3.1跑偏保护装置
跑偏保护措施尽管在一定程度上起到了纠偏的作用，但并不能保证完全消除跑偏。为使输送机不因跑偏而造成事故，在皮带上需设置跑偏保护装置，如图1所示。
一般使用单立辊双凸轮结构，具有立辊自动复位功能。当皮带跑偏而与立辊接触时，立辊被皮带推着摆动，带动装置内的凸轮转动。该装置有两个动作位置：当跑偏不十分严重时，立辊摆至第1位置（转动角15。），外侧凸轮松开第一级行程开关，其常闭触点复位，输出报警信号，提醒操作人员注意，当严重跑偏时，立辊摆至第Ⅱ位置（转动角35°），内侧凸轮松开第二级行程开关，输出信号使皮带机停机，以防止发生恶性事故。为防止输送带继续跑偏而损坏立辊，立辊摆动极限角定800。保护装置上有人工控制的接通控制回路的按钮。因而立辊摆动至第Ⅱ位置以后，也能短时开动皮带机，使皮带回位，当皮带恢复到正常位置后，扭簧使立辊自动复位。
跑偏保护装置没有调偏的作用，它只是在发生跑偏时发现警告或停车。
一般皮带在头尾部各装一个，长皮带中间可设置1～2个。
2.2. 3.2 自动纠偏装置效果分析
2.2.3.2.1 有源驱动接触托辊跑偏自动调整装置
日本富士输送机制造厂与松岛机械所研制了一种强力跑偏自动调整装置。其结构原理如图2所示。图中接触托辊2，连接杆3，检测用电位差计6，输送带跑偏检测器7构成跑偏信号输出系统。推杆l，限位开关4，反馈用电位差计5，位置控制器8构成跑偏调整系统。输送带的跑偏通过接触托辊和检测用电位计测出，输送带跑偏检测器将与接触器倾角成比例的电信号输入操作机构的位置控制器。当
输送带发生跑偏时，发出跑偏信号，操作机构的位置幅度操作电动机前进、后退的指令，按发出的偏差进行自动校正，调整是由电动操作装置推动承载托辊产生调整力强迫实现的。该装置适用的带式输送机的主要范围：带宽500～2200 mm，最大带速250mm/min，托辊槽角O～40°。
国内生产同类产品，XTD - 99型自动调偏器，电动机经蜗杆、蜗轮减速机驱动托辊进行调偏，分上、下两种调偏器。
一个支架：一个旋转支架、一个传感支架，分别先后安装在输送机主支架上。即(1)(2)为传感滚筒（和滚筒同轴装在一块）分别装在输送机胶带的两侧距边缘30 mm位置上，始终监测胶带的运行情况，若胶带因故向任何一边偏移。只要触及到传感滚筒，它就开始转动，并产生脉冲信号经放大并推动电机转动，并通过减速机构带动调心支架缓慢的旋转，同时胶带也开始慢慢的向反方向偏移，离开传感滚筒后，传感滚筒停止转动，电路又重新截止，周止复始进行调正。
2.2.3.2.2无源液力自纠偏装置
WY系列无源液力自纠偏装置是接触托辊跑偏装置和另一种形式；能自动检测皮带跑偏的趋势予以纠正，使皮带始终运行于设定的范围之内，不偏离机架的中心。使用纠偏机以抵消皮带机因各部不正、运转不灵、物料冲击方向不顺，负荷变化和皮带内部张力不均匀等各种因素造成的皮带跑偏。
这种无源自纠偏装置不需电源，液力自动纠偏，自成系统、工作性能可靠，安装方便无须日常维修，对皮带无损伤，是纠偏的理想设备。
2.2.3.2.2纠偏机的动作原理
皮带向一侧跑偏后，皮带即搭触在纠偏机检驱轮上，皮带的摩擦力使检驱轮转动，带动与之连为一体的专用低速油泵。油泵输出的液压油至油箱的逻辑阀，经过逻辑阀组后流向液压缸，推动液压缸动作。油缸推动调心托辊偏转，偏转后的调心托辊对皮带产生横向复位力（纠偏力）。皮带复位后，检驱轮与皮带脱离接触，停止转动，在逻辑阀的控制下，油缸停在某一位置，此位置下，皮带受到的跑偏力与调心托辊对皮带的纠偏力相平衡。如果外部了因素导致此平衡打破，纠偏机应进行下一纠偏周期，如图3所示。
2.5.3.2.3 WY无源纠偏机的特点
(1)可靠性高：从耐磨性极好的检驱轮到低速油泵，从油箱液压阀组到联接管、油缸中间无易磨损件。
(2)反应灵敏准确：系统对跑偏信号的响应性极佳，从微量跑偏（大约20 mm）到极大幅度跑偏，系统都能做出相应反应。一般情况下，纠偏机能把皮带控制在左右跑偏略大于20咖。此时检驱轮正好搭触在皮带上。
(3)由液压油泵产生的压力，推动油缸，油缸的活塞杆与调心托辊相连。调心托辊旋转后对皮带产生纠偏力，皮带同时对调心托辊有一反作用力，该力使调心托辊反转复位。如果不对调心托辊制动，纠偏力会随着调心托辊的复位而消失。WY逻辑阀组制动定位功能使得调心托辊定位于某一角度，在这个角度下，纠偏力与跑偏力相平衡，皮带在中心线位置平稳运行。
(4)对皮带机完全没有任何伤害：即使在故障状态，皮带纠偏机也不会对皮带产生作任何危害，并且会很容易将纠偏机分离，重新恢复调心托辊人工调节功能。而且也不会对皮带造成磨损。
2.2.3.3带速检测保护装置
带式输送机的运行是靠传动滚筒与输送带之间的摩擦传递运动的，由于载荷和拉紧装置拉紧力的变化，输送机的运行速度装发生波动。驱动装置的非正常工作也会使带速发生变化。当输送机带速过低时输送机不能完成所应完成的输送量。若该输送机在输送线上工作时，会发生物料的堆积现象，造成整条输送线无法正常工作。当驱动装置正常运转而带速降低时，意味着输送带在传动滚筒上打滑，这种打滑会使输送带温度升高，严重时会烧毁输送带，还有发生火灾的危险。
带速检测保护主要问题是对带速的检测，一旦给出带速信号，输送机的保护是很容易的，只要有相应的事故判断准则，就可以采用继电器、开关对系统进行保护。
(1)速度传感器。凡是可以测定转速信号的传感器都可以在带式输送机上应用。目前在带式输送机上应用的速度传感器有：测速发电动机、磁感应发送器、磁电式传感器、舌簧式传感器、光敏管式传感器、接近开关式传感器、磁敏式传感器等。
传感器安装在改向滚筒或托辊轴上，或者是通过探头直接与输送带接触。直接与输送带接触的传感器可以获得输送带的带速，但由于输送带的振动、探头的磨损往往效果并不太好。
速度保护装置主要有：
(1)测速发电动机式保护装置。测速发电动机是把机械转速转变为电压信号，输出的电压与转速成正比关系。为了应用方便，一般采用永磁性直流测速发电动机。应用时将其和托辊轴连动来反映带速信号。测速发电动机可以分别和继电器，运算放大器组成速度保护装置。该装置适合自行组装，能满足低速、打滑及超速等保护要求。
(2)磁感应式发送器式保护装置。磁感应式发送器是由永磁铁和线圈等组成。它与输送机的特殊托辊配合使用。磁感应发送器式保护装置的优点是电气线路比较简单，缺点是吸能对输送带的低速或打滑进行保护。
(3)接近开关式速度保护装置。接近开关式速度传感器通常与安装在被测物体上的铁凸块一起使用。根据凸块与传感器的接近次数反映出被测物体的转速。
3球团原料皮带系统现状调查
3.1通过现场调查，目前球团原料皮带系统主要存在的问题
(1)由于自行安装，皮带架普遍不平直，如sQ-1皮带等。
(2)由于物料料湿，料咀易堵，料量突然脱落，会造成瞬间皮带流量增大，压皮带。
(3)部分料嘴下料不正造成跑偏如Z1、Z2皮带。
(4)托辊调偏架起作用的少，不能自动调偏，大都是用铁丝或拉杆进行强制词偏。工人劳动强度大，不安全。7 (5)清扫器在原料区已全部恢复在用，效果还须进一步提高，如SQ改向辊筒的清扫器。
(6)减速机运行中振动大，底座强度低，需要进行加固。Hl皮带减速机轴承部位温升高，更换一个新减速机后仍存在上述问题。Q2、Q3皮带采用油冷滚筒，打滑，跳闸。
3.2拟采取的措施
为实现皮带机集中控制达到无人（少人）值守的目的，需要对皮带系统进行改造和完善。需采取以下措施：
(1)对皮带机本体设备所存在的缺陷、隐患进行一次整改，恢复皮带机的功能。
(2)对原料作业区所属的皮带机中间架，进行一次全面调整，使之平整度符合皮带机安装技术要求。
(3)对清扫器进行进一步的整改和维护，建立清扫器的定期更换制度，每月一次；同时对清扫器清下的物料制定流向或集中，以减少清扫量。引进辊式自旋转清扫器，提高清扫效果。
(4)皮带机托辊已经全部更新为Ur -Ⅱ型托辊，大部分为浙江象山港机厂生产，质量还算稳定，今后将进一步引进JRC、DBT、陆美嘉等国外厂家生产的托辊，提高托辊的使用寿命和可靠性。所需要做的就是根据可靠性维修的原则，确定一个合理、经济的使用期限和维护周期，尤其是下托辊，要有计划地定期进行更换，不能等损坏后才进行更换。
(5)恢复防跑偏开关，目前在用皮带机的防跑偏开关信号没有接人集中监控室计算机。对跑偏开关进行恢复和增设，跑偏开关恢复后即将信号接人集中监控计算机。
(6)恢复防打滑监测装置和料咀堵塞监测装置（需要的地方）。
(7)传动、改向滚筒轴承制定定期清洗和给油给脂制度。要保证轴承长周期运行，必须保证给脂的清洁和使用同一品牌的油脂。采用油杯补人，尽可能不采用打开轴承盖的加油方式进行加油、补油。采用打开盖加油时必须对轴承腔进行彻底清洗，加油量不超油腔的2/3。
(8)经校核和现场考察皮带机电机功率可以满足负荷增加的要求，如ZI、H1、Ql皮带电机已由原来的37kW．增加到现在的55 kW，但仍有部分电机在满负荷的运行。物料的突然变化对电机的长期稳定运行有影响，因此，需要在产生堆料的地方，及时消除，可以加装电振。部分传动底座振动大，需要进行加固。
3.3增设皮带自动纠偏装置
皮带在运行过程中不可避免地会出现跑偏，如不能及时进行调整会造成皮带机出现撒料和皮带机划伤等事故，严重时使皮带机不能正常运转。而现在安装在皮带机上的调偏架不能完全实现调偏，因此在皮带岗位上操作人员其中一项重要的工作就是处理皮带机的跑偏一采用摆动调偏架的方法使皮带机走正。为实现无人值守必须在皮带机上安装具有自动纠偏功能的调偏装置。通过对上述几种纠偏装置的对比分析，各有优缺点，有些装置国内目前没有生产。经过对其他单位应用的实际考察，目前使用较多的是一种无源纠偏装置，经过引进在现场试用后效果较好，能够有效地改善运行状况，实现皮带的自动纠偏。在球团系统应用50余台，计划下一步在选矿和球团其它系统应用近100台。
3.4将皮带机运行信号接入集中监控室、实现无人值守
将恢复的跑偏开关、打滑监测装置、物料堵塞监测装以及自动纠偏装置的信号反馈到原料集中监控室用PLC进行控制。同时增加一定数量摄像头进行动态监控。
(1)所有皮带机均装设两级跑偏开关，每隔约50 m设置一对跑偏开关，一级跑偏用于故障报警，二级跑偏用于故障停车。
(2)所有皮带机，均设拉线开关，用于紧急情况下的停车，急停拉线开关的安装间距均确定按50 m进行配置，并可扩展下皮带的跑偏保护，以保证设备和人身安全；由作业区电工对所有拉线开关进行检测，确保可靠。并定期进行实验。
(3)在皮带机料嘴内设置堆料堵塞传感器，防止皮带的堆料事故的发生。
(4)在皮带机设置皮带速度传感器，以检测皮带的超速及打滑事故的发生。
(5)皮带机每隔约100 m设起动预警装置（电铃），设备启动前发出预警信号，提示有关人员应立即远离设备。
(6)电机的电流实时监测功能可发现一些机械设备的潜在故障隐患；运行中对电机的电流进行实时监测分析，当发生电流超限或突变时报警，严重时停机。
(7)可根据皮带机系统的故障性质，进行紧急停机、顺序停机或发出报警声光信号。
(8)在集中操作台上能集中显示胶带机的工作状态、故障类型、故障地点。
(9)多种操作方式。控制方式有：集中联动、集中手动、就地联动、就地手动、禁启等方式，使系统操作灵活、可靠。在集中方式，所有设备由集控室操作员通过上位机操作。
(10)完善的信息处理功能，报警信息、运行参数、操作记录等信息自动形成标准格式的数据库文件，并在硬盘长期保存，供信息系统调用。
3.5对影响皮带机可靠运行的传动系统进行改造
皮带机的传动系统的运行可靠性对实现无人值守，起着至关重要的作用，虽然劣化有一个过程，不可靠的传动系统需要花费大量的人力来对其进行检查和维护，稍一疏忽就会酿成事故，导致系统停机。因此，皮带机传动系统应进行无故障设计或预防维修。为此将减速机全部更新为SEW硬齿面减速机，使系统可靠度大为增加。
3.6传动滚筒的润滑
润滑的可靠是保证系统设备长周期运行的关键，采用油杯定期补油方式，实际上是不可靠的，无法确保每个人都是在按规定的时间、周期、定量地进行加油，因此选用可靠的脂集中润滑是十分必要的。拟采用南京贝奇尔机械有限公司生产的小型电动集中润滑装置来实现这一目标。
4、应用效果
本项目于2007年4月份完成，原料系统12条皮带机安装无源纠偏机52台，达到了自动纠偏，传动系统采用SEW硬齿面减速机提供了传动可靠性，将皮带机的控制方式和监控信号集中到集控室，实现了皮带机的集中控制，为无人职守创造了的先决条件。
设备运行作业率提高，故障减少，按提高了皮带机和主机的作业率计算。
球团原料系统实施后的皮带机岗位人员原有人员40余人，只留4人在Q2、Q3皮带要机作业，其他人员调整岗位或进行设备巡检。实现皮带机集中监控，减少粉尘对岗位人员尘毒伤害，达到了项目初期设定的目标。具有较好的经济效益和巨大的社会效益。峨口铁矿胶带式输送机无人值守改造实施与效果
峨口铁矿胶带运输系统分为选矿胶带运输系统和球团胶带运输系统，两条系统共有胶带运输机70余条，长度约5000m，皮带机岗位人员200余人，由于大部分皮带机岗位粉尘大，是工业卫生防控的重点，虽然采取了很多防护措施，对产生粉尘的皮带机进行密闭和安装抽尘、除尘设备，但仍不可避免地存在粉尘对工人的危害。为有效地解决这一问题，采用皮带机集控操作无人值守，减少岗位人员的数量和与粉尘岗位接触的时间是解决这一问题的有效措施。针对这一措施峨口铁矿历时2年其本完成了球团系统和选矿系统（正在实施中）皮带机的集控操作无人值守改造，从球团皮带机岗位撤除人员50余人，下一步2008年8月选矿皮带机的无人职守改造完成后还可从皮带机岗位撤除60余人，总计拟减少皮带机岗位人员110人。
1、问题提出
峨口铁矿投入生产30余年来，因皮带系统的岗位粉尘较多，虽经多次改造，安装除尘设备，对皮带通廊进行密闭，皮带机安装密封罩和采用高压水喷雾抑尘，取得了一定效果，但仍然存在岗位人员接尘粉尘的倾向。由于生产过程中的物料转运不可避免地会产生扬尘现象，矿石中含有SiO2极易产生粉尘毒害，使接触粉尘的员工吸入积累到一定程度产生尘肺，由于其不可逆性，严重危害员工的身体健康。要实现尘毒对员工的伤害为零的目标，一是要使环境达标，对除尘设备进行改造使粉尘浓度达到2mg/m3以下；二是尽可能少的减少接触尘毒员工的数量和接触尘毒的时间。
为此峨口铁矿提出了对全矿皮带系统采用无人值守改造方案。拟把皮带系统的岗位人员减下来，最大限度地减少接触粉尘人员的数量和接触时间，降低因粉尘对人造成的伤害。
无人职守分两部分进行，第一步从2006年至2007年完成球团系统的无人职守改造，第二步在2008年选矿改期间完成选矿破碎系统的无人职守改造。
2、皮带机无人职守改造方案设计
在系统生产中设备的可靠性是设备主系统正常高效运转的重要保证，没有可靠性就没有高的生产效率。因此，必须有必要的措施来保证皮带机在无人职守情况下的正常运转，最大限度地减少维护量。
2.1增设皮带运输监控系统
本系统由运输皮带机等基本设备组成，利用控制设备、通讯模块、打滑、堆料、超温、纵撕、灭尘、速度、跑偏、料位等监测与保护，达到皮带机集中控制与监测系统的要求。
系统采用PLC组成数据传输网络，达到不同的规模控制。完成系统内皮带全工作过程的监控、监测、连同地面中控室，构成一个完善的监控系统。
(1)实现胶带机运输系统集中监控，实时监控设备状态和运行参数，并显示数据曲线，对重要信息在硬盘记录；
(2)控制方式分集控自动／集控手动／就地，三种方式可转换。正常生产时，使用集控自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程由中央控制台自动启停；集控手动时，可在中央控制台操作各设备，无闭锁和联动关系；就地时，在现场操作；
(3)启动设备前由集控台发预告信号，预告30秒后，若现场均满足集控自动启动条件，设备按顺序自动启动。现场可用停车钮停止启动过程；
(4)现场信号箱设起／停车按钮，现场可随时停车。若设备由集控启动，控制系统接到现场停车信号后，可作急停处理，实施故障停车操作；
(5)按“GB/T14784 - 1993带式输送机安全规范”胶带运输机装设拉线开关、跑偏保护、低速保护等，这些信号均接人集控系统，参加设备的紧急停车和闭锁停车；
(6)对设备故障和工艺参数的异常实时报警，并进行声光提示。一般故障只报警，现场非正常停车或严重故障时，故障设备及其上游设备紧急停车，下游设备顺料流延时闭锁停车。
2.2传动和皮带机系统改造方案
2.2.1传动系统改造
为提高可靠性，对现皮带机传动系统进行全面改造。
(1)将现皮带机使用国产减速机，全部更新为国外著名品牌的硬齿面减速机。
(2)将现使用的皮带B=1200以上托辊、托辊架全部统一为DTⅡ型、直径133的托辊及托辊架。
(3)在进行集控改造前对皮带机进行一次全面检修，对接近报废的传动滚筒、改向滚筒进行更新。
(4)对皮带机架进行找正和相应加固。
(5)对料嘴改造成可换衬板结构，避免因料嘴落料方向改变，造成皮带跑偏。
(6)对皮带拉紧装置进行改造或检修。
(7)对滚筒轴承的润滑增设干油集中润滑装置。
(8)选用旋转式清扫器，减少对托辊的磨损和撒料。
2.2.2选用先进可靠的安全保护装置
2.2.2.1拟选用的安全保护装置
(1)跑偏保护装置；
(2)自动纠偏装置；
(3)带速检测保护装置。
2.2.3安全保护装置的功能与特点
在皮带机使用中跑偏是皮带机的常见和多发故障。其在运转过程中，输送带的纵向中心线偏离输送带的理论中心线的现象称为皮带跑偏。它的表现是输送带边缘至托辊或滚筒边缘的距离与理论值相比或大或小。输送带的跑偏会使输送带与机架、托辊支架相摩擦，造成边胶磨损。严重的跑偏会使输送带翻边，若在滚筒表面边缘有凸起的螺钉头、清扫器档块等物，或机架间隙过小，均有可能引起输送带的纵向撕裂、覆盖胶局部剥离，划伤等事故。由于跑偏会导致皮带机停车次数增多，影响生产；跑偏还可以引起物料外撤，增加清扫工作时，使皮带机系统运行经济性下降。
引起皮带机跑偏的原因很多，其中主要的是：
(1)机架和滚筒安装的误差及调整和运转过程
中的清洁程度。
(2)皮带的结构及制造质量误差造成的在带宽方向上受力不均匀、硫化接头质量不好、输送带出现的局部损伤。
(3)给料位置装载时的侧向冲击及不对中，4清扫器的性能不佳等设备质量、操作、外界气候条件等因素。
为防止跑偏首先应确保设备的制造和安装质量。在进行自控改造前应对皮带机的安装质量进行一次全面校验和调整。
其次，恢复或增加：
(1)设置调心托辊：
(2)对短距离皮带机在其头尾部设几组带胶环的缓冲平托辊；
(3)在皮带易跑偏处的机架两侧设立挡辊，进行强制性纠偏。
2.2.3.1跑偏保护装置
跑偏保护措施尽管在一定程度上起到了纠偏的作用，但并不能保证完全消除跑偏。为使输送机不因跑偏而造成事故，在皮带上需设置跑偏保护装置，如图1所示。
一般使用单立辊双凸轮结构，具有立辊自动复位功能。当皮带跑偏而与立辊接触时，立辊被皮带推着摆动，带动装置内的凸轮转动。该装置有两个动作位置：当跑偏不十分严重时，立辊摆至第1位置（转动角15。），外侧凸轮松开第一级行程开关，其常闭触点复位，输出报警信号，提醒操作人员注意，当严重跑偏时，立辊摆至第Ⅱ位置（转动角35°），内侧凸轮松开第二级行程开关，输出信号使皮带机停机，以防止发生恶性事故。为防止输送带继续跑偏而损坏立辊，立辊摆动极限角定800。保护装置上有人工控制的接通控制回路的按钮。因而立辊摆动至第Ⅱ位置以后，也能短时开动皮带机，使皮带回位，当皮带恢复到正常位置后，扭簧使立辊自动复位。
跑偏保护装置没有调偏的作用，它只是在发生跑偏时发现警告或停车。
一般皮带在头尾部各装一个，长皮带中间可设置1～2个。
2.2. 3.2 自动纠偏装置效果分析
2.2.3.2.1 有源驱动接触托辊跑偏自动调整装置
日本富士输送机制造厂与松岛机械所研制了一种强力跑偏自动调整装置。其结构原理如图2所示。图中接触托辊2，连接杆3，检测用电位差计6，输送带跑偏检测器7构成跑偏信号输出系统。推杆l，限位开关4，反馈用电位差计5，位置控制器8构成跑偏调整系统。输送带的跑偏通过接触托辊和检测用电位计测出，输送带跑偏检测器将与接触器倾角成比例的电信号输入操作机构的位置控制器。当
输送带发生跑偏时，发出跑偏信号，操作机构的位置幅度操作电动机前进、后退的指令，按发出的偏差进行自动校正，调整是由电动操作装置推动承载托辊产生调整力强迫实现的。该装置适用的带式输送机的主要范围：带宽500～2200 mm，最大带速250mm/min，托辊槽角O～40°。
国内生产同类产品，XTD - 99型自动调偏器，电动机经蜗杆、蜗轮减速机驱动托辊进行调偏，分上、下两种调偏器。
一个支架：一个旋转支架、一个传感支架，分别先后安装在输送机主支架上。即(1)(2)为传感滚筒（和滚筒同轴装在一块）分别装在输送机胶带的两侧距边缘30 mm位置上，始终监测胶带的运行情况，若胶带因故向任何一边偏移。只要触及到传感滚筒，它就开始转动，并产生脉冲信号经放大并推动电机转动，并通过减速机构带动调心支架缓慢的旋转，同时胶带也开始慢慢的向反方向偏移，离开传感滚筒后，传感滚筒停止转动，电路又重新截止，周止复始进行调正。
2.2.3.2.2无源液力自纠偏装置
WY系列无源液力自纠偏装置是接触托辊跑偏装置和另一种形式；能自动检测皮带跑偏的趋势予以纠正，使皮带始终运行于设定的范围之内，不偏离机架的中心。使用纠偏机以抵消皮带机因各部不正、运转不灵、物料冲击方向不顺，负荷变化和皮带内部张力不均匀等各种因素造成的皮带跑偏。
这种无源自纠偏装置不需电源，液力自动纠偏，自成系统、工作性能可靠，安装方便无须日常维修，对皮带无损伤，是纠偏的理想设备。
2.2.3.2.2纠偏机的动作原理
皮带向一侧跑偏后，皮带即搭触在纠偏机检驱轮上，皮带的摩擦力使检驱轮转动，带动与之连为一体的专用低速油泵。油泵输出的液压油至油箱的逻辑阀，经过逻辑阀组后流向液压缸，推动液压缸动作。油缸推动调心托辊偏转，偏转后的调心托辊对皮带产生横向复位力（纠偏力）。皮带复位后，检驱轮与皮带脱离接触，停止转动，在逻辑阀的控制下，油缸停在某一位置，此位置下，皮带受到的跑偏力与调心托辊对皮带的纠偏力相平衡。如果外部了因素导致此平衡打破，纠偏机应进行下一纠偏周期，如图3所示。
2.5.3.2.3 WY无源纠偏机的特点
(1)可靠性高：从耐磨性极好的检驱轮到低速油泵，从油箱液压阀组到联接管、油缸中间无易磨损件。
(2)反应灵敏准确：系统对跑偏信号的响应性极佳，从微量跑偏（大约20 mm）到极大幅度跑偏，系统都能做出相应反应。一般情况下，纠偏机能把皮带控制在左右跑偏略大于20咖。此时检驱轮正好搭触在皮带上。
(3)由液压油泵产生的压力，推动油缸，油缸的活塞杆与调心托辊相连。调心托辊旋转后对皮带产生纠偏力，皮带同时对调心托辊有一反作用力，该力使调心托辊反转复位。如果不对调心托辊制动，纠偏力会随着调心托辊的复位而消失。WY逻辑阀组制动定位功能使得调心托辊定位于某一角度，在这个角度下，纠偏力与跑偏力相平衡，皮带在中心线位置平稳运行。
(4)对皮带机完全没有任何伤害：即使在故障状态，皮带纠偏机也不会对皮带产生作任何危害，并且会很容易将纠偏机分离，重新恢复调心托辊人工调节功能。而且也不会对皮带造成磨损。
2.2.3.3带速检测保护装置
带式输送机的运行是靠传动滚筒与输送带之间的摩擦传递运动的，由于载荷和拉紧装置拉紧力的变化，输送机的运行速度装发生波动。驱动装置的非正常工作也会使带速发生变化。当输送机带速过低时输送机不能完成所应完成的输送量。若该输送机在输送线上工作时，会发生物料的堆积现象，造成整条输送线无法正常工作。当驱动装置正常运转而带速降低时，意味着输送带在传动滚筒上打滑，这种打滑会使输送带温度升高，严重时会烧毁输送带，还有发生火灾的危险。
带速检测保护主要问题是对带速的检测，一旦给出带速信号，输送机的保护是很容易的，只要有相应的事故判断准则，就可以采用继电器、开关对系统进行保护。
(1)速度传感器。凡是可以测定转速信号的传感器都可以在带式输送机上应用。目前在带式输送机上应用的速度传感器有：测速发电动机、磁感应发送器、磁电式传感器、舌簧式传感器、光敏管式传感器、接近开关式传感器、磁敏式传感器等。
传感器安装在改向滚筒或托辊轴上，或者是通过探头直接与输送带接触。直接与输送带接触的传感器可以获得输送带的带速，但由于输送带的振动、探头的磨损往往效果并不太好。
速度保护装置主要有：
(1)测速发电动机式保护装置。测速发电动机是把机械转速转变为电压信号，输出的电压与转速成正比关系。为了应用方便，一般采用永磁性直流测速发电动机。应用时将其和托辊轴连动来反映带速信号。测速发电动机可以分别和继电器，运算放大器组成速度保护装置。该装置适合自行组装，能满足低速、打滑及超速等保护要求。
(2)磁感应式发送器式保护装置。磁感应式发送器是由永磁铁和线圈等组成。它与输送机的特殊托辊配合使用。磁感应发送器式保护装置的优点是电气线路比较简单，缺点是吸能对输送带的低速或打滑进行保护。
(3)接近开关式速度保护装置。接近开关式速度传感器通常与安装在被测物体上的铁凸块一起使用。根据凸块与传感器的接近次数反映出被测物体的转速。
3球团原料皮带系统现状调查
3.1通过现场调查，目前球团原料皮带系统主要存在的问题
(1)由于自行安装，皮带架普遍不平直，如sQ-1皮带等。
(2)由于物料料湿，料咀易堵，料量突然脱落，会造成瞬间皮带流量增大，压皮带。
(3)部分料嘴下料不正造成跑偏如Z1、Z2皮带。
(4)托辊调偏架起作用的少，不能自动调偏，大都是用铁丝或拉杆进行强制词偏。工人劳动强度大，不安全。7 (5)清扫器在原料区已全部恢复在用，效果还须进一步提高，如SQ改向辊筒的清扫器。
(6)减速机运行中振动大，底座强度低，需要进行加固。Hl皮带减速机轴承部位温升高，更换一个新减速机后仍存在上述问题。Q2、Q3皮带采用油冷滚筒，打滑，跳闸。
3.2拟采取的措施
为实现皮带机集中控制达到无人（少人）值守的目的，需要对皮带系统进行改造和完善。需采取以下措施：
(1)对皮带机本体设备所存在的缺陷、隐患进行一次整改，恢复皮带机的功能。
(2)对原料作业区所属的皮带机中间架，进行一次全面调整，使之平整度符合皮带机安装技术要求。
(3)对清扫器进行进一步的整改和维护，建立清扫器的定期更换制度，每月一次；同时对清扫器清下的物料制定流向或集中，以减少清扫量。引进辊式自旋转清扫器，提高清扫效果。
(4)皮带机托辊已经全部更新为Ur -Ⅱ型托辊，大部分为浙江象山港机厂生产，质量还算稳定，今后将进一步引进JRC、DBT、陆美嘉等国外厂家生产的托辊，提高托辊的使用寿命和可靠性。所需要做的就是根据可靠性维修的原则，确定一个合理、经济的使用期限和维护周期，尤其是下托辊，要有计划地定期进行更换，不能等损坏后才进行更换。
(5)恢复防跑偏开关，目前在用皮带机的防跑偏开关信号没有接人集中监控室计算机。对跑偏开关进行恢复和增设，跑偏开关恢复后即将信号接人集中监控计算机。
(6)恢复防打滑监测装置和料咀堵塞监测装置（需要的地方）。
(7)传动、改向滚筒轴承制定定期清洗和给油给脂制度。要保证轴承长周期运行，必须保证给脂的清洁和使用同一品牌的油脂。采用油杯补人，尽可能不采用打开轴承盖的加油方式进行加油、补油。采用打开盖加油时必须对轴承腔进行彻底清洗，加油量不超油腔的2/3。
(8)经校核和现场考察皮带机电机功率可以满足负荷增加的要求，如ZI、H1、Ql皮带电机已由原来的37kW．增加到现在的55 kW，但仍有部分电机在满负荷的运行。物料的突然变化对电机的长期稳定运行有影响，因此，需要在产生堆料的地方，及时消除，可以加装电振。部分传动底座振动大，需要进行加固。
3.3增设皮带自动纠偏装置
皮带在运行过程中不可避免地会出现跑偏，如不能及时进行调整会造成皮带机出现撒料和皮带机划伤等事故，严重时使皮带机不能正常运转。而现在安装在皮带机上的调偏架不能完全实现调偏，因此在皮带岗位上操作人员其中一项重要的工作就是处理皮带机的跑偏一采用摆动调偏架的方法使皮带机走正。为实现无人值守必须在皮带机上安装具有自动纠偏功能的调偏装置。通过对上述几种纠偏装置的对比分析，各有优缺点，有些装置国内目前没有生产。经过对其他单位应用的实际考察，目前使用较多的是一种无源纠偏装置，经过引进在现场试用后效果较好，能够有效地改善运行状况，实现皮带的自动纠偏。在球团系统应用50余台，计划下一步在选矿和球团其它系统应用近100台。
3.4将皮带机运行信号接入集中监控室、实现无人值守
将恢复的跑偏开关、打滑监测装置、物料堵塞监测装以及自动纠偏装置的信号反馈到原料集中监控室用PLC进行控制。同时增加一定数量摄像头进行动态监控。
(1)所有皮带机均装设两级跑偏开关，每隔约50 m设置一对跑偏开关，一级跑偏用于故障报警，二级跑偏用于故障停车。
(2)所有皮带机，均设拉线开关，用于紧急情况下的停车，急停拉线开关的安装间距均确定按50 m进行配置，并可扩展下皮带的跑偏保护，以保证设备和人身安全；由作业区电工对所有拉线开关进行检测，确保可靠。并定期进行实验。
(3)在皮带机料嘴内设置堆料堵塞传感器，防止皮带的堆料事故的发生。
(4)在皮带机设置皮带速度传感器，以检测皮带的超速及打滑事故的发生。
(5)皮带机每隔约100 m设起动预警装置（电铃），设备启动前发出预警信号，提示有关人员应立即远离设备。
(6)电机的电流实时监测功能可发现一些机械设备的潜在故障隐患；运行中对电机的电流进行实时监测分析，当发生电流超限或突变时报警，严重时停机。
(7)可根据皮带机系统的故障性质，进行紧急停机、顺序停机或发出报警声光信号。
(8)在集中操作台上能集中显示胶带机的工作状态、故障类型、故障地点。
(9)多种操作方式。控制方式有：集中联动、集中手动、就地联动、就地手动、禁启等方式，使系统操作灵活、可靠。在集中方式，所有设备由集控室操作员通过上位机操作。
(10)完善的信息处理功能，报警信息、运行参数、操作记录等信息自动形成标准格式的数据库文件，并在硬盘长期保存，供信息系统调用。
3.5对影响皮带机可靠运行的传动系统进行改造
皮带机的传动系统的运行可靠性对实现无人值守，起着至关重要的作用，虽然劣化有一个过程，不可靠的传动系统需要花费大量的人力来对其进行检查和维护，稍一疏忽就会酿成事故，导致系统停机。因此，皮带机传动系统应进行无故障设计或预防维修。为此将减速机全部更新为SEW硬齿面减速机，使系统可靠度大为增加。
3.6传动滚筒的润滑
润滑的可靠是保证系统设备长周期运行的关键，采用油杯定期补油方式，实际上是不可靠的，无法确保每个人都是在按规定的时间、周期、定量地进行加油，因此选用可靠的脂集中润滑是十分必要的。拟采用南京贝奇尔机械有限公司生产的小型电动集中润滑装置来实现这一目标。
4、应用效果
本项目于2007年4月份完成，原料系统12条皮带机安装无源纠偏机52台，达到了自动纠偏，传动系统采用SEW硬齿面减速机提供了传动可靠性，将皮带机的控制方式和监控信号集中到集控室，实现了皮带机的集中控制，为无人职守创造了的先决条件。
设备运行作业率提高，故障减少，按提高了皮带机和主机的作业率计算。
球团原料系统实施后的皮带机岗位人员原有人员40余人，只留4人在Q2、Q3皮带要机作业，其他人员调整岗位或进行设备巡检。实现皮带机集中监控，减少粉尘对岗位人员尘毒伤害，达到了项目初期设定的目标。具有较好的经济效益和巨大的社会效益。
