峨口鐵礦膠帶運輸系統分為選礦膠帶運輸系統和球團膠帶運輸系統，兩條系統共有膠帶運輸機70余條，長度約5000m，皮帶機崗位人員200余人，由于大部分皮帶機崗位粉塵大，是工業衛生防控的重點，雖然采取了很多防護措施，對產生粉塵的皮帶機進行密閉和安裝抽塵、除塵設備，但仍不可避免地存在粉塵對工人的危害。為有效地解決這一問題，采用皮帶機集控操作無人值守，減少崗位人員的數量和與粉塵崗位接觸的時間是解決這一問題的有效措施。針對這一措施峨口鐵礦歷時2年其本完成了球團系統和選礦系統（正在實施中）皮帶機的集控操作無人值守改造，從球團皮帶機崗位撤除人員50余人，下一步2008年8月選礦皮帶機的無人職守改造完成后還可從皮帶機崗位撤除60余人，總計擬減少皮帶機崗位人員110人。
1、問題提出
    峨口鐵礦投入生產30余年來，因皮帶系統的崗位粉塵較多，雖經多次改造，安裝除塵設備，對皮帶通廊進行密閉，皮帶機安裝密封罩和采用高壓水噴霧抑塵，取得了一定效果，但仍然存在崗位人員接塵粉塵的傾向。由于生產過程中的物料轉運不可避免地會產生揚塵現象，礦石中含有SiO2極易產生粉塵毒害，使接觸粉塵的員工吸入積累到一定程度產生塵肺，由于其不可逆性，嚴重危害員工的身體健康。要實現塵毒對員工的傷害為零的目標，一是要使環境達標，對除塵設備進行改造使粉塵濃度達到2mg/m3以下；二是盡可能少的減少接觸塵毒員工的數量和接觸塵毒的時間。
    為此峨口鐵礦提出了對全礦皮帶系統采用無人值守改造方案。擬把皮帶系統的崗位人員減下來，最大限度地減少接觸粉塵人員的數量和接觸時間，降低因粉塵對人造成的傷害。
    無人職守分兩部分進行，第一步從2006年至2007年完成球團系統的無人職守改造，第二步在2008年選礦改期間完成選礦破碎系統的無人職守改造。
2、皮帶機無人職守改造方案設計
    在系統生產中設備的可靠性是設備主系統正常高效運轉的重要保證，沒有可靠性就沒有高的生產效率。因此，必須有必要的措施來保證皮帶機在無人職守情況下的正常運轉，最大限度地減少維護量。
2.1增設皮帶運輸監控系統
本系統由運輸皮帶機等基本設備組成，利用控制設備、通訊模塊、打滑、堆料、超溫、縱撕、滅塵、速度、跑偏、料位等監測與保護，達到皮帶機集中控制與監測系統的要求。
    系統采用PLC組成數據傳輸網絡，達到不同的規模控制。完成系統內皮帶全工作過程的監控、監測、連同地面中控室，構成一個完善的監控系統。
    (1)實現膠帶機運輸系統集中監控，實時監控設備狀態和運行參數，并顯示數據曲線，對重要信息在硬盤記錄；
    (2)控制方式分集控自動／集控手動／就地，三種方式可轉換。正常生產時，使用集控自動方式，設備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺自動啟停；集控手動時，可在中央控制臺操作各設備，無閉鎖和聯動關系；就地時，在現場操作；
    (3)啟動設備前由集控臺發預告信號，預告30秒后，若現場均滿足集控自動啟動條件，設備按順序自動啟動。現場可用停車鈕停止啟動過程；
    (4)現場信號箱設起／停車按鈕，現場可隨時停車。若設備由集控啟動，控制系統接到現場停車信號后，可作急停處理，實施故障停車操作；
    (5)按“GB/T14784 - 1993帶式輸送機安全規范”膠帶運輸機裝設拉線開關、跑偏保護、低速保護等，這些信號均接人集控系統，參加設備的緊急停車和閉鎖停車；
    (6)對設備故障和工藝參數的異常實時報警，并進行聲光提示。一般故障只報警，現場非正常停車或嚴重故障時，故障設備及其上游設備緊急停車，下游設備順料流延時閉鎖停車。
2.2傳動和皮帶機系統改造方案
2.2.1傳動系統改造
    為提高可靠性，對現皮帶機傳動系統進行全面改造。
    (1)將現皮帶機使用國產減速機，全部更新為國外著名品牌的硬齒面減速機。
    (2)將現使用的皮帶B=1200以上托輥、托輥架全部統一為DTⅡ型、直徑133的托輥及托輥架。
    (3)在進行集控改造前對皮帶機進行一次全面檢修，對接近報廢的傳動滾筒、改向滾筒進行更新。
    (4)對皮帶機架進行找正和相應加固。
    (5)對料嘴改造成可換襯板結構，避免因料嘴落料方向改變，造成皮帶跑偏。
    (6)對皮帶拉緊裝置進行改造或檢修。
    (7)對滾筒軸承的潤滑增設干油集中潤滑裝置。
    (8)選用旋轉式清掃器，減少對托輥的磨損和撒料。
2.2.2選用先進可靠的安全保護裝置
2.2.2.1擬選用的安全保護裝置
    (1)跑偏保護裝置；
    (2)自動糾偏裝置；
    (3)帶速檢測保護裝置。
2.2.3安全保護裝置的功能與特點
    在皮帶機使用中跑偏是皮帶機的常見和多發故障。其在運轉過程中，輸送帶的縱向中心線偏離輸送帶的理論中心線的現象稱為皮帶跑偏。它的表現是輸送帶邊緣至托輥或滾筒邊緣的距離與理論值相比或大或小。輸送帶的跑偏會使輸送帶與機架、托輥支架相摩擦，造成邊膠磨損。嚴重的跑偏會使輸送帶翻邊，若在滾筒表面邊緣有凸起的螺釘頭、清掃器檔塊等物，或機架間隙過小，均有可能引起輸送帶的縱向撕裂、覆蓋膠局部剝離，劃傷等事故。由于跑偏會導致皮帶機停車次數增多，影響生產；跑偏還可以引起物料外撤，增加清掃工作時，使皮帶機系統運行經濟性下降。
    引起皮帶機跑偏的原因很多，其中主要的是：
    (1)機架和滾筒安裝的誤差及調整和運轉過程
中的清潔程度。
    (2)皮帶的結構及制造質量誤差造成的在帶寬方向上受力不均勻、硫化接頭質量不好、輸送帶出現的局部損傷。
    (3)給料位置裝載時的側向沖擊及不對中，4清掃器的性能不佳等設備質量、操作、外界氣候條件等因素。
    為防止跑偏首先應確保設備的制造和安裝質量。在進行自控改造前應對皮帶機的安裝質量進行一次全面校驗和調整。
    其次，恢復或增加：
    (1)設置調心托輥：
    (2)對短距離皮帶機在其頭尾部設幾組帶膠環的緩沖平托輥；
    (3)在皮帶易跑偏處的機架兩側設立擋輥，進行強制性糾偏。
2.2.3.1跑偏保護裝置
    跑偏保護措施盡管在一定程度上起到了糾偏的作用，但并不能保證完全消除跑偏。為使輸送機不因跑偏而造成事故，在皮帶上需設置跑偏保護裝置，如圖1所示。
    一般使用單立輥雙凸輪結構，具有立輥自動復位功能。當皮帶跑偏而與立輥接觸時，立輥被皮帶推著擺動，帶動裝置內的凸輪轉動。該裝置有兩個動作位置：當跑偏不十分嚴重時，立輥擺至第1位置（轉動角15。），外側凸輪松開第一級行程開關，其常閉觸點復位，輸出報警信號，提醒操作人員注意，當嚴重跑偏時，立輥擺至第Ⅱ位置（轉動角35°），內側凸輪松開第二級行程開關，輸出信號使皮帶機停機，以防止發生惡性事故。為防止輸送帶繼續跑偏而損壞立輥，立輥擺動極限角定800。保護裝置上有人工控制的接通控制回路的按鈕。因而立輥擺動至第Ⅱ位置以后，也能短時開動皮帶機，使皮帶回位，當皮帶恢復到正常位置后，扭簧使立輥自動復位。
    跑偏保護裝置沒有調偏的作用，它只是在發生跑偏時發現警告或停車。
    一般皮帶在頭尾部各裝一個，長皮帶中間可設置1～2個。
2.2. 3.2  自動糾偏裝置效果分析
2.2.3.2.1  有源驅動接觸托輥跑偏自動調整裝置
    日本富士輸送機制造廠與松島機械所研制了一種強力跑偏自動調整裝置。其結構原理如圖2所示。圖中接觸托輥2，連接桿3，檢測用電位差計6，輸送帶跑偏檢測器7構成跑偏信號輸出系統。推桿l，限位開關4，反饋用電位差計5，位置控制器8構成跑偏調整系統。輸送帶的跑偏通過接觸托輥和檢測用電位計測出，輸送帶跑偏檢測器將與接觸器傾角成比例的電信號輸入操作機構的位置控制器。當
輸送帶發生跑偏時，發出跑偏信號，操作機構的位置幅度操作電動機前進、后退的指令，按發出的偏差進行自動校正，調整是由電動操作裝置推動承載托輥產生調整力強迫實現的。該裝置適用的帶式輸送機的主要范圍：帶寬500～2200 mm，最大帶速250mm/min，托輥槽角O～40°。
    國內生產同類產品，XTD - 99型自動調偏器，電動機經蝸桿、蝸輪減速機驅動托輥進行調偏，分上、下兩種調偏器。
    一個支架：一個旋轉支架、一個傳感支架，分別先后安裝在輸送機主支架上。即(1)(2)為傳感滾筒（和滾筒同軸裝在一塊）分別裝在輸送機膠帶的兩側距邊緣30 mm位置上，始終監測膠帶的運行情況，若膠帶因故向任何一邊偏移。只要觸及到傳感滾筒，它就開始轉動，并產生脈沖信號經放大并推動電機轉動，并通過減速機構帶動調心支架緩慢的旋轉，同時膠帶也開始慢慢的向反方向偏移，離開傳感滾筒后，傳感滾筒停止轉動，電路又重新截止，周止復始進行調正。
2.2.3.2.2無源液力自糾偏裝置
    WY系列無源液力自糾偏裝置是接觸托輥跑偏裝置和另一種形式；能自動檢測皮帶跑偏的趨勢予以糾正，使皮帶始終運行于設定的范圍之內，不偏離機架的中心。使用糾偏機以抵消皮帶機因各部不正、運轉不靈、物料沖擊方向不順，負荷變化和皮帶內部張力不均勻等各種因素造成的皮帶跑偏。
    這種無源自糾偏裝置不需電源，液力自動糾偏，自成系統、工作性能可靠，安裝方便無須日常維修，對皮帶無損傷，是糾偏的理想設備。
2.2.3.2.2糾偏機的動作原理
    皮帶向一側跑偏后，皮帶即搭觸在糾偏機檢驅輪上，皮帶的摩擦力使檢驅輪轉動，帶動與之連為一體的專用低速油泵。油泵輸出的液壓油至油箱的邏輯閥，經過邏輯閥組后流向液壓缸，推動液壓缸動作。油缸推動調心托輥偏轉，偏轉后的調心托輥對皮帶產生橫向復位力（糾偏力）。皮帶復位后，檢驅輪與皮帶脫離接觸，停止轉動，在邏輯閥的控制下，油缸停在某一位置，此位置下，皮帶受到的跑偏力與調心托輥對皮帶的糾偏力相平衡。如果外部了因素導致此平衡打破，糾偏機應進行下一糾偏周期，如圖3所示。
2.5.3.2.3 WY無源糾偏機的特點
    (1)可靠性高：從耐磨性極好的檢驅輪到低速油泵，從油箱液壓閥組到聯接管、油缸中間無易磨損件。
    (2)反應靈敏準確：系統對跑偏信號的響應性極佳，從微量跑偏（大約20 mm）到極大幅度跑偏，系統都能做出相應反應。一般情況下，糾偏機能把皮帶控制在左右跑偏略大于20咖。此時檢驅輪正好搭觸在皮帶上。
    (3)由液壓油泵產生的壓力，推動油缸，油缸的活塞桿與調心托輥相連。調心托輥旋轉后對皮帶產生糾偏力，皮帶同時對調心托輥有一反作用力，該力使調心托輥反轉復位。如果不對調心托輥制動，糾偏力會隨著調心托輥的復位而消失。WY邏輯閥組制動定位功能使得調心托輥定位于某一角度，在這個角度下，糾偏力與跑偏力相平衡，皮帶在中心線位置平穩運行。
    (4)對皮帶機完全沒有任何傷害：即使在故障狀態，皮帶糾偏機也不會對皮帶產生作任何危害，并且會很容易將糾偏機分離，重新恢復調心托輥人工調節功能。而且也不會對皮帶造成磨損。
2.2.3.3帶速檢測保護裝置
    帶式輸送機的運行是靠傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦傳遞運動的，由于載荷和拉緊裝置拉緊力的變化，輸送機的運行速度裝發生波動。驅動裝置的非正常工作也會使帶速發生變化。當輸送機帶速過低時輸送機不能完成所應完成的輸送量。若該輸送機在輸送線上工作時，會發生物料的堆積現象，造成整條輸送線無法正常工作。當驅動裝置正常運轉而帶速降低時，意味著輸送帶在傳動滾筒上打滑，這種打滑會使輸送帶溫度升高，嚴重時會燒毀輸送帶，還有發生火災的危險。
    帶速檢測保護主要問題是對帶速的檢測，一旦給出帶速信號，輸送機的保護是很容易的，只要有相應的事故判斷準則，就可以采用繼電器、開關對系統進行保護。
    (1)速度傳感器。凡是可以測定轉速信號的傳感器都可以在帶式輸送機上應用。目前在帶式輸送機上應用的速度傳感器有：測速發電動機、磁感應發送器、磁電式傳感器、舌簧式傳感器、光敏管式傳感器、接近開關式傳感器、磁敏式傳感器等。
    傳感器安裝在改向滾筒或托輥軸上，或者是通過探頭直接與輸送帶接觸。直接與輸送帶接觸的傳感器可以獲得輸送帶的帶速，但由于輸送帶的振動、探頭的磨損往往效果并不太好。
    速度保護裝置主要有：
    (1)測速發電動機式保護裝置。測速發電動機是把機械轉速轉變為電壓信號，輸出的電壓與轉速成正比關系。為了應用方便，一般采用永磁性直流測速發電動機。應用時將其和托輥軸連動來反映帶速信號。測速發電動機可以分別和繼電器，運算放大器組成速度保護裝置。該裝置適合自行組裝，能滿足低速、打滑及超速等保護要求。
    (2)磁感應式發送器式保護裝置。磁感應式發送器是由永磁鐵和線圈等組成。它與輸送機的特殊托輥配合使用。磁感應發送器式保護裝置的優點是電氣線路比較簡單，缺點是吸能對輸送帶的低速或打滑進行保護。
    (3)接近開關式速度保護裝置。接近開關式速度傳感器通常與安裝在被測物體上的鐵凸塊一起使用。根據凸塊與傳感器的接近次數反映出被測物體的轉速。
3球團原料皮帶系統現狀調查
3.1通過現場調查，目前球團原料皮帶系統主要存在的問題
    (1)由于自行安裝，皮帶架普遍不平直，如sQ-1皮帶等。
    (2)由于物料料濕，料咀易堵，料量突然脫落，會造成瞬間皮帶流量增大，壓皮帶。
    (3)部分料嘴下料不正造成跑偏如Z1、Z2皮帶。
    (4)托輥調偏架起作用的少，不能自動調偏，大都是用鐵絲或拉桿進行強制詞偏。工人勞動強度大，不安全。7 (5)清掃器在原料區已全部恢復在用，效果還須進一步提高，如SQ改向輥筒的清掃器。
    (6)減速機運行中振動大，底座強度低，需要進行加固。Hl皮帶減速機軸承部位溫升高，更換一個新減速機后仍存在上述問題。Q2、Q3皮帶采用油冷滾筒，打滑，跳閘。
3.2擬采取的措施
    為實現皮帶機集中控制達到無人（少人）值守的目的，需要對皮帶系統進行改造和完善。需采取以下措施：
    (1)對皮帶機本體設備所存在的缺陷、隱患進行一次整改，恢復皮帶機的功能。
    (2)對原料作業區所屬的皮帶機中間架，進行一次全面調整，使之平整度符合皮帶機安裝技術要求。
    (3)對清掃器進行進一步的整改和維護，建立清掃器的定期更換制度，每月一次；同時對清掃器清下的物料制定流向或集中，以減少清掃量。引進輥式自旋轉清掃器，提高清掃效果。
    (4)皮帶機托輥已經全部更新為Ur -Ⅱ型托輥，大部分為浙江象山港機廠生產，質量還算穩定，今后將進一步引進JRC、DBT、陸美嘉等國外廠家生產的托輥，提高托輥的使用壽命和可靠性。所需要做的就是根據可靠性維修的原則，確定一個合理、經濟的使用期限和維護周期，尤其是下托輥，要有計劃地定期進行更換，不能等損壞后才進行更換。
    (5)恢復防跑偏開關，目前在用皮帶機的防跑偏開關信號沒有接人集中監控室計算機。對跑偏開關進行恢復和增設，跑偏開關恢復后即將信號接人集中監控計算機。
    (6)恢復防打滑監測裝置和料咀堵塞監測裝置（需要的地方）。
    (7)傳動、改向滾筒軸承制定定期清洗和給油給脂制度。要保證軸承長周期運行，必須保證給脂的清潔和使用同一品牌的油脂。采用油杯補人，盡可能不采用打開軸承蓋的加油方式進行加油、補油。采用打開蓋加油時必須對軸承腔進行徹底清洗，加油量不超油腔的2/3。
    (8)經校核和現場考察皮帶機電機功率可以滿足負荷增加的要求，如ZI、H1、Ql皮帶電機已由原來的37kW．增加到現在的55 kW，但仍有部分電機在滿負荷的運行。物料的突然變化對電機的長期穩定運行有影響，因此，需要在產生堆料的地方，及時消除，可以加裝電振。部分傳動底座振動大，需要進行加固。
3.3增設皮帶自動糾偏裝置
    皮帶在運行過程中不可避免地會出現跑偏，如不能及時進行調整會造成皮帶機出現撒料和皮帶機劃傷等事故，嚴重時使皮帶機不能正常運轉。而現在安裝在皮帶機上的調偏架不能完全實現調偏，因此在皮帶崗位上操作人員其中一項重要的工作就是處理皮帶機的跑偏一采用擺動調偏架的方法使皮帶機走正。為實現無人值守必須在皮帶機上安裝具有自動糾偏功能的調偏裝置。通過對上述幾種糾偏裝置的對比分析，各有優缺點，有些裝置國內目前沒有生產。經過對其他單位應用的實際考察，目前使用較多的是一種無源糾偏裝置，經過引進在現場試用后效果較好，能夠有效地改善運行狀況，實現皮帶的自動糾偏。在球團系統應用50余臺，計劃下一步在選礦和球團其它系統應用近100臺。
3.4將皮帶機運行信號接入集中監控室、實現無人值守
    將恢復的跑偏開關、打滑監測裝置、物料堵塞監測裝以及自動糾偏裝置的信號反饋到原料集中監控室用PLC進行控制。同時增加一定數量攝像頭進行動態監控。
    (1)所有皮帶機均裝設兩級跑偏開關，每隔約50 m設置一對跑偏開關，一級跑偏用于故障報警，二級跑偏用于故障停車。
    (2)所有皮帶機，均設拉線開關，用于緊急情況下的停車，急停拉線開關的安裝間距均確定按50 m進行配置，并可擴展下皮帶的跑偏保護，以保證設備和人身安全；由作業區電工對所有拉線開關進行檢測，確保可靠。并定期進行實驗。
    (3)在皮帶機料嘴內設置堆料堵塞傳感器，防止皮帶的堆料事故的發生。
    (4)在皮帶機設置皮帶速度傳感器，以檢測皮帶的超速及打滑事故的發生。
    (5)皮帶機每隔約100 m設起動預警裝置（電鈴），設備啟動前發出預警信號，提示有關人員應立即遠離設備。
    (6)電機的電流實時監測功能可發現一些機械設備的潛在故障隱患；運行中對電機的電流進行實時監測分析，當發生電流超限或突變時報警，嚴重時停機。
    (7)可根據皮帶機系統的故障性質，進行緊急停機、順序停機或發出報警聲光信號。
    (8)在集中操作臺上能集中顯示膠帶機的工作狀態、故障類型、故障地點。
    (9)多種操作方式。控制方式有：集中聯動、集中手動、就地聯動、就地手動、禁啟等方式，使系統操作靈活、可靠。在集中方式，所有設備由集控室操作員通過上位機操作。
    (10)完善的信息處理功能，報警信息、運行參數、操作記錄等信息自動形成標準格式的數據庫文件，并在硬盤長期保存，供信息系統調用。
3.5對影響皮帶機可靠運行的傳動系統進行改造
    皮帶機的傳動系統的運行可靠性對實現無人值守，起著至關重要的作用，雖然劣化有一個過程，不可靠的傳動系統需要花費大量的人力來對其進行檢查和維護，稍一疏忽就會釀成事故，導致系統停機。因此，皮帶機傳動系統應進行無故障設計或預防維修。為此將減速機全部更新為SEW硬齒面減速機，使系統可靠度大為增加。
3.6傳動滾筒的潤滑
    潤滑的可靠是保證系統設備長周期運行的關鍵，采用油杯定期補油方式，實際上是不可靠的，無法確保每個人都是在按規定的時間、周期、定量地進行加油，因此選用可靠的脂集中潤滑是十分必要的。擬采用南京貝奇爾機械有限公司生產的小型電動集中潤滑裝置來實現這一目標。
4、應用效果
    本項目于2007年4月份完成，原料系統12條皮帶機安裝無源糾偏機52臺，達到了自動糾偏，傳動系統采用SEW硬齒面減速機提供了傳動可靠性，將皮帶機的控制方式和監控信號集中到集控室，實現了皮帶機的集中控制，為無人職守創造了的先決條件。
    設備運行作業率提高，故障減少，按提高了皮帶機和主機的作業率計算。
    球團原料系統實施后的皮帶機崗位人員原有人員40余人，只留4人在Q2、Q3皮帶要機作業，其他人員調整崗位或進行設備巡檢。實現皮帶機集中監控，減少粉塵對崗位人員塵毒傷害，達到了項目初期設定的目標。具有較好的經濟效益和巨大的社會效益。峨口鐵礦膠帶式輸送機無人值守改造實施與效果
    峨口鐵礦膠帶運輸系統分為選礦膠帶運輸系統和球團膠帶運輸系統，兩條系統共有膠帶運輸機70余條，長度約5000m，皮帶機崗位人員200余人，由于大部分皮帶機崗位粉塵大，是工業衛生防控的重點，雖然采取了很多防護措施，對產生粉塵的皮帶機進行密閉和安裝抽塵、除塵設備，但仍不可避免地存在粉塵對工人的危害。為有效地解決這一問題，采用皮帶機集控操作無人值守，減少崗位人員的數量和與粉塵崗位接觸的時間是解決這一問題的有效措施。針對這一措施峨口鐵礦歷時2年其本完成了球團系統和選礦系統（正在實施中）皮帶機的集控操作無人值守改造，從球團皮帶機崗位撤除人員50余人，下一步2008年8月選礦皮帶機的無人職守改造完成后還可從皮帶機崗位撤除60余人，總計擬減少皮帶機崗位人員110人。
1、問題提出
    峨口鐵礦投入生產30余年來，因皮帶系統的崗位粉塵較多，雖經多次改造，安裝除塵設備，對皮帶通廊進行密閉，皮帶機安裝密封罩和采用高壓水噴霧抑塵，取得了一定效果，但仍然存在崗位人員接塵粉塵的傾向。由于生產過程中的物料轉運不可避免地會產生揚塵現象，礦石中含有SiO2極易產生粉塵毒害，使接觸粉塵的員工吸入積累到一定程度產生塵肺，由于其不可逆性，嚴重危害員工的身體健康。要實現塵毒對員工的傷害為零的目標，一是要使環境達標，對除塵設備進行改造使粉塵濃度達到2mg/m3以下；二是盡可能少的減少接觸塵毒員工的數量和接觸塵毒的時間。
    為此峨口鐵礦提出了對全礦皮帶系統采用無人值守改造方案。擬把皮帶系統的崗位人員減下來，最大限度地減少接觸粉塵人員的數量和接觸時間，降低因粉塵對人造成的傷害。
    無人職守分兩部分進行，第一步從2006年至2007年完成球團系統的無人職守改造，第二步在2008年選礦改期間完成選礦破碎系統的無人職守改造。
2、皮帶機無人職守改造方案設計
    在系統生產中設備的可靠性是設備主系統正常高效運轉的重要保證，沒有可靠性就沒有高的生產效率。因此，必須有必要的措施來保證皮帶機在無人職守情況下的正常運轉，最大限度地減少維護量。
2.1增設皮帶運輸監控系統
本系統由運輸皮帶機等基本設備組成，利用控制設備、通訊模塊、打滑、堆料、超溫、縱撕、滅塵、速度、跑偏、料位等監測與保護，達到皮帶機集中控制與監測系統的要求。
    系統采用PLC組成數據傳輸網絡，達到不同的規模控制。完成系統內皮帶全工作過程的監控、監測、連同地面中控室，構成一個完善的監控系統。
    (1)實現膠帶機運輸系統集中監控，實時監控設備狀態和運行參數，并顯示數據曲線，對重要信息在硬盤記錄；
    (2)控制方式分集控自動／集控手動／就地，三種方式可轉換。正常生產時，使用集控自動方式，設備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺自動啟停；集控手動時，可在中央控制臺操作各設備，無閉鎖和聯動關系；就地時，在現場操作；
    (3)啟動設備前由集控臺發預告信號，預告30秒后，若現場均滿足集控自動啟動條件，設備按順序自動啟動。現場可用停車鈕停止啟動過程；
    (4)現場信號箱設起／停車按鈕，現場可隨時停車。若設備由集控啟動，控制系統接到現場停車信號后，可作急停處理，實施故障停車操作；
    (5)按“GB/T14784 - 1993帶式輸送機安全規范”膠帶運輸機裝設拉線開關、跑偏保護、低速保護等，這些信號均接人集控系統，參加設備的緊急停車和閉鎖停車；
    (6)對設備故障和工藝參數的異常實時報警，并進行聲光提示。一般故障只報警，現場非正常停車或嚴重故障時，故障設備及其上游設備緊急停車，下游設備順料流延時閉鎖停車。
2.2傳動和皮帶機系統改造方案
2.2.1傳動系統改造
    為提高可靠性，對現皮帶機傳動系統進行全面改造。
    (1)將現皮帶機使用國產減速機，全部更新為國外著名品牌的硬齒面減速機。
    (2)將現使用的皮帶B=1200以上托輥、托輥架全部統一為DTⅡ型、直徑133的托輥及托輥架。
    (3)在進行集控改造前對皮帶機進行一次全面檢修，對接近報廢的傳動滾筒、改向滾筒進行更新。
    (4)對皮帶機架進行找正和相應加固。
    (5)對料嘴改造成可換襯板結構，避免因料嘴落料方向改變，造成皮帶跑偏。
    (6)對皮帶拉緊裝置進行改造或檢修。
    (7)對滾筒軸承的潤滑增設干油集中潤滑裝置。
    (8)選用旋轉式清掃器，減少對托輥的磨損和撒料。
2.2.2選用先進可靠的安全保護裝置
2.2.2.1擬選用的安全保護裝置
    (1)跑偏保護裝置；
    (2)自動糾偏裝置；
    (3)帶速檢測保護裝置。
2.2.3安全保護裝置的功能與特點
    在皮帶機使用中跑偏是皮帶機的常見和多發故障。其在運轉過程中，輸送帶的縱向中心線偏離輸送帶的理論中心線的現象稱為皮帶跑偏。它的表現是輸送帶邊緣至托輥或滾筒邊緣的距離與理論值相比或大或小。輸送帶的跑偏會使輸送帶與機架、托輥支架相摩擦，造成邊膠磨損。嚴重的跑偏會使輸送帶翻邊，若在滾筒表面邊緣有凸起的螺釘頭、清掃器檔塊等物，或機架間隙過小，均有可能引起輸送帶的縱向撕裂、覆蓋膠局部剝離，劃傷等事故。由于跑偏會導致皮帶機停車次數增多，影響生產；跑偏還可以引起物料外撤，增加清掃工作時，使皮帶機系統運行經濟性下降。
    引起皮帶機跑偏的原因很多，其中主要的是：
    (1)機架和滾筒安裝的誤差及調整和運轉過程
中的清潔程度。
    (2)皮帶的結構及制造質量誤差造成的在帶寬方向上受力不均勻、硫化接頭質量不好、輸送帶出現的局部損傷。
    (3)給料位置裝載時的側向沖擊及不對中，4清掃器的性能不佳等設備質量、操作、外界氣候條件等因素。
    為防止跑偏首先應確保設備的制造和安裝質量。在進行自控改造前應對皮帶機的安裝質量進行一次全面校驗和調整。
    其次，恢復或增加：
    (1)設置調心托輥：
    (2)對短距離皮帶機在其頭尾部設幾組帶膠環的緩沖平托輥；
    (3)在皮帶易跑偏處的機架兩側設立擋輥，進行強制性糾偏。
2.2.3.1跑偏保護裝置
    跑偏保護措施盡管在一定程度上起到了糾偏的作用，但并不能保證完全消除跑偏。為使輸送機不因跑偏而造成事故，在皮帶上需設置跑偏保護裝置，如圖1所示。
    一般使用單立輥雙凸輪結構，具有立輥自動復位功能。當皮帶跑偏而與立輥接觸時，立輥被皮帶推著擺動，帶動裝置內的凸輪轉動。該裝置有兩個動作位置：當跑偏不十分嚴重時，立輥擺至第1位置（轉動角15。），外側凸輪松開第一級行程開關，其常閉觸點復位，輸出報警信號，提醒操作人員注意，當嚴重跑偏時，立輥擺至第Ⅱ位置（轉動角35°），內側凸輪松開第二級行程開關，輸出信號使皮帶機停機，以防止發生惡性事故。為防止輸送帶繼續跑偏而損壞立輥，立輥擺動極限角定800。保護裝置上有人工控制的接通控制回路的按鈕。因而立輥擺動至第Ⅱ位置以后，也能短時開動皮帶機，使皮帶回位，當皮帶恢復到正常位置后，扭簧使立輥自動復位。
    跑偏保護裝置沒有調偏的作用，它只是在發生跑偏時發現警告或停車。
    一般皮帶在頭尾部各裝一個，長皮帶中間可設置1～2個。
2.2. 3.2  自動糾偏裝置效果分析
2.2.3.2.1  有源驅動接觸托輥跑偏自動調整裝置
    日本富士輸送機制造廠與松島機械所研制了一種強力跑偏自動調整裝置。其結構原理如圖2所示。圖中接觸托輥2，連接桿3，檢測用電位差計6，輸送帶跑偏檢測器7構成跑偏信號輸出系統。推桿l，限位開關4，反饋用電位差計5，位置控制器8構成跑偏調整系統。輸送帶的跑偏通過接觸托輥和檢測用電位計測出，輸送帶跑偏檢測器將與接觸器傾角成比例的電信號輸入操作機構的位置控制器。當
輸送帶發生跑偏時，發出跑偏信號，操作機構的位置幅度操作電動機前進、后退的指令，按發出的偏差進行自動校正，調整是由電動操作裝置推動承載托輥產生調整力強迫實現的。該裝置適用的帶式輸送機的主要范圍：帶寬500～2200 mm，最大帶速250mm/min，托輥槽角O～40°。
    國內生產同類產品，XTD - 99型自動調偏器，電動機經蝸桿、蝸輪減速機驅動托輥進行調偏，分上、下兩種調偏器。
    一個支架：一個旋轉支架、一個傳感支架，分別先后安裝在輸送機主支架上。即(1)(2)為傳感滾筒（和滾筒同軸裝在一塊）分別裝在輸送機膠帶的兩側距邊緣30 mm位置上，始終監測膠帶的運行情況，若膠帶因故向任何一邊偏移。只要觸及到傳感滾筒，它就開始轉動，并產生脈沖信號經放大并推動電機轉動，并通過減速機構帶動調心支架緩慢的旋轉，同時膠帶也開始慢慢的向反方向偏移，離開傳感滾筒后，傳感滾筒停止轉動，電路又重新截止，周止復始進行調正。
2.2.3.2.2無源液力自糾偏裝置
    WY系列無源液力自糾偏裝置是接觸托輥跑偏裝置和另一種形式；能自動檢測皮帶跑偏的趨勢予以糾正，使皮帶始終運行于設定的范圍之內，不偏離機架的中心。使用糾偏機以抵消皮帶機因各部不正、運轉不靈、物料沖擊方向不順，負荷變化和皮帶內部張力不均勻等各種因素造成的皮帶跑偏。
    這種無源自糾偏裝置不需電源，液力自動糾偏，自成系統、工作性能可靠，安裝方便無須日常維修，對皮帶無損傷，是糾偏的理想設備。
2.2.3.2.2糾偏機的動作原理
    皮帶向一側跑偏后，皮帶即搭觸在糾偏機檢驅輪上，皮帶的摩擦力使檢驅輪轉動，帶動與之連為一體的專用低速油泵。油泵輸出的液壓油至油箱的邏輯閥，經過邏輯閥組后流向液壓缸，推動液壓缸動作。油缸推動調心托輥偏轉，偏轉后的調心托輥對皮帶產生橫向復位力（糾偏力）。皮帶復位后，檢驅輪與皮帶脫離接觸，停止轉動，在邏輯閥的控制下，油缸停在某一位置，此位置下，皮帶受到的跑偏力與調心托輥對皮帶的糾偏力相平衡。如果外部了因素導致此平衡打破，糾偏機應進行下一糾偏周期，如圖3所示。
2.5.3.2.3 WY無源糾偏機的特點
    (1)可靠性高：從耐磨性極好的檢驅輪到低速油泵，從油箱液壓閥組到聯接管、油缸中間無易磨損件。
    (2)反應靈敏準確：系統對跑偏信號的響應性極佳，從微量跑偏（大約20 mm）到極大幅度跑偏，系統都能做出相應反應。一般情況下，糾偏機能把皮帶控制在左右跑偏略大于20咖。此時檢驅輪正好搭觸在皮帶上。
    (3)由液壓油泵產生的壓力，推動油缸，油缸的活塞桿與調心托輥相連。調心托輥旋轉后對皮帶產生糾偏力，皮帶同時對調心托輥有一反作用力，該力使調心托輥反轉復位。如果不對調心托輥制動，糾偏力會隨著調心托輥的復位而消失。WY邏輯閥組制動定位功能使得調心托輥定位于某一角度，在這個角度下，糾偏力與跑偏力相平衡，皮帶在中心線位置平穩運行。
    (4)對皮帶機完全沒有任何傷害：即使在故障狀態，皮帶糾偏機也不會對皮帶產生作任何危害，并且會很容易將糾偏機分離，重新恢復調心托輥人工調節功能。而且也不會對皮帶造成磨損。
2.2.3.3帶速檢測保護裝置
    帶式輸送機的運行是靠傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦傳遞運動的，由于載荷和拉緊裝置拉緊力的變化，輸送機的運行速度裝發生波動。驅動裝置的非正常工作也會使帶速發生變化。當輸送機帶速過低時輸送機不能完成所應完成的輸送量。若該輸送機在輸送線上工作時，會發生物料的堆積現象，造成整條輸送線無法正常工作。當驅動裝置正常運轉而帶速降低時，意味著輸送帶在傳動滾筒上打滑，這種打滑會使輸送帶溫度升高，嚴重時會燒毀輸送帶，還有發生火災的危險。
    帶速檢測保護主要問題是對帶速的檢測，一旦給出帶速信號，輸送機的保護是很容易的，只要有相應的事故判斷準則，就可以采用繼電器、開關對系統進行保護。
    (1)速度傳感器。凡是可以測定轉速信號的傳感器都可以在帶式輸送機上應用。目前在帶式輸送機上應用的速度傳感器有：測速發電動機、磁感應發送器、磁電式傳感器、舌簧式傳感器、光敏管式傳感器、接近開關式傳感器、磁敏式傳感器等。
    傳感器安裝在改向滾筒或托輥軸上，或者是通過探頭直接與輸送帶接觸。直接與輸送帶接觸的傳感器可以獲得輸送帶的帶速，但由于輸送帶的振動、探頭的磨損往往效果并不太好。
    速度保護裝置主要有：
    (1)測速發電動機式保護裝置。測速發電動機是把機械轉速轉變為電壓信號，輸出的電壓與轉速成正比關系。為了應用方便，一般采用永磁性直流測速發電動機。應用時將其和托輥軸連動來反映帶速信號。測速發電動機可以分別和繼電器，運算放大器組成速度保護裝置。該裝置適合自行組裝，能滿足低速、打滑及超速等保護要求。
    (2)磁感應式發送器式保護裝置。磁感應式發送器是由永磁鐵和線圈等組成。它與輸送機的特殊托輥配合使用。磁感應發送器式保護裝置的優點是電氣線路比較簡單，缺點是吸能對輸送帶的低速或打滑進行保護。
    (3)接近開關式速度保護裝置。接近開關式速度傳感器通常與安裝在被測物體上的鐵凸塊一起使用。根據凸塊與傳感器的接近次數反映出被測物體的轉速。
3球團原料皮帶系統現狀調查
3.1通過現場調查，目前球團原料皮帶系統主要存在的問題
    (1)由于自行安裝，皮帶架普遍不平直，如sQ-1皮帶等。
    (2)由于物料料濕，料咀易堵，料量突然脫落，會造成瞬間皮帶流量增大，壓皮帶。
    (3)部分料嘴下料不正造成跑偏如Z1、Z2皮帶。
    (4)托輥調偏架起作用的少，不能自動調偏，大都是用鐵絲或拉桿進行強制詞偏。工人勞動強度大，不安全。7 (5)清掃器在原料區已全部恢復在用，效果還須進一步提高，如SQ改向輥筒的清掃器。
    (6)減速機運行中振動大，底座強度低，需要進行加固。Hl皮帶減速機軸承部位溫升高，更換一個新減速機后仍存在上述問題。Q2、Q3皮帶采用油冷滾筒，打滑，跳閘。
3.2擬采取的措施
    為實現皮帶機集中控制達到無人（少人）值守的目的，需要對皮帶系統進行改造和完善。需采取以下措施：
    (1)對皮帶機本體設備所存在的缺陷、隱患進行一次整改，恢復皮帶機的功能。
    (2)對原料作業區所屬的皮帶機中間架，進行一次全面調整，使之平整度符合皮帶機安裝技術要求。
    (3)對清掃器進行進一步的整改和維護，建立清掃器的定期更換制度，每月一次；同時對清掃器清下的物料制定流向或集中，以減少清掃量。引進輥式自旋轉清掃器，提高清掃效果。
    (4)皮帶機托輥已經全部更新為Ur -Ⅱ型托輥，大部分為浙江象山港機廠生產，質量還算穩定，今后將進一步引進JRC、DBT、陸美嘉等國外廠家生產的托輥，提高托輥的使用壽命和可靠性。所需要做的就是根據可靠性維修的原則，確定一個合理、經濟的使用期限和維護周期，尤其是下托輥，要有計劃地定期進行更換，不能等損壞后才進行更換。
    (5)恢復防跑偏開關，目前在用皮帶機的防跑偏開關信號沒有接人集中監控室計算機。對跑偏開關進行恢復和增設，跑偏開關恢復后即將信號接人集中監控計算機。
    (6)恢復防打滑監測裝置和料咀堵塞監測裝置（需要的地方）。
    (7)傳動、改向滾筒軸承制定定期清洗和給油給脂制度。要保證軸承長周期運行，必須保證給脂的清潔和使用同一品牌的油脂。采用油杯補人，盡可能不采用打開軸承蓋的加油方式進行加油、補油。采用打開蓋加油時必須對軸承腔進行徹底清洗，加油量不超油腔的2/3。
    (8)經校核和現場考察皮帶機電機功率可以滿足負荷增加的要求，如ZI、H1、Ql皮帶電機已由原來的37kW．增加到現在的55 kW，但仍有部分電機在滿負荷的運行。物料的突然變化對電機的長期穩定運行有影響，因此，需要在產生堆料的地方，及時消除，可以加裝電振。部分傳動底座振動大，需要進行加固。
3.3增設皮帶自動糾偏裝置
    皮帶在運行過程中不可避免地會出現跑偏，如不能及時進行調整會造成皮帶機出現撒料和皮帶機劃傷等事故，嚴重時使皮帶機不能正常運轉。而現在安裝在皮帶機上的調偏架不能完全實現調偏，因此在皮帶崗位上操作人員其中一項重要的工作就是處理皮帶機的跑偏一采用擺動調偏架的方法使皮帶機走正。為實現無人值守必須在皮帶機上安裝具有自動糾偏功能的調偏裝置。通過對上述幾種糾偏裝置的對比分析，各有優缺點，有些裝置國內目前沒有生產。經過對其他單位應用的實際考察，目前使用較多的是一種無源糾偏裝置，經過引進在現場試用后效果較好，能夠有效地改善運行狀況，實現皮帶的自動糾偏。在球團系統應用50余臺，計劃下一步在選礦和球團其它系統應用近100臺。
3.4將皮帶機運行信號接入集中監控室、實現無人值守
    將恢復的跑偏開關、打滑監測裝置、物料堵塞監測裝以及自動糾偏裝置的信號反饋到原料集中監控室用PLC進行控制。同時增加一定數量攝像頭進行動態監控。
    (1)所有皮帶機均裝設兩級跑偏開關，每隔約50 m設置一對跑偏開關，一級跑偏用于故障報警，二級跑偏用于故障停車。
    (2)所有皮帶機，均設拉線開關，用于緊急情況下的停車，急停拉線開關的安裝間距均確定按50 m進行配置，并可擴展下皮帶的跑偏保護，以保證設備和人身安全；由作業區電工對所有拉線開關進行檢測，確保可靠。并定期進行實驗。
    (3)在皮帶機料嘴內設置堆料堵塞傳感器，防止皮帶的堆料事故的發生。
    (4)在皮帶機設置皮帶速度傳感器，以檢測皮帶的超速及打滑事故的發生。
    (5)皮帶機每隔約100 m設起動預警裝置（電鈴），設備啟動前發出預警信號，提示有關人員應立即遠離設備。
    (6)電機的電流實時監測功能可發現一些機械設備的潛在故障隱患；運行中對電機的電流進行實時監測分析，當發生電流超限或突變時報警，嚴重時停機。
    (7)可根據皮帶機系統的故障性質，進行緊急停機、順序停機或發出報警聲光信號。
    (8)在集中操作臺上能集中顯示膠帶機的工作狀態、故障類型、故障地點。
    (9)多種操作方式。控制方式有：集中聯動、集中手動、就地聯動、就地手動、禁啟等方式，使系統操作靈活、可靠。在集中方式，所有設備由集控室操作員通過上位機操作。
    (10)完善的信息處理功能，報警信息、運行參數、操作記錄等信息自動形成標準格式的數據庫文件，并在硬盤長期保存，供信息系統調用。
3.5對影響皮帶機可靠運行的傳動系統進行改造
    皮帶機的傳動系統的運行可靠性對實現無人值守，起著至關重要的作用，雖然劣化有一個過程，不可靠的傳動系統需要花費大量的人力來對其進行檢查和維護，稍一疏忽就會釀成事故，導致系統停機。因此，皮帶機傳動系統應進行無故障設計或預防維修。為此將減速機全部更新為SEW硬齒面減速機，使系統可靠度大為增加。
3.6傳動滾筒的潤滑
    潤滑的可靠是保證系統設備長周期運行的關鍵，采用油杯定期補油方式，實際上是不可靠的，無法確保每個人都是在按規定的時間、周期、定量地進行加油，因此選用可靠的脂集中潤滑是十分必要的。擬采用南京貝奇爾機械有限公司生產的小型電動集中潤滑裝置來實現這一目標。
4、應用效果
    本項目于2007年4月份完成，原料系統12條皮帶機安裝無源糾偏機52臺，達到了自動糾偏，傳動系統采用SEW硬齒面減速機提供了傳動可靠性，將皮帶機的控制方式和監控信號集中到集控室，實現了皮帶機的集中控制，為無人職守創造了的先決條件。
    設備運行作業率提高，故障減少，按提高了皮帶機和主機的作業率計算。
    球團原料系統實施后的皮帶機崗位人員原有人員40余人，只留4人在Q2、Q3皮帶要機作業，其他人員調整崗位或進行設備巡檢。實現皮帶機集中監控，減少粉塵對崗位人員塵毒傷害，達到了項目初期設定的目標。具有較好的經濟效益和巨大的社會效益。