斜井膠帶斷帶保護(hù)裝置及應(yīng)用

仝富

斜井膠帶斷帶保護(hù)裝置及應(yīng)用

仝富

介紹了用于煤礦井下膠帶運(yùn)輸機(jī)的KHP-119型斷帶保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理、安裝及應(yīng)用。關(guān)鍵詞 膠帶運(yùn)輸機(jī)；斷帶保護(hù)；速度傳感器；壓帶偏心輪

隨著煤炭生產(chǎn)的發(fā)展，礦井生產(chǎn)機(jī)械化程度不斷提高，煤炭運(yùn)輸量不斷增大，膠帶運(yùn)輸機(jī)已成為煤礦井下運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在連續(xù)裝載條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大。在生產(chǎn)中，膠帶長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)及各種意外因素的原因，斷帶事故時(shí)有發(fā)生。特別是作為提升用的斜井運(yùn)輸機(jī)，傾角大，負(fù)荷大，一旦發(fā)生斷帶下滑和膠帶倒轉(zhuǎn)事故，就會(huì)摧毀機(jī)架，損壞設(shè)備，阻塞井筒，造成長(zhǎng)時(shí)間停工，甚至人員傷亡，而且清理現(xiàn)場(chǎng)工作量大，后果極其嚴(yán)重。怎樣杜絕斷帶或在斷帶事故發(fā)生后能把損失控制在最小范圍，用最短時(shí)間恢復(fù)生產(chǎn)，成為研究的焦點(diǎn)。為此，大同煤礦集團(tuán)公司為馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機(jī)安裝了KHP-119型斷帶保護(hù)裝置。

1 馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)

①膠帶機(jī)：全長(zhǎng) 944 m；運(yùn)量 900 t/h；帶速3.15 m/s；帶寬1 m；帶強(qiáng)，GX3000；提升斜面，16°；原驅(qū)動(dòng)方式，調(diào)速型液力偶合器。

②驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)：主電機(jī)功率400 kW，主電機(jī)數(shù)量3臺(tái)，電機(jī)額定電流47.3 A，供電電壓6 kV。

③其他：減速機(jī)減速比1∶35.5，主滾筒直徑1 430 mm。

2 斷帶保護(hù)裝置的主要結(jié)構(gòu)及工作原理

KHP-119型斷帶保護(hù)裝置采用凸輪壓帶式，分左、右對(duì)稱兩部分，分別布置在膠帶兩側(cè)，根據(jù)智能測(cè)速控制裝置的命令由電磁控制機(jī)構(gòu)控制，動(dòng)作同步可靠、受力均勻。斷帶抓捕裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為弧形紋面壓帶形式，體積小，抓捕力在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)隨著膠帶下滑力的變化而變化。

KHP-119型斷帶保護(hù)裝置采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，主要由測(cè)速裝置、電磁控制機(jī)構(gòu)、彈簧儲(chǔ)能裝置、機(jī)身、弧形紋面壓帶凸輪、控制連桿機(jī)構(gòu)、限位裝置、電磁控制裝置等組成。結(jié)構(gòu)形式為敞開式，不占用用戶的有效使用面積，在輸送機(jī)斷帶、失速（超速）時(shí)實(shí)施抓捕動(dòng)作，并同時(shí)斷掉輸送機(jī)控制回路電源，發(fā)出聲光報(bào)警，抓捕動(dòng)作同步可靠。該裝置的特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，抓捕皮帶動(dòng)作同步可靠，拉力大。它主要適用于膠帶跑偏量小、撕邊不嚴(yán)重，物料離膠帶邊緣有一定距離，工況較好的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，一般與敞開式結(jié)構(gòu)膠帶輸送機(jī)失速、斷帶保護(hù)裝置配套使用于下皮帶。敞開式抓捕機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是具有固定式抓捕機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，且壓帶機(jī)構(gòu)安裝在膠帶一旁可以防止機(jī)構(gòu)刮物料，解決大塊物料等通過斷帶保護(hù)裝置時(shí)物料堵塞、堆積問題，能夠適應(yīng)工況較差的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)。敞開式結(jié)構(gòu)斷帶抓捕機(jī)構(gòu)主要用于上皮帶。

KHP-119型斷帶保護(hù)裝置的主要性能參數(shù)：電源，AC127 V；最大工作電流3.2 A，測(cè)速精度≤1%；最大抓捕拉力≥5 t(通用型)。

KHP-119型斷帶保護(hù)裝置的測(cè)速控制系統(tǒng)能較準(zhǔn)確地檢測(cè)皮帶的運(yùn)行方向及速度，然后根據(jù)此速度判斷皮帶是否超速或失速下滑。當(dāng)速度傳感器檢測(cè)到膠帶斷帶或失速時(shí)，裝置發(fā)出抓捕指令，斷帶保護(hù)裝置的電磁閥動(dòng)作，壓帶偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶受到偏心輪一個(gè)沿接觸面方向的摩擦力（摩擦力方向自左向右），同時(shí)皮帶受到偏心輪一個(gè)垂直于接觸面方向的壓力，這兩個(gè)力的合力構(gòu)成偏心輪對(duì)皮帶的制動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)得到單件偏心輪的制動(dòng)力不小于39.2 kN實(shí)施抓捕，并發(fā)出報(bào)警，同時(shí)切斷輸送機(jī)控制回路電源。第45頁圖1為斷帶保護(hù)裝置抓捕受力圖。

3 斷帶保護(hù)裝置的安裝

圖1 斷帶保護(hù)裝置抓捕受力示意

馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機(jī)全長(zhǎng)944 m，經(jīng)計(jì)算上抓捕裝置需19對(duì)，下抓捕裝置需7對(duì)。根據(jù)實(shí)際情況，上抓捕裝置安裝了18對(duì)，留1對(duì)備用；下抓捕裝置初期安裝了3對(duì)，應(yīng)用了7個(gè)月，在更換新膠帶時(shí)影響安裝將其拆下，經(jīng)過分析下托輥間距為3.6 m，斷帶后不易下滑，故未安裝下抓捕器。

①在選定位置將連接支架1和連接支架2用U型螺栓、M16×45螺栓和M16×120螺栓對(duì)接固定在輸送機(jī)兩組托輥之間，并讓連接支架盡可能靠近兩組托輥中靠下的一組托輥，為速度傳感器留出安裝空間。

②將抓捕裝置 (左)和抓捕裝置 (右)用M16×45螺栓分別固定在連接支架上（注意敞開方向），調(diào)節(jié)安裝位置，保證皮帶下平面與抓捕裝置下壓板面平行，然后緊固螺栓。

③將智能測(cè)速控制儀用M8×35螺栓固定安裝在連接支架的同一側(cè)。

④將速度傳感器總成用M12×40螺栓固定安裝在連接支架的中間位置，并且保證安裝的方向與皮帶運(yùn)行的方向一致。速度傳感器不宜安裝過密，2～3套斷帶保護(hù)裝置安裝1套速度傳感器即可。

電氣線路的連接：

①智能測(cè)速控制儀中1，2端接入AC127 V電源（見圖2），中間用127 V三相電源接線排過渡轉(zhuǎn)接（1，2端與127 V三相電源接線排已經(jīng)連接，只須將電源線與127 V三相電源接線排相對(duì)應(yīng)的另一端連接即可），注意切勿短路。

②3，4端與其中一側(cè)斷帶保護(hù)裝置的電磁閥連接，15，16端與另一側(cè)斷帶保護(hù)裝置的電磁閥連接。

③智能測(cè)速控制儀中一側(cè)5，6端與上一臺(tái)5，6端相接，另一側(cè)5，6端與下一臺(tái)5，6端相接，兩兩之間“5”端和“5”端相接，“6”端和“6”端相接，切勿接錯(cuò)。

圖2 智能測(cè)速儀內(nèi)部接線

④7，8，9端接入輸送機(jī)急停或控制回路中，確保斷帶保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)切斷膠帶輸送機(jī)開關(guān)控制回路電源。

⑤10，11，12接速度傳感器：10接“+”，11接“S”，12接“-”，切勿接錯(cuò)。

4 斷帶保護(hù)裝置的使用

2008年10 月在高山主斜井強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)上安裝KHP-119型斷帶保護(hù)裝置。共安裝上抓捕器18套，特留出1套備用。該主井膠帶工況較差，刷邊嚴(yán)重，下抓捕器難以實(shí)施抓捕；同時(shí)下托輥間距為3.6 m，斷帶后不易下滑，沒有安裝下抓捕器。經(jīng)歷7個(gè)月的運(yùn)行，通過現(xiàn)場(chǎng)模擬膠帶下滑反向信號(hào)，證明其設(shè)計(jì)合理，動(dòng)作可靠，各項(xiàng)功能均可以實(shí)現(xiàn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用無影響，絕大部分部件狀況良好。一次在檢修皮帶時(shí)，由于逆止器注油過多，導(dǎo)致皮帶下滑，斷帶保護(hù)裝置成功實(shí)施抓捕，由此說明該斷帶保護(hù)裝置性能、質(zhì)量、可靠性達(dá)預(yù)期目的。

5 存在問題

KHP-119型斷帶保護(hù)裝置的使用將會(huì)大大減少斷帶事件帶來的惡性事故，減少設(shè)備損失及人員傷害，提高經(jīng)濟(jì)效益，是帶式輸送機(jī)的必備保護(hù)設(shè)施，社會(huì)效益顯著。存在問題是：在控制室內(nèi)不能夠觀察到抓捕器的工作狀態(tài)，比如有的抓捕器轉(zhuǎn)臂受大的物料撞擊而發(fā)生動(dòng)作的現(xiàn)象就不能夠及時(shí)反映出來。對(duì)于此問題我們已經(jīng)開始研究，不久將可得到解決。

Inclined Tape Belt Protection Device and its Application

Tong Fu

This article introduced the structure,working principles,installation and application of the KHP-119 belt protection devices,which is used in coal mine belt conveyor.

belt conveyor;belt protection;speed sensor;eccentric wheel

TD55+1

A

1000-4866（2010）03-0044-02

2010-06-16

仝富，男，1957年出生，山西礦業(yè)學(xué)院（工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)）畢業(yè)，現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)公司技術(shù)中心工作，工程師。

修回日期：2010-07-08