刮板輸送機斷鏈保護裝置的設(shè)計

申水旺，崔中和

(潞安環(huán)能股份公司 王莊煤礦，山西 長治 046031)

刮板輸送機作為煤礦井下的主要運輸設(shè)備，其運行的有效性對礦井生產(chǎn)有著直接影響，刮板輸送機的斷鏈事故會造成停機停產(chǎn)、損壞設(shè)備的后果，并增大工人的維修工作量。斷鏈保護裝置可以使刮板輸送機在斷鏈發(fā)生時快速停機，避免斷鏈事故的擴大，減少經(jīng)濟損失和維修工作量。本文利用接近開關(guān)等價格低廉的材料制作的斷鏈保護，不但材料普通、制作簡單，經(jīng)實踐證明能有效減輕事故所造成的危害。

1 導致刮板輸送機斷鏈的原因分析

1) 刮板輸送機在運輸過程中因為沒有排凈有時會發(fā)生回煤，使鏈條在底槽中運行受阻，負載增大,造成鏈條的拉伸損傷。

2) 刮板輸送機的鏈條在運輸過程中會不斷發(fā)生磨損，時間長了，鏈條的強度和韌性就會降低，發(fā)生斷鏈的概率也會增大。

3) 刮板輸送機的溜槽因為安裝、底板不平、碰撞等原因會造成對口錯位，這時會掛住刮板或鏈環(huán)，增大鏈條的負載?；蛘咴谶\輸過程中被卡在溜槽里的硬物絆住，也會使鏈條運行受阻，負載增大。

4) 刮板輸送機的鏈條過緊會增大鏈條的初張力，在鏈條被卡刮時，會受到?jīng)_擊載荷，鏈環(huán)會受到較大的張力，降低鏈環(huán)的韌性。

5) 鏈條過松或者兩根鏈條長度不一致，會使鏈條運行到鏈輪處時，發(fā)生跳牙，使鏈環(huán)受到鏈輪牙齒的撞擊，造成鏈環(huán)變形，斷裂。

6) 工作面底板不平和不直會造成輸送機刮板受力不均，也容易導致斷鏈事故發(fā)生。

7) 刮板輸送機長時間高負荷運轉(zhuǎn)會使鏈條較早出現(xiàn)形變和磨損。除在運行過程中運輸量大會增大鏈條拉力外，在停機后刮板輸送機有殘留的煤炭和矸石，在啟動后也會增大鏈條的拉力。拉力較大會加劇鏈條的磨損和變形，加速鏈條強度的下降。

2 刮板輸送機斷鏈的危害

鏈條斷裂時，由于刮板機上鏈所受的牽引消失，下鏈繼續(xù)向前運行，導致鏈條在機頭和底槽里堆積，增加了鏈輪的負荷，造成鏈輪損壞和電流過載。斷鏈后，如果沒有及時停機，斷鏈處的間距就會擴大，鏈條就會堆積，增加了工人處理事故的工作量，嚴重時耗費大量時間和人工去進行拖鏈和接鏈，而且還會造成設(shè)備損害，縮短設(shè)備的使用壽命。

只有在斷鏈事故發(fā)生時能快速停機，才能避免或減輕斷鏈事故所造成的后果和經(jīng)濟損失。但只是依靠人工和開關(guān)的過流保護，顯然難以做到及時發(fā)現(xiàn)斷鏈和快速停機，只有刮板輸送機實現(xiàn)斷鏈后立刻自動停機才能解決這一問題。

3 王莊煤礦刮板輸送機斷鏈保護存在的缺陷

目前王莊煤礦使用的刮板輸送機只是依靠開關(guān)中的過流跳閘來實現(xiàn)斷鏈后停機。刮板輸送機發(fā)生斷鏈后，鏈輪的負荷會增大，導致開關(guān)中的電流增大，當達到開關(guān)中過流整定值時，開關(guān)就會跳閘。但等到開關(guān)跳閘時，鏈條已在機頭有了一定的堆積，這時再進行事故處理已經(jīng)比較麻煩。因而單純依賴過流保護來實現(xiàn)停機斷鏈已不符合當前煤礦的生產(chǎn)要求。針對這一缺陷，我們設(shè)計制作了一種適用于與膠帶搭接處的刮板輸送機斷鏈保護裝置，有效彌補了這一缺陷，完善和優(yōu)化了刮板輸送機斷鏈保護。

4 刮板輸送機斷鏈保護裝置的設(shè)計

4.1 刮板輸送機斷鏈保護裝置的構(gòu)成和原理

刮板輸送機斷鏈保護裝置主要由花蘭螺絲、細鋼絲、導向管、彈簧、鐵滑塊和接近開關(guān)組成，如圖1所示。

圖1 斷鏈保護裝置結(jié)構(gòu)

導向管開口處側(cè)面示意如圖2所示。

圖2 導向管開口處側(cè)面示意

細鋼絲固定在刮板輸送機機頭的下方，細鋼絲的松緊由花蘭螺絲來進行調(diào)整。接近開關(guān)是一種非接觸式的檢測裝置，當物體接近它時，就會被觸發(fā)而發(fā)生動作。接近開關(guān)裝設(shè)于導向管的開口處，與導線管開口之間的距離通過試驗確定，不能因為距離過遠而檢測不到，也不能因距離過近而發(fā)生誤動作，影響輸送機正常運行。鐵滑塊的作用是用來觸發(fā)接近開關(guān)動作的，當鐵滑塊經(jīng)過導向管開口時，接近開關(guān)就會被感應(yīng)而發(fā)生動作。鐵滑塊在導向管內(nèi)的滑動必須靈敏可靠，導向管拐角加裝一個滑輪，以減少鋼絲與導向管之間的摩擦力。

當刮板輸送機的鏈條發(fā)生斷裂時，鏈條就會松弛下來，機頭的鏈條就會下垂壓在裝設(shè)在機頭下方的細鋼絲上，細鋼絲受到壓力后會拉動連在細鋼絲上的鐵滑塊在導向管內(nèi)滑動，將鐵滑塊滑動到導向管開口處時，此時，安裝在導向管開口處的接近開關(guān)檢測到信號，該信號傳遞到開關(guān)中的控制電路中，觸發(fā)控制電路中的常閉觸點斷開，使主電路失電，刮板輸送機停止運轉(zhuǎn)，避免刮板機斷鏈繼續(xù)運行而損壞鏈輪和引起電流過載。

4.2 接近開關(guān)的原理及接線方式

接近開關(guān)是斷鏈保護裝置的核心部分，裝置中使用的是電感式接近開關(guān)。電感式接近開關(guān)的原理是：接近開關(guān)的振蕩器會產(chǎn)生交變磁場，當金屬接近這一磁場，并達到感應(yīng)距離時，在金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流，從而導致震蕩衰減，以致停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)開關(guān)電路的通斷。

接近開關(guān)控制開關(guān)啟停的接線方式有兩種。一是接近開關(guān)的輸出線直接接到開關(guān)的控制回路的常閉接點上，通過使常閉接點斷開來使開關(guān)斷電(如圖3)。另一種是將輸出線接到含有PLC的控制器里，接近開關(guān)發(fā)出信號后，經(jīng)PLC處理后，輸出停電信號，使開關(guān)斷電，刮板輸送機停機。

5 結(jié) 語

雖然有些廠家有斷鏈保護裝置，但購買和改造成本較高，而且有些類型并不適用王莊煤礦高煤塵、運輸量大的井下作業(yè)條件。從已經(jīng)投入使用的王莊礦的五個作業(yè)地點可以看出，我們自主設(shè)計和制作的刮板輸送機斷鏈保護裝置效果良好，在斷鏈發(fā)生后能迅速使開關(guān)斷電，避免了斷開的鏈條和刮板卷入機頭下面和底槽里。減輕了事故后工人的檢修量，節(jié)省了搶修時間，節(jié)約了設(shè)備的運行成本，提高了工作面的生產(chǎn)效率。因為利用了平?？梢姷牟牧希医Y(jié)構(gòu)簡單，因而制作和安裝費用低廉，具有較大的成本優(yōu)勢。但該裝置只適合安裝在與膠帶搭接的刮板輸送機上，因而其它位置的刮板輸送機上仍采用其它類型的斷鏈保護裝置。