選煤廠刮板機(jī)跳鏈自動檢測及防范措施

何永彬，李 立，王 斌，袁小霞

(神東煤炭集團(tuán)洗選中心 補(bǔ)連塔選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

0 引言

補(bǔ)連塔選煤廠是一座特大型現(xiàn)代化礦井型選煤廠，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)，隸屬中國神華神東煤炭集團(tuán)洗選中心。該廠于1997年10月18日建成投產(chǎn)，經(jīng)兩次改擴(kuò)建投產(chǎn)后，目前全廠礦井原煤設(shè)計(jì)處理能力達(dá)22.0 Mt/a。

刮板輸送機(jī)是各選煤廠最常用的運(yùn)輸轉(zhuǎn)載設(shè)備，常用于原煤分級或入洗煤的配煤、產(chǎn)品煤的配倉、中間產(chǎn)品煤摻配。與常用的運(yùn)輸設(shè)備膠帶輸送機(jī)相比，不足之處主要是在生產(chǎn)過程中噪音比較大、易造成塊煤的過粉碎及設(shè)備磨損快、且維修保養(yǎng)工作量較大、運(yùn)輸距離小[1-2]。但刮板運(yùn)輸機(jī)具有入料靈活、多點(diǎn)卸料、密閉性能好、粉塵小、運(yùn)輸角度大、不易撒煤、正反轉(zhuǎn)靈活切換等特點(diǎn)，特別適用于需要多點(diǎn)卸料、配煤的條件以及需要側(cè)向移動的運(yùn)輸環(huán)境。

刮板輸送機(jī)日常故障主要是斷鏈、跳鏈、刮板彎曲、磨損、刮板折斷、卡阻等，這些故障一旦發(fā)生，檢修工作量大，就會出現(xiàn)影響系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)間較長的情況，且所需的檢修維護(hù)人員也較多。如何準(zhǔn)確判斷刮板機(jī)故障的發(fā)生，從而提前停車進(jìn)行處理，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，是刮板輸送機(jī)保護(hù)需要解決的問題。因現(xiàn)有刮板輸送機(jī)針對以上故障判斷基本處于起步階段，沒有能夠完全解決問題的相關(guān)保護(hù)類型。而刮板機(jī)在跳鏈的故障判斷更為重要，因?yàn)榇祟惞收弦坏┌l(fā)生，直接會導(dǎo)致刮板輸送機(jī)鏈條、連接環(huán)、頭尾輪等全部破壞，修復(fù)會長時(shí)間影響生產(chǎn)。

刮板運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械主體由槽箱、傳動設(shè)備、機(jī)頭輪組、機(jī)尾輪組、刮板鏈構(gòu)成[3-4]。槽箱一般都是鋼板焊接制造，刮板機(jī)內(nèi)襯有鑄石板、鋼板等。刮板鏈條主要有環(huán)形鏈和連接環(huán)構(gòu)成，按照一定的尺寸和方式連接而成。刮板輸送機(jī)在正常工況下，傳動裝置通過機(jī)頭頭輪輪組帶動槽箱底部的刮板鏈向著一個方向運(yùn)動，此時(shí)鏈條就會帶動刮板機(jī)刮板向一個方向運(yùn)行，而刮板機(jī)刮板是垂直于鏈條運(yùn)行方向的，這樣刮板就可帶動物料向刮板機(jī)鏈條運(yùn)行的方向移動。在運(yùn)行方向前方出料端卸料后刮板鏈繞過機(jī)頭頭輪組向反方向回行，以此往復(fù)。

1 刮板輸送機(jī)跳鏈原因分析

刮板輸送機(jī)在運(yùn)行中最常見的故障是跳鏈，跳鏈的部位多發(fā)生在機(jī)頭和機(jī)尾[5-6]。引發(fā)跳鏈的原因比較復(fù)雜。如鏈條松和刮板機(jī)的底板不平；鏈輪與鏈條節(jié)距不符、雙鏈鏈條長度誤差；鏈條張緊度不夠(松)，這樣在機(jī)尾處很容易形成堆積，導(dǎo)致跳鏈，所以計(jì)算預(yù)緊力很重要，不能過緊，如果過緊鏈條和中部槽都容易磨損。刮板被物料或舌板等卡住也會跳鏈；連接螺栓損變細(xì)、馬蹄環(huán)孔磨大，會使鏈條節(jié)距拉大，運(yùn)行中與鏈輪(牙輪)齒不吻合，就會跳鏈；鏈輪齒面和齒槽磨損，使鏈輪節(jié)徑變小，鏈輪節(jié)距與鏈條節(jié)距不吻合，也會造成跳鏈；兩側(cè)條鏈的松緊不一致，也會跳鏈；進(jìn)料不穩(wěn)定，入料偏、過載也會導(dǎo)致跳鏈。

刮板機(jī)發(fā)生跳鏈故障時(shí)，很少有兩邊鏈條同時(shí)脫離鏈輪的情況，一般都是一側(cè)鏈條跳脫鏈輪，導(dǎo)致兩邊的鏈條錯位，使刮板與鏈條呈傾斜狀態(tài)運(yùn)行。此時(shí)，如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并停車處理，短時(shí)間就可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，如果不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)處理，錯位越來越大，就容易造成鏈條拉斷、破壞鑄石槽箱或鏈條滑道，拉翻機(jī)座等事故，使跳鏈故障的危害程度擴(kuò)大。

由于引發(fā)刮板輸送機(jī)跳鏈的原因較復(fù)雜，影響因素較多，故很難針對所有影響因素采取相應(yīng)措施以徹底消除跳鏈?zhǔn)鹿实陌l(fā)生。根據(jù)對刮板機(jī)跳鏈故障的分析可知，無論是何種原因造成的跳鏈故障，其主要表現(xiàn)為兩邊牽引鏈條的錯位和刮板歪斜。因此，可根據(jù)這一故障現(xiàn)象設(shè)計(jì)一種刮板輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測裝置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并快速處理，避免跳鏈故障帶來的危害，最大限度地減少對正常生產(chǎn)的影響。

2 刮板機(jī)跳鏈自動檢測裝置與可行性分析

2.1 新型刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈預(yù)警裝置設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)組成

根據(jù)現(xiàn)場刮板機(jī)發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)計(jì)制作跳鏈保護(hù)，安裝于刮板機(jī)機(jī)頭或機(jī)尾能及時(shí)檢測到刮板機(jī)跳鏈的發(fā)生且能有效避免誤動作。刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈預(yù)警裝置，該系統(tǒng)主要由主接近開關(guān)固定架、內(nèi)置壓力彈簧、感應(yīng)桿、固定架、密封端蓋、缸體、滑動桿、受力弧形板組成，具體如圖1所示。

圖1 刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈預(yù)警裝置組成

其中，接近開關(guān)固定架用于安裝接近開關(guān)，調(diào)節(jié)與感應(yīng)桿距離；內(nèi)置壓力彈簧在發(fā)生跳鏈故障時(shí)，滑動桿向上移動后，內(nèi)置彈簧能使滑動桿恢復(fù)到安裝位置。在發(fā)生跳鏈故障時(shí)，滑動桿向上移動帶動感應(yīng)桿向上移動，接近開關(guān)返回信號至PLC，通過PLC在上位畫面產(chǎn)生預(yù)警。感應(yīng)桿固定架可防止感應(yīng)桿及滑動桿旋轉(zhuǎn)發(fā)生誤動作或不動作。密封端蓋可限制缸內(nèi)彈簧上限位，密封缸體防止缸體內(nèi)進(jìn)入煤塵等導(dǎo)致保護(hù)不靈敏。缸體用于與刮板機(jī)固定及限制滑動桿位移，為滑動桿恢復(fù)和調(diào)力彈簧形成密封空間?；瑒訔U主要用于連接受力弧形板和感應(yīng)桿。當(dāng)刮板機(jī)頭尾鏈輪處發(fā)生跳鏈時(shí)，跳出的鏈條迫使弧形板向上移動，弧形板設(shè)計(jì)符合刮板機(jī)發(fā)生跳鏈時(shí)的移動軌跡設(shè)計(jì)。

2.2 新型刮板機(jī)跳鏈預(yù)警裝置工作原理

刮板機(jī)在運(yùn)行過程中由于各種原因造成刮板機(jī)運(yùn)行的不平穩(wěn)，從而造成跳鏈。根據(jù)實(shí)際所用刮板運(yùn)輸機(jī)大小及頭輪與刮板運(yùn)輸機(jī)頂箱蓋距離安裝刮板運(yùn)輸機(jī)預(yù)警裝置。當(dāng)刮板運(yùn)輸機(jī)發(fā)生跳鏈時(shí)，受力弧形板受到跳鏈后刮板輸送機(jī)頭輪出鏈條向上的力，感應(yīng)桿在滑動桿的帶動下，向上運(yùn)動，感應(yīng)桿將觸發(fā)接近開關(guān)固定架處安裝的接近開關(guān)發(fā)出信號，PLC將接收到接近開關(guān)固定架處安裝的接近開關(guān)的信號，同時(shí)將該信號反饋至上位畫面，上位畫面顯示該刮板輸送機(jī)跳鏈，同時(shí)PLC將通過CPU程序?qū)⒃摴伟遢斔蜋C(jī)停車，防止跳鏈后事故擴(kuò)大。

2.3 新型刮板機(jī)跳鏈預(yù)警裝置創(chuàng)新點(diǎn)

與脈沖循環(huán)計(jì)時(shí)器檢測裝置對比：脈沖循環(huán)計(jì)時(shí)器是利用連接的兩電刷(軟鋼絲繩制作)分別安裝于刮板機(jī)槽箱上方沿寬度方向的兩端并垂直于鏈條運(yùn)行方向，使刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)刮板兩端正好能同時(shí)從兩電刷掃過。根據(jù)刮板機(jī)運(yùn)行速度和刮板間距，計(jì)時(shí)器的延時(shí)時(shí)間設(shè)定為0～10 s，使其略長于兩刮板依次掃過電刷的間隔時(shí)間。較該監(jiān)控裝置，新型刮板機(jī)跳鏈預(yù)警裝置能有效的避免因刮板機(jī)刮板變形而引起的誤動作等，有效避免生產(chǎn)系統(tǒng)因設(shè)備誤動作而導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低，設(shè)備沒有檢修時(shí)間，機(jī)修人員跟隨故障跑等因素。

新型刮板機(jī)跳鏈預(yù)警裝置的優(yōu)點(diǎn)：對恢復(fù)機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行創(chuàng)新，較原用跳鏈保護(hù)將彈簧及移動桿置于刮板機(jī)蓋板外部并進(jìn)行密封處理，有效避免銹蝕或煤泥卡組彈簧致使跳鏈機(jī)構(gòu)失去作用。受力板采用多角度設(shè)計(jì)，因移動桿與受力板用螺栓固定，所以對不同類型刮板機(jī)頭尾鏈輪組可選用適合角度的受力板，避免誤動作或漏動作。機(jī)構(gòu)維護(hù)簡單，拆裝方便。新型刮板機(jī)跳鏈保護(hù)的每個部件均可靈活拆卸，維護(hù)或更換時(shí)無需將刮板機(jī)蓋板拆開，只需打開觀察口就可實(shí)現(xiàn)安裝與調(diào)試工作。保護(hù)實(shí)現(xiàn)有緩沖余量調(diào)節(jié)，有效避免誤動作及保護(hù)自身不被損壞。新型刮板機(jī)跳鏈保護(hù)填補(bǔ)了現(xiàn)關(guān)于礦山用刮板機(jī)發(fā)生跳鏈故障監(jiān)測報(bào)警保護(hù)的空白。對比其他跳鏈保護(hù)，新型刮板機(jī)跳鏈保護(hù)監(jiān)測更準(zhǔn)確，造價(jià)低廉。

2.4 刮板輸送機(jī)自動檢測可行性分析

針對目前選煤廠所用刮板輸送機(jī)跳鏈預(yù)警裝置安裝于刮板機(jī)內(nèi)部存在的缺陷，設(shè)計(jì)一種新型的刮板輸送機(jī)跳鏈預(yù)警裝置，該裝置主體部分安裝于刮板輸送機(jī)外部，防止因輸送物料等雜物造成的預(yù)警裝置的誤動作，同時(shí)延長該裝置的壽命，降低日常設(shè)備的維護(hù)量，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)量小、造價(jià)低廉、便于實(shí)施。可解決選煤廠刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈后崗位工無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成刮板斷鏈、斷刮板等事故擴(kuò)大問題。可解決現(xiàn)有刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈預(yù)警保護(hù)銹蝕的問題，現(xiàn)有刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈預(yù)警保護(hù)損壞快、維修量大的問題；可解決傳統(tǒng)保護(hù)裝置檢測不準(zhǔn)確、誤動作的問題并實(shí)現(xiàn)多類型刮板機(jī)安裝的要求問題。

3 刮板輸送機(jī)跳鏈的后續(xù)防范措施

3.1 嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量

安裝時(shí)，應(yīng)清點(diǎn)元件數(shù)量，按安裝順序裝車運(yùn)輸，以防止元件不足時(shí)用舊件替代。對工作面切眼底板進(jìn)行整理(特別是將廢舊金屬物清理干凈)，確定機(jī)頭、機(jī)尾位置，同時(shí)應(yīng)預(yù)留機(jī)頭的安裝高度或進(jìn)行處理以滿足安裝高度，防止安裝位置錯誤需要增補(bǔ)部件，或因卸載高度不夠損壞鏈條。按設(shè)備要求進(jìn)行維護(hù)檢修，緊固刮板螺栓，對裝反的鏈條、刮板必須返工。

3.2 加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)管理

在設(shè)備運(yùn)行中，杜絕使用不合格的鏈條、鏈接環(huán)。嚴(yán)防輸送機(jī)過負(fù)荷工作，緊鏈時(shí)防止鏈條過松或過緊。使用舊鏈條時(shí)，須將等長度的鏈條成對捆綁使用，如果無法找到同長度鏈條時(shí)，可將長鏈從中斷開成兩節(jié)捆綁使用，嚴(yán)禁不等長度鏈條混用，嚴(yán)禁使用破斷強(qiáng)度不夠的鏈條。實(shí)行定期定點(diǎn)檢修制，按要求定期更換機(jī)頭機(jī)尾鏈輪，以減少鏈輪和鏈條的磨損。

3.3 刮板機(jī)緊鏈的故障措施

緊鏈，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)緊鏈器—頂緊(張緊)鎖緊絲杠—鎖緊張緊絲杠鎖母，防止刮板機(jī)運(yùn)行過程中由于振動導(dǎo)致絲杠松動—逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)緊鏈器2～3圈，防止刮板機(jī)在運(yùn)行過程中緊鏈器受力—兩緊鏈器可以微量調(diào)節(jié)，但是兩緊鏈器誤差不得超過30 mm。飄鏈的原因是槽底不平，細(xì)粒物進(jìn)入鏈條下方，解決方法為槽底增加清掃器。跳鏈的原因是鏈條松或卸料不徹底塊狀物入鏈輪內(nèi)，解決方法為及時(shí)張緊刮板鏈條。鏈條兩側(cè)張緊度不一致的原因是機(jī)體本身不夠平直或給料，解決方法為調(diào)整槽體，改進(jìn)給料位置。

3.4 刮板機(jī)相關(guān)部件檢查標(biāo)準(zhǔn)

刮板機(jī)的鏈條磨損量不得超過原鏈條的35%，否則必須立即更換，磨損料超過20%時(shí)，鏈條可以旋轉(zhuǎn)180°，如鏈條φ26×92-9c，當(dāng)鏈條磨損到直徑的35%(26×0.35=9.1 mm)必須更換；當(dāng)鏈條磨損到直徑的20%(26×0.2=5.2 mm)時(shí)，鏈條旋轉(zhuǎn)180°。當(dāng)刮板測量磨損到與馬蹄環(huán)平面幾乎相同時(shí)需更換或補(bǔ)焊，尾輪傾斜左右傾斜偏度不得超過30 mm，超過會導(dǎo)致尾輪高溫，拉緊絲杠易斷裂，齒牙磨損快或易跳鏈?；⌒伟?、牙輪、撥鏈器鏈條與弧形板摩擦的部位，磨損量超過原板厚度的1/3時(shí)，需補(bǔ)焊或更換?；⌒伟迮c鏈輪之間的縫隙超過5 mm時(shí)，必須更換。撥鏈器左右擺動靈活，磨損較大及時(shí)補(bǔ)焊；底板、側(cè)板、壓鏈器磨損量，只能目測，根據(jù)實(shí)際情況判斷檢修處理。

3.5 日常操作注意事項(xiàng)

起動前要發(fā)出信號，先斷續(xù)點(diǎn)動，隔幾秒鐘再正式啟動。其目的，一是檢驗(yàn)刮板輸送機(jī)運(yùn)行是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)；二是斷續(xù)點(diǎn)動代替警戒信號，警示在輸送機(jī)附近工作或行走的人員。為防止強(qiáng)行帶負(fù)荷啟動，一般情況下都要先啟動刮板輸送機(jī)，然后再裝煤。如果連續(xù)兩次不能起動，必須找出原因并處理好后再啟動。

無論是否集中控制，都要由外向里沿逆煤流方向依次啟動，刮板輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不得向輸送機(jī)內(nèi)裝煤，不得向溜槽里裝超粒度物料，防止大塊物料卡刮溜槽而造成事故，停機(jī)時(shí)由里向外沿順煤流方向依次停止運(yùn)轉(zhuǎn)。無煤時(shí)，禁止刮板輸送機(jī)長時(shí)間空轉(zhuǎn)。

設(shè)備在運(yùn)行過程中檢查的注意事項(xiàng)主要有：①檢查鏈子的松緊程度，緊鏈裝置應(yīng)調(diào)整靈活，前后溜槽應(yīng)通暢，卸料口閘板應(yīng)平整嚴(yán)密，開關(guān)靈活；②檢查料槽是否有雜物堵塞，定期清理吊掛的雜物；③檢查槽箱內(nèi)耐磨鑄石板或鋼板是否松動或脫落，滑道有無斷裂，錯位。檢查刮板是否彎曲、變形或斷裂，鏈條有無斷裂；④注意觀察鏈條、刮板運(yùn)行情況，鏈輪及鏈子的嚙合情況，注意鏈輪軸的溫度是否過高；⑤發(fā)現(xiàn)鏈條掉鏈或跳鏈應(yīng)立即停機(jī)處理，處理時(shí)應(yīng)使用木楔墊于機(jī)頭鏈輪點(diǎn)動設(shè)備，操作時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行“停送電制度”，禁止使用其它鐵器硬脆性物墊；⑥發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重飄鏈、刮板斷裂、螺栓脫落、鏈子脫節(jié)必須停機(jī)處理；⑦注意電機(jī)、減速器、各部軸承的溫升情況，電機(jī)溫升不能高于35 ℃，減速器、各部軸承溫升不得高于30 ℃；⑧經(jīng)常觀察卸料及入料料槽，嚴(yán)防堵塞，保證物料及時(shí)卸落。

3.6 提高職工技術(shù)素質(zhì)

凡經(jīng)過培訓(xùn)后從事檢修工作的員工，工作效率高，返工率低，輸送機(jī)故障率也低。因此只有加強(qiáng)培訓(xùn)，提高職工的技術(shù)素質(zhì)，才能防止不正常故障的發(fā)生，減少不安全因素的發(fā)生，提高煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

新型刮板機(jī)跳鏈保護(hù)在補(bǔ)連塔選煤廠刮板機(jī)試用，試用效果良好，保護(hù)監(jiān)測準(zhǔn)確，無誤動作?？捎行ПO(jiān)測刮板機(jī)跳鏈故障發(fā)生，降低了刮板機(jī)因跳鏈故障造成刮板機(jī)鏈條及刮板等損失。以補(bǔ)連塔選煤廠刮板機(jī)發(fā)生跳鏈故障為例，因發(fā)生跳鏈故障未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)引發(fā)較大故障每年約10次，每次故障影響時(shí)間平均按照3 h，每年可避免30 h故障搶修及材料損失。解決了現(xiàn)有刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈預(yù)警保護(hù)銹蝕的問題及現(xiàn)有刮板運(yùn)輸機(jī)跳鏈預(yù)警保護(hù)損壞快、維修量大的問題；解決了傳統(tǒng)保護(hù)裝置檢測不準(zhǔn)確、誤動作的問題，可同時(shí)滿足一種保護(hù)多類型刮板機(jī)安裝的要求。