皮帶輸送機安全保護裝置的改進

蔡治軍

（同煤集團云岡礦強力皮帶隊，山西 大同 037000）

引言

皮帶輸送機作為煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵運輸設(shè)備，其運輸效率和可靠性間接決定綜采工作面的生產(chǎn)效率。在實際運輸任務(wù)中，皮帶輸送機常會出現(xiàn)斷帶、跑偏、打滑以及堆料等事故，從而影響設(shè)備的運行效率和安全性，故為皮帶輸送機設(shè)計了斷帶、跑偏、打滑以及堆料保護裝置[1]。為進一步提升皮帶輸送機的運輸效率和安全性，需對上述保護裝置不斷優(yōu)化設(shè)計。

1 皮帶輸送斷帶保護裝置的現(xiàn)狀及改進

1.1 斷帶保護裝置現(xiàn)狀分析

皮帶輸送機斷帶保護裝置的主要功能是當輸送帶發(fā)生斷帶事故時，可在輸送帶的斷口位置將輸送帶夾持并完成設(shè)備的及時制動操作。目前，皮帶輸送機的斷帶保護裝置的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 皮帶輸送機斷帶保護裝置結(jié)構(gòu)圖

如圖1 所示，皮帶輸送機斷帶保護裝置主要由支腿、制動閘、制動梁、上閘塊、防偏立輥、撥板、觸發(fā)輥輪、支架以及導(dǎo)軌等組成[2]。斷帶保護裝置在實際應(yīng)用中存在如下問題：當皮帶輸送機運量較大時，存在上閘塊阻擋無料的可能；該斷帶裝置采用螺栓組實現(xiàn)支架與支腿的連接，降低了斷帶保護裝置的整體強度；該斷帶保證裝置缺乏遮擋裝置，容易導(dǎo)致煤塵落入設(shè)備中；由于工作面環(huán)境相對潮濕，斷帶保護裝置中零部件容易出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象。

1.2 斷帶保護裝置的改進

為解決當前斷帶保護裝置所存在的問題，在保留原斷帶保護裝置優(yōu)點的基礎(chǔ)上，對原斷帶保護裝置進行優(yōu)化改造。具體改造措施為：為斷帶保護裝置設(shè)計一種整體式斷帶保護裝置，即將斷帶保護裝置的安裝支架改造為整體式，如圖2 所示。

圖2 整體式安裝支架的斷帶保護裝置

如圖2 所示，整體式安裝支架的斷帶保護裝置增長了楔形閘塊的楔形鋼板，并對楔形滑槽和楔形閘塊進行鍍鋅處理。改進后的斷帶保護裝置可通過調(diào)節(jié)鎖定螺栓和螺母實現(xiàn)對固定支架位置的調(diào)整。

2 皮帶輸送機糾偏保護裝置的現(xiàn)狀及改進

2.1 糾偏保護裝置的現(xiàn)狀分析

1）鑒于工作面地質(zhì)條件的復(fù)雜性，皮帶輸送機在工作面的布置存在多處拐彎、上下坡等情況，從而導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的故障；

2）皮帶輸送機輸送帶長度過長，導(dǎo)致對輸送帶的更換效率低，且由于輸送帶韌性以及張緊力的變化導(dǎo)致輸送帶出現(xiàn)階段性的扭轉(zhuǎn)；

3）糾偏裝置缺乏相應(yīng)的限位功能，當輸送帶跑偏且未能糾正時無法及時實現(xiàn)停機處理[3]。

綜合分析，皮帶輸送機實際生產(chǎn)所存在的問題，本節(jié)著重對（3）中的問題進行改進設(shè)計。

2.2 糾偏保護裝置的改進

為解決皮帶輸送機輸送帶糾偏保護裝置能力偏弱的問題，為原糾偏保護裝置添加3 組反壓托輥，具體如圖3 所示。

圖3 添加3 組反壓托輥的糾偏保護裝置

如圖3 所示，在原糾偏保護裝置的基礎(chǔ)上為其增加3 組反壓托輥，在反壓托輥的作用下能夠避免皮帶運輸機回程輸送帶由于跑偏的原因進入滾筒中。此外，在輸送帶展口處增加炮彈托，從而避免輸送帶跳出的同時避免輸送帶出現(xiàn)相互疊加的現(xiàn)象[4]。

為解決皮帶輸送機糾偏裝置無法完成糾偏任務(wù)并及時對設(shè)備進行停機操作的問題，對原糾偏裝置的限位結(jié)構(gòu)進行改進。具體改進措施如下：將輸送帶回程段的跑偏開關(guān)更改至距離滾筒3 m 的位置處。此外，在原跑偏保護裝置的基礎(chǔ)上加裝了橫梁和支座，并加裝了一組炮彈輥，該炮彈輥改進為可自由擺動的裝置。

完成上述改進后發(fā)現(xiàn)，當輸送帶正常運行時，炮彈輥隨皮帶運行而轉(zhuǎn)動。當輸送帶發(fā)生跑偏時，炮彈輥隨著輸送帶邊緣的扭轉(zhuǎn)升降而擺動，從而觸發(fā)皮帶輸送機開關(guān)，可避免進一步故障的發(fā)生，完成皮帶輸送機的停機操作。

3 皮帶輸送機堆料保護裝置的現(xiàn)狀及改進

3.1 堆料保護裝置的現(xiàn)狀分析

堆料保護裝置為當皮帶機輸送帶上堆積的物料較多時，為避免事故進一步擴大及時對皮帶運輸機進行停機操作。但是，在實際生產(chǎn)中常出現(xiàn)堆料保護裝置異常動作的問題，不僅會導(dǎo)致故障的進一步擴大，還會嚴重影響工作面的生產(chǎn)效率。

目前，應(yīng)用于皮帶輸送機的堆料保護裝置以門式結(jié)構(gòu)為主。在正常情況下，當輸送帶上堆積物料超過限值時，皮帶輸送機會及時停機。但是，由于門式堆料保護裝置結(jié)構(gòu)存在一定的缺陷導(dǎo)致當發(fā)生物料堆積現(xiàn)象時無法觸發(fā)開關(guān)，進而導(dǎo)致故障的進一步擴大。此外，在運輸過程中由于煤炭無意砸到活動門，導(dǎo)致堆料保護裝置的誤動作，使得皮帶輸送機停機，從而影響物料的運輸效率。

3.2 堆料保護裝置的改進

為解決傳統(tǒng)門式堆料保護裝置的問題，設(shè)計如圖4 所示的料流上部堆料保護裝置。

圖4 料流上部堆料保護裝置

如圖4 所示，當皮帶輸送機正常執(zhí)行運輸任務(wù)時，物料離開輸送帶時呈現(xiàn)拋物線的運動軌跡，位于料流的右上方，而當皮帶輸送機輸送帶上發(fā)生堆料現(xiàn)象時，物料離開輸送帶時呈現(xiàn)自由落體運動，位于料流的左下方[5]。料流上部堆料保護裝置利用杠桿，當發(fā)生堆料現(xiàn)象時物料會觸碰到杠桿的底部，在杠桿作用下觸碰行程開關(guān)，從而完成停機。

與傳統(tǒng)門式堆料保護裝置相比，料流上部堆料保護裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、動作靈敏的優(yōu)勢，從一定程度上提升了皮帶輸送機的穩(wěn)定性，而且料流上部堆料保護裝置具有方便維修的特點。

4 結(jié)語

皮帶輸送機作為綜采工作面的關(guān)鍵運輸設(shè)備，為保證設(shè)備的可靠性和運輸效率為其配置了多樣的保護裝置，主要以防縱撕、防滑、防堆煤、防斷帶等保護裝置為主。為進一步提升皮帶輸送機安全保護裝置的性能，需根據(jù)實際生產(chǎn)情況對其進行改進，即：為皮帶輸送機配置整體式安裝支架的斷帶保護裝置；在原糾偏保護裝置上加裝炮彈輥和反壓托輥；將傳統(tǒng)門式堆料保護裝置改進為料流上部堆料保護裝置。改進后的皮帶輸送機安全保護裝置應(yīng)用效果良好。