帶式輸送機拉繩及跑偏保護開關(guān)研究

鄭 科，丁 磊

（國電漢川發(fā)電有限公司，湖北 孝感 432000）

1 拉繩開關(guān)

1.1 工作原理

拉繩開關(guān)是一個保護設(shè)備，主要在帶式輸送機緊急停機時發(fā)生作用，即當(dāng)緊急狀況發(fā)生時，利用拉繩開關(guān)使帶式輸送機及時停機。當(dāng)前使用最多的帶式輸送機拉繩開關(guān)多為無源機械式的雙向拉繩開關(guān)，普遍會將雙向拉繩開關(guān)設(shè)置在帶式輸送機的兩側(cè)支架。安裝人員在操作時，必須注意將兩拉繩開關(guān)的距離保持在45m，同時設(shè)置成功后，還要在雙向拉繩的開關(guān)位置對應(yīng)系上兩根拉繩。當(dāng)需要緊急停機時，工作人員可通過及時拉繩來停止帶式輸送機前進，可見拉繩開關(guān)起到了關(guān)鍵性的保護作用。

1.2 選型原則

（1）在選取拉繩開關(guān)之前，要對其應(yīng)用裝備進行分析，盡可能地選取和應(yīng)用裝備高度匹配的拉繩開關(guān)，拉繩開關(guān)的靈敏度(操動力)應(yīng)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。通常拉繩開關(guān)的動作拉力控制在100～400N的均符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可供帶式輸送機選擇使用。

（2）選取配有動作狀態(tài)指示的拉繩開關(guān)。在具體使用帶式輸送機時，要求拉繩開關(guān)能夠高效顯示出動作狀態(tài)，且有時動作狀態(tài)的顯示還附有聲光顯示。之所以要選取帶有動作狀態(tài)指示的拉繩開關(guān)，一旦出現(xiàn)問題能夠及時通過顯示開關(guān)進行反饋，從而節(jié)約施工時間，減少施工成本。

（3）在符合施工現(xiàn)場施工運行標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，可選取能夠完成自動復(fù)位或手動復(fù)位的拉繩開關(guān)；而對于施工現(xiàn)場施工人員較少、皮帶輸送距離過長的項目，優(yōu)先選取可自動復(fù)位的拉繩開關(guān)。

1.3 安裝方法

（1）分析產(chǎn)品本身的特征，對應(yīng)選擇合適的安裝鋼絲繩，設(shè)計合理的安裝距離，且需注意鋼絲繩的托架表面要平整，托架之間的距離不能過長或過短，一般規(guī)定托架間的距離在2～3m。

（2）分析設(shè)施的開關(guān)特征，結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)開關(guān)的動作靈敏度。在調(diào)試開關(guān)操作力度時，要全面分析施工現(xiàn)場的實際情況，充分考慮外界因素，如風(fēng)向、氣溫、設(shè)備震動頻率、拉繩重量以及開關(guān)的安裝距離等，從而最終確定合適可行的動作靈敏度。

（3）分析開關(guān)鋼絲繩的松緊程度。若鋼絲繩過緊，會誤碰啟動開關(guān)，這會給工作人員的人身安全構(gòu)成威脅。在實際操作時，要明確規(guī)定需將拉繩側(cè)向拉開至20cm左右的距離，以保障拉繩松緊適宜。除此之外，還要考慮溫度對開關(guān)拉繩的影響。

（4）選取適宜的安裝高度。安裝人員在安裝拉繩開關(guān)裝置時，要結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，在方便工作人員操作的基礎(chǔ)上進行安裝，以確保工作人員可及時快捷地進行拉繩操作。

（5）選取適宜的接線方法。為了避免纜線浪費，在復(fù)雜接口接線時，可采用串聯(lián)接線的方法，在確保開關(guān)口之間完美銜接的同時，還能保障開關(guān)接線質(zhì)量、加快接線效率。

2 跑偏開關(guān)

2.1 工作原理

在帶式輸送機運行過程中，跑偏開關(guān)是一個可保障運輸帶不發(fā)生跑偏的設(shè)備。具體來說，若帶式輸送機在運行過程中出現(xiàn)跑偏的情況，可借助跑偏開關(guān)控制并調(diào)整歸位。另外，若出現(xiàn)跑偏嚴(yán)重的情況，可利用跑偏開關(guān)緊急停機來阻止[1]。

當(dāng)前，無源機械式兩級跑偏開關(guān)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。其中，跑偏開關(guān)的安裝要求主要是將無源機械式兩級跑偏開關(guān)牢牢安裝在帶式輸送機的兩側(cè)支架部位，且需注意跑偏開關(guān)的安裝間距要控制在50m左右。

2.2 選型原則

（1）為了高效檢查皮帶在輸送過程中的跑偏程度，可優(yōu)先選擇二級或多級跑偏開關(guān)，二級或多級跑偏開關(guān)可獲取較多的帶式輸送機設(shè)備信息，方便后期對其控制改進。

（2）盡量選取配有動作記憶和動作狀態(tài)指示的跑偏開關(guān)。帶式輸送機運行時皮帶一直處于動態(tài)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，而配備動作記憶和動作狀態(tài)指示結(jié)構(gòu)可高效掌握皮帶發(fā)生跑偏的具體位置及詳細原因，方便后期維修人員進行針對性的調(diào)整、改進。

（3）若施工單位條件允許，可選取非接觸式跑偏開關(guān)。非接觸式跑偏開關(guān)可取代傳統(tǒng)的滾輪檢測皮帶，其是利用光電來檢測皮帶是否發(fā)生跑偏，且具備使用壽命長、易維護等優(yōu)勢，而不足之處在于其成本價格高。

2.3 安裝方法

（1）高效控制安裝距離。安裝跑偏開關(guān)時，要結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，按照作業(yè)需求和工作環(huán)境，合理地控制跑偏開關(guān)的安裝距離。安裝距離不宜過大或過小，必須在確保跑偏開關(guān)正常運行的基礎(chǔ)上，將安裝距離控制在距皮帶機頭尾的16m以下[2]。

（2）設(shè)置合理的跑偏范圍。任何帶式運輸機在運行時都會出現(xiàn)不同程度的跑偏，對此，設(shè)計人員要結(jié)合工程需要、施工條件及天氣等因素，設(shè)置合理的跑偏范圍，以保障帶式輸送機的正常運行。通常情況下，按照一般標(biāo)準(zhǔn)跑偏范圍不得超過皮帶寬度的20%[3]。

3 一種新型帶式輸送機

3.1 新型帶式輸送機的拉繩開關(guān)及結(jié)構(gòu)

基于上述要求，相關(guān)單位經(jīng)過不斷研究，研制公開了一種新型的燈光報警拉繩開關(guān)，包括雙向拉繩開關(guān)和燈光報警結(jié)構(gòu)，如圖1所示。雙向拉繩開關(guān)具有一個常閉接點和一個常開接點，燈光報警結(jié)構(gòu)由顏色不同的第一報警燈和第二報警燈組成，第一報警燈所在的電路并聯(lián)至雙向拉繩開關(guān)的常閉接點，第二報警燈所在的電路并聯(lián)至雙向拉繩開關(guān)的常開接點。

圖1 雙向拉繩開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖

拉繩導(dǎo)向機構(gòu)包括底座、支撐桿、滑塊和導(dǎo)管，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。支撐桿豎直設(shè)置在底座上，滑塊可上下滑動地設(shè)置在支撐桿上，并通過定位件在其滑動軌跡的任意位置固定，導(dǎo)管沿水平方向設(shè)置，其中部水平設(shè)有一螺桿，滑塊上設(shè)有與螺桿對應(yīng)的第一通孔，螺桿穿過第一通孔，并通過螺紋安裝在螺桿上的螺母與滑塊連接固定?；瑝K上設(shè)有與支撐桿對應(yīng)的第二通孔，支撐桿貫穿第二通孔，第二通孔的側(cè)壁上水平設(shè)有與螺栓匹配的螺紋孔，螺紋孔內(nèi)螺紋安裝在螺紋孔內(nèi)，擰緊螺栓即可將滑塊與支撐桿連接固定。

圖2 拉繩導(dǎo)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 新型帶式輸送機拉繩開關(guān)的特征

（1）新型帶式輸送機拉繩開關(guān)具有兩組拉繩導(dǎo)向機構(gòu)，兩組拉繩導(dǎo)向機構(gòu)分別設(shè)置在雙向拉繩開關(guān)的左右側(cè)，并且兩組拉繩導(dǎo)向機構(gòu)與雙向拉繩開關(guān)上的兩條拉繩一一對應(yīng)。

（2）導(dǎo)管的一端設(shè)置一定位件，目的在于固定雙向拉繩開關(guān)，定位件沿導(dǎo)管的長度方向設(shè)置在所屬導(dǎo)管的一端開口的下端，定位件在遠離導(dǎo)管的一端設(shè)置有一凹槽。

（3）新型帶式輸送機的雙向拉繩開關(guān)可利用燈光進行報警提示，燈光報警燈依據(jù)傳動帶的不同行駛狀態(tài)呈現(xiàn)出不同顏色的燈光，一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象，工作人員便可及時通過燈光顏色進行判斷。

4 加強帶式輸送機拉繩及跑偏保護開關(guān)的具體措施

4.1 加設(shè)監(jiān)控設(shè)備

在帶式輸送機上加設(shè)監(jiān)控設(shè)備，可實現(xiàn)實時監(jiān)控，且不需要專人值守，不僅能優(yōu)化人員崗位分配，提高工作效率，節(jié)省人力、物力，還能有效避免安全事故的發(fā)生。故而，施工單位可以組建4人一組的監(jiān)控隊伍，用集體作業(yè)的方式來拓寬監(jiān)控范圍、增強監(jiān)控力度。

4.2 優(yōu)化潤滑方法

通常工作人員會為了調(diào)整潤滑設(shè)備去調(diào)整機械運作，這會在一定程度上加快機械的損耗。對此，可在機械的潤滑位置設(shè)置潤滑油管。

4.3 優(yōu)化操作方式

在實際操作中，常會由于操作不當(dāng)或程序不規(guī)范等問題引發(fā)事故。針對這一情況，施工單位經(jīng)過多次實踐分析，提出了對帶式輸送機采取主控室集中控制的方式，并同時將啟動報警設(shè)備、跑偏體系控制、安全拉繩以及擋板等安全設(shè)備和主控室緊密結(jié)合。這樣，當(dāng)該類安全設(shè)備中的某個部件出現(xiàn)問題時，可以及時將情況反映到主控室，相關(guān)工作人員可根據(jù)反映情況進行處理改造。

4.4 優(yōu)化清料設(shè)備

帶式輸送機的皮帶尾部會設(shè)置收料漏斗，皮帶頭部設(shè)置下料漏斗。實際操作中，當(dāng)輸送一些含水量較多的粉狀材料時，漏斗內(nèi)部會出現(xiàn)堆積、卡頓和擁堵現(xiàn)象，該現(xiàn)象會直接降低帶式輸送機的工作效率，同時對帶式輸送機本身質(zhì)量造成影響。對此，需要在帶式輸送機上安裝一種自動化清料設(shè)備，該設(shè)備能及時、高效地清除物料，避免堆積、卡頓等現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)束語

綜上所述，文章通過研究拉繩開關(guān)和跑偏開關(guān)的工作原理、選型及安裝方法，得出最佳的帶式輸送機選擇標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合實際需求，研制出一種新型可燈光報警的拉繩開關(guān)。依據(jù)傳動帶的不同行駛狀態(tài)，燈光報警會呈現(xiàn)出不同顏色的燈光，由此來進一步確定新型帶式輸送機的雙向拉繩開關(guān)是否發(fā)生異常。