皮帶機(jī)防壓死拉斷保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)分析*

薛金國

(山西潞安集團(tuán)左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司，山西 晉中 032600)

0 引 言

煤礦生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)較惡劣，在生產(chǎn)過程中，有很多煤炭資源需要進(jìn)行運(yùn)輸，而帶式輸送機(jī)具有運(yùn)輸能力強(qiáng)，能耗低，對(duì)工作環(huán)境要求低，易安裝，易操作等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來皮帶運(yùn)輸機(jī)在煤礦日常生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越廣泛。而在皮帶運(yùn)輸機(jī)的日常應(yīng)用過程中人們發(fā)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸?shù)臋C(jī)的皮帶易出現(xiàn)打滑，跑偏，甚至拉斷等問題，對(duì)于皮帶運(yùn)輸機(jī)的防打滑問題，尹婷婷；黃文秀[1]曾做過研究，對(duì)于皮帶運(yùn)輸機(jī)的防跑偏問題，楊帥[2]也曾做過研究，而很少有學(xué)者研究皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶拉斷問題，對(duì)此，筆者在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了皮帶機(jī)防壓死拉斷保護(hù)問題，以更好的保障皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 帶式輸送機(jī)皮帶壓死拉斷故障分析

1.1 皮帶壓死拉斷故障分析

某煤業(yè)工作面設(shè)置了DTL100/75-2×160型帶式輸送機(jī)，其工作面運(yùn)輸順槽，通常帶式輸送機(jī)的長度大概有576 m，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行落差達(dá)到47 m左右，而坡度達(dá)到在2°～10°。從2015年投入使用以來，該設(shè)備運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，可是也出現(xiàn)較多的皮帶壓死打滑等故障問題，從而導(dǎo)致帶式輸送機(jī)出現(xiàn)停運(yùn)的現(xiàn)象。鑒于此煤礦技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通常需要在皮帶滾筒與相應(yīng)的從動(dòng)輪上面設(shè)置防滑膠，從而能夠有效地增加傳動(dòng)滾筒與皮帶之間的摩擦系數(shù)，從而可以極大地提高摩擦力，可以有效地降低皮帶打滑。

1.2 現(xiàn)有保護(hù)控制回路分析

分析該型號(hào)的帶式輸送機(jī)，由于該輸送機(jī)采用軟啟動(dòng)器來控制，假如皮帶機(jī)停止運(yùn)行后，相應(yīng)的顯示皮帶機(jī)停止運(yùn)動(dòng)且出現(xiàn)皮帶壓死打滑的現(xiàn)象時(shí)，相應(yīng)的電流達(dá)到設(shè)定的跳閘設(shè)定值，那么該裝置不會(huì)對(duì)輸送機(jī)的啟動(dòng)情況進(jìn)行保護(hù)，而相應(yīng)的電機(jī)卻能夠正常運(yùn)行。僅從表面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機(jī)處于正常的工作狀態(tài)，因此工作人員在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)并不能發(fā)現(xiàn)任何故障，最終將導(dǎo)致皮帶出現(xiàn)斷裂，甚至出現(xiàn)電機(jī)燒壞的現(xiàn)象。在檢測(cè)帶式輸送機(jī)時(shí)，必須將其停止運(yùn)行才可以進(jìn)行維護(hù)，這樣能夠防止出現(xiàn)系統(tǒng)故障，從而可以避免較大的經(jīng)濟(jì)問題[3]。

2 皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

2.1 裝置設(shè)計(jì)思路

為了解決該帶式輸送機(jī)中存在的問題，開發(fā)設(shè)計(jì)出一套皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置。在優(yōu)化的設(shè)備中將防壓死拉斷保護(hù)與帶式輸送機(jī)主軸設(shè)置為一起工作，在進(jìn)行工作的過程中能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)帶式輸送機(jī)的工作狀態(tài)。當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)皮帶出現(xiàn)問題時(shí)，將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并給皮帶滾筒電機(jī)傳輸停止工作的指令，停止工作。在實(shí)施保護(hù)的過程中實(shí)現(xiàn)自檢，檢查設(shè)備是否出現(xiàn)故障，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)開始自檢報(bào)警，這樣能夠有效地防止出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象。

2.2 設(shè)計(jì)方案

假如保護(hù)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)主從輪不能保持同步時(shí)，那么系統(tǒng)就會(huì)主動(dòng)地發(fā)出報(bào)警裝置以及實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，這樣可以保證帶式輸送機(jī)停止工作。圖1表示相應(yīng)的皮帶防壓死拉斷裝置圖。S1～S4表示光電傳感器，而KA1～KA3表示小型繼電器，KT1～KT3表示相應(yīng)的時(shí)間繼電器，BT表示相應(yīng)的閃光蜂鳴器，RN表示相應(yīng)的指示燈，SB1表示相應(yīng)的按鈕。

圖1 皮帶防壓死拉斷裝置電氣原理圖

皮帶防壓死拉斷裝置對(duì)應(yīng)的工作原理以及與之匹配的辦法如下所述。

(1)可以將從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置設(shè)置在從動(dòng)輪測(cè)，從而便于工作人員進(jìn)行維修。通常在皮帶主動(dòng)輪起停控制回路引入電源后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而達(dá)到主動(dòng)輪動(dòng)作與旋轉(zhuǎn)檢測(cè)保持同步動(dòng)作。

(2)一般可以在皮帶從動(dòng)輪兩側(cè)并排設(shè)置兩套檢測(cè)元件，從而可以實(shí)現(xiàn)相聯(lián)鎖的功能。在檢測(cè)裝置中都配置有傳感器探頭，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行起到檢測(cè)的效果，進(jìn)一步避免發(fā)生誤報(bào)跳閘的現(xiàn)象。

(3)在DTL100/75-2*160型帶式輸送機(jī)中，當(dāng)檢測(cè)到皮帶出現(xiàn)異常信號(hào)時(shí)，當(dāng)跳閘信號(hào)傳輸給軟啟動(dòng)器時(shí)，軟啟動(dòng)器將可以接入跳閘回路，這樣可以借助軟啟動(dòng)器控制帶式輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。圖2表示相應(yīng)的裝置設(shè)計(jì)聯(lián)鎖跳閘電氣原理。其中，將131與135串接如帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)器跳閘回路中。

圖2 聯(lián)鎖跳閘電氣原理圖

(4)通過分析圖2可以發(fā)現(xiàn)，聯(lián)鎖跳閘回路中設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)開關(guān)

SA1，同時(shí)可以植入“檢修/自動(dòng)”，進(jìn)而在不停止帶式輸送機(jī)的情況下對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，這樣可以有效的提高帶式輸送機(jī)的運(yùn)行情況。

經(jīng)過工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)該裝置整體設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行可靠。同時(shí)由于該裝置具有開放性，能夠按照電氣設(shè)備的需要設(shè)計(jì)PLC控制功能，從而能夠有效地提高井下設(shè)備的運(yùn)行效率以及安全性[4]。

3 保護(hù)裝置的安裝調(diào)試和效果分析

3.1 安裝調(diào)試分析

將防壓死拉斷保護(hù)裝置設(shè)置在帶式輸送機(jī)上，經(jīng)過調(diào)試行了安裝具體分析過程如下所述。

(1)在進(jìn)行調(diào)試的過程中，前期僅僅將報(bào)警裝置安裝在運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)，并未將其連入DCS系統(tǒng)中。假如報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，那么相關(guān)工作人員需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，假如出現(xiàn)工作人員并未發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)，那么將導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患。在經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，可以將報(bào)警信號(hào)連入DSC系統(tǒng)內(nèi)，這樣可以實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控，從而能夠?qū)崟r(shí)掌握?qǐng)?bào)警信號(hào)，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

(2)該裝置經(jīng)過調(diào)試完成后，經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，其運(yùn)行穩(wěn)定，當(dāng)帶式輸送機(jī)出現(xiàn)壓死與拉斷問題時(shí)，可以進(jìn)行并聯(lián)鎖跳閘操作，從而可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的?？墒窃趯?duì)裝置進(jìn)行模擬測(cè)試的過程中，出現(xiàn)了皮帶壓死故障不報(bào)警的現(xiàn)象。在對(duì)電路元件進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)S2傳感器出現(xiàn)短路問題。故在此基礎(chǔ)上設(shè)置了KA3繼電器，從而可以有效地優(yōu)化系統(tǒng)的性能[5]。

3.2 效果分析

將設(shè)計(jì)的防壓死拉斷保護(hù)裝置設(shè)置在工作面運(yùn)輸順槽帶式輸送機(jī)上。經(jīng)過一段時(shí)間的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)帶式輸送機(jī)以及相應(yīng)的防壓死拉斷保護(hù)裝置能夠較好地運(yùn)行。該系統(tǒng)不僅可以有效地檢測(cè)皮帶異常現(xiàn)象，而且能夠?qū)?bào)警信號(hào)準(zhǔn)確的傳送到監(jiān)控中心。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)皮帶壓死與拉斷故障問題，與此同時(shí)大大降低了帶式輸送機(jī)的整體故障率。

4 結(jié) 語

在帶式輸送機(jī)上設(shè)置的皮帶防壓死拉斷保護(hù)裝置，經(jīng)調(diào)試運(yùn)用較為理想。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，且能夠極大的提高煤礦輸送機(jī)的自動(dòng)化能力，且極大的降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也為企業(yè)的發(fā)展注入了活力。