帶式輸送機拉繩急停開關(guān)優(yōu)化改造

董瑞佳

（唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院自動化工程系， 河北 唐山 063200）

1 背景介紹

帶式輸送機通過摩擦傳動可以遠距離輸送物料，與此同時，帶式輸送機具有輸送能力強、結(jié)構(gòu)簡單、便于維護、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，在港口機械中具有不可替代的作用，應用極其廣泛。某港口是渤海灣最重要的煤炭中轉(zhuǎn)港之一，建設(shè)5～15 萬t 泊位10 個，設(shè)計煤炭下水量達1 億t/a，配備8 條翻車機-堆料機流程和8 條取料機-裝船機流程，與之配套的 BF、BD、BQ、BJ、BM 等帶式輸送機達 60 多套，長度近百公里[1]。

拉繩急停開關(guān)是帶式輸送機中重要的電氣保護開關(guān)，一般以40 m 間距安裝在帶式輸送機的兩側(cè)，相鄰兩個拉繩急停開關(guān)用細鋼絲繩連接，帶式輸送機在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)緊急情況需要停機的時候，可以拉動鋼絲繩使拉繩急停開關(guān)動作，中止帶式輸送機運轉(zhuǎn)，保護人員及設(shè)備，但該煤炭中轉(zhuǎn)港口在翻車、堆料及取料、裝船作業(yè)過程中拉繩急停開關(guān)誤動作故障頻發(fā)，尤其是冬季，故障率更高，經(jīng)常造成翻車機—堆料機流程和取料機—裝船機流程終斷，帶式輸送機重載啟動非常困難，需要人工清除帶式輸送機上的一部分煤炭，然后再啟動，待帶式輸送機正常運轉(zhuǎn)后，再通過人工將從帶式輸送機上清除的那部分煤炭裝回，即使帶式輸送機能啟動，也會造成電機、聯(lián)軸器、液力耦合器、驅(qū)動滾筒、膠帶等較大損耗，而且電能消耗也非常大，停機時間長，嚴重影響了港口的煤炭中轉(zhuǎn)生產(chǎn)作業(yè)。

2 帶式輸送機拉繩急停開關(guān)故障原因分析

1）煤塊等雜物從堆料機、取料機、裝船機、轉(zhuǎn)接塔等設(shè)備上高空墜落，砸中帶式輸送機拉繩急停開關(guān)或鋼絲繩，引起拉繩急停開關(guān)震動而瞬間動作又瞬間復位，中控系統(tǒng)雖然不報故障但是帶式輸送機會卻因此停止運轉(zhuǎn)，造成流程終斷，帶式輸送機重載啟動非常困難，同時對電機、聯(lián)軸器、液力耦合器、驅(qū)動滾筒、膠帶等損耗較大，而且電能消耗也很大。

2）帶式輸送機拉繩急停開關(guān)內(nèi)有潮氣，特別是冬季，由于氣溫較低，潮氣會在觸點表面結(jié)成薄薄的一層冰，從而引起拉繩急停開關(guān)報故障。雖然大多數(shù)拉繩急停開關(guān)密封很好，但由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，潮氣仍會少量侵入拉繩急停開關(guān)內(nèi)部，直接影響開關(guān)的穩(wěn)定性。

3）帶式輸送機拉繩急停開關(guān)內(nèi)部安裝的微動開關(guān)長時間使用后拉簧彈力會逐漸減弱；與此同時，帶式輸送機運轉(zhuǎn)過程中引起的支架震動時常會造成微動開關(guān)觸點發(fā)生接觸不良的現(xiàn)象。

3 帶式輸送機拉繩急停開關(guān)優(yōu)化改造方案

3.1 對拉繩急停開關(guān)外部安裝連接方式進行優(yōu)化改造

原拉繩急停開關(guān)安裝在帶式輸送機兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)上，相鄰拉繩急停開關(guān)之間用鋼絲繩連接，鋼絲繩穿在焊接在凸出皮帶機兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)圓環(huán)內(nèi)（如圖1），這種安裝方式的弊端是鋼絲繩容易被堆料機、取料機、裝船機、轉(zhuǎn)接塔等高空墜落的煤塊等雜物砸中，引起開關(guān)動作。

經(jīng)過反復論證研究，將支撐鋼絲繩的圓環(huán)焊接在帶式輸送機兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)下方，鋼絲繩從鋼結(jié)構(gòu)下側(cè)穿過，在很大程度上避免煤塊等雜物從堆料機、取料機、裝船機、轉(zhuǎn)接塔等高空中墜落意外砸中拉繩急停開關(guān)或鋼絲繩，引起拉繩急停開關(guān)誤動作（如圖2）[2]。此改造已經(jīng)在四條起步BM 帶式輸送機上得到應用，改造后BM 皮帶機在裝船作業(yè)過程中因煤塊等雜物砸中拉繩急停開關(guān)引起流程突停的故障次數(shù)驟降。

圖1 改造前拉繩急停開關(guān)外部安裝連接方式

圖2 改造后拉繩急停開關(guān)外部安裝連接方式

3.2 對拉繩急停開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改造

拉繩急停開關(guān)內(nèi)有兩個微動開關(guān)，通過內(nèi)部安裝不同角度的兩個凸輪片動作來實現(xiàn)觸點一開一閉，帶式輸送機實際應用的時候，僅僅使用了一常閉觸點，常開觸點并沒有接線使用（如圖3）。

圖3 改造前拉繩急停開關(guān)凸輪片

將拉繩急停開關(guān)安裝不同角度的兩個凸輪片進行調(diào)整，使兩個凸輪片處于同一角度，使得拉繩急停開關(guān)內(nèi)的兩個微動開關(guān)都處于常閉點，將拉繩急停開關(guān)控制線路并聯(lián)接在兩個微動開關(guān)上，使其雙路控制，即使兩個微動開關(guān)誤動作或損壞，另一個微動開關(guān)仍保持通路，這樣拉繩急停開關(guān)的穩(wěn)定性能能夠至少提高一倍。設(shè)備檢修或緊急情況拉急停開關(guān)時，兩個微動開關(guān)同時動作，兩個閉點同時到開點，帶式輸送機停止運轉(zhuǎn)，拉繩急停開關(guān)的安全性能不受影響（如圖4）[3]。通過由開關(guān)單觸點到雙觸點的改進，可對防止帶式輸送機運轉(zhuǎn)時支架震動引起拉繩急停開關(guān)觸點誤動作，拉繩急停開關(guān)內(nèi)微動開關(guān)其中一觸點結(jié)薄冰引起的突發(fā)故障發(fā)生起到很好的預防作用。

3.3 給拉繩急停開關(guān)添加防護罩

拉繩急停開關(guān)安裝方式為固定在帶式輸送機橋架兩側(cè)，易被堆料機、取料機、裝船機、轉(zhuǎn)接塔等高空墜落的煤塊等雜物砸中，引起開關(guān)動作（如圖5）。

在拉繩急停開關(guān)上方添加防護罩，固定在開關(guān)兩側(cè)的托輥架上，在避免煤塊等雜物從高空中墜落意外砸中開關(guān)，引起拉繩急停開關(guān)誤動作（如圖6）。

圖4 改造后拉繩急停開關(guān)凸輪片

圖5 拉繩急停開關(guān)添加護罩前

圖6 拉繩急停開關(guān)添加護罩后

3.4 為拉繩急停開關(guān)增添短暫延時動作

為了更加有效地減少拉繩保護開關(guān)的誤動作，根據(jù)拉繩急停開關(guān)動作大多能夠瞬間自動復位的規(guī)律，在硬線急?？刂凭€路和程序中添加0.3 s 延時，對能自動復位的拉繩開關(guān)誤動作現(xiàn)象能夠有效地屏蔽。通過對生產(chǎn)影響、經(jīng)濟效益影響和安全等因素綜合分析，添加0.3 s 延時對防止拉繩保護開關(guān)誤動作起到很大作用，同時不會對設(shè)備及人員安全造成影響。

4 改造效果及應用分析

通過對帶式輸送機拉繩急停開關(guān)進行優(yōu)化改造，帶式輸送機運行狀態(tài)更加穩(wěn)定，改造投資小、見效明顯，減少了流程再啟動的次數(shù)，延長了設(shè)備的使用壽命，特別是帶式輸送機高壓驅(qū)動電機的使用壽命，同時減少了重啟增加的電能消耗，節(jié)省維修費用、能耗費用，對同類設(shè)備具有一定借鑒和參考意義。