選煤廠刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)裝置研究

戴 峰

（山西汾西中興煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 交城 030500）

引言

刮板輸送機(jī)具有占用空間小、運(yùn)輸距離長、安全可靠以及運(yùn)輸量大等優(yōu)點(diǎn)，在煤炭開采、洗選等行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛[1-2]。選煤廠布置的刮板輸送機(jī)主要是對(duì)原煤、精煤、煤泥等進(jìn)行運(yùn)輸，當(dāng)運(yùn)輸?shù)奈锪蠅K度較大、硬度較高或者水分含量大等時(shí)，在運(yùn)行過程中刮板輸送機(jī)容易出現(xiàn)刮板鏈斷鏈故障，從而影響選煤廠物料運(yùn)輸[3-5]。相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示[6]，選煤廠刮板輸送機(jī)斷鏈?zhǔn)鹿收歼\(yùn)輸事故總數(shù)的20%左右，因此，采取針對(duì)性措施降低刮板輸送機(jī)斷鏈發(fā)生率對(duì)提高選煤廠生產(chǎn)效率具有重要意義?，F(xiàn)階段刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)裝置多是在機(jī)頭、機(jī)尾處布置檢測(cè)點(diǎn)，當(dāng)檢測(cè)到刮板鏈出現(xiàn)事故后通過斷電停止刮板輸送機(jī)運(yùn)行，存在斷鏈故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間晚、后續(xù)保護(hù)不及時(shí)等問題[7]。為此，對(duì)山西某選煤廠刮板機(jī)斷鏈原因進(jìn)行分析，并提出一種斷鏈保護(hù)裝置提高刮板輸送機(jī)工作效率。

1 工程背景及刮板鏈斷鏈原因分析

1.1 工程背景

山西某選煤廠共有5 條型號(hào)XGZ20/800 刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)運(yùn)輸距離在50～80 m，額定運(yùn)輸能力為3 500 t/h、運(yùn)輸速度1.23 m/s，采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)功率為400 kW。刮板輸送機(jī)是實(shí)現(xiàn)選煤廠物料運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備之一，但是現(xiàn)場應(yīng)用過程中常發(fā)生斷鏈?zhǔn)鹿?。斷鏈?zhǔn)鹿拾l(fā)生后，由于未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)往往會(huì)導(dǎo)致刮板、刮板鏈等損壞嚴(yán)重，在一定程度上增加了選煤廠生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)，影響了刮板輸送機(jī)運(yùn)輸效率。

1.2 刮板鏈斷鏈原因

1）刮板鏈條損傷。刮板輸送機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于運(yùn)輸?shù)奈锪喜町?，?dǎo)致刮板鏈磨耗程度不一。當(dāng)刮板輸送機(jī)長時(shí)間處于重載荷工作狀態(tài)時(shí)，刮板鏈及鏈環(huán)等磨耗增加，會(huì)在一定程度上減少連接鏈環(huán)、鏈條強(qiáng)度及斷面直徑。若不能及時(shí)維修，運(yùn)輸物料時(shí)會(huì)導(dǎo)致鏈環(huán)出現(xiàn)斷鏈?zhǔn)鹿省?/p>

2）刮板鏈條松緊度不合理。刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中鏈條過緊、過松或者兩側(cè)長度不一致，均容易導(dǎo)致鏈條出現(xiàn)斷鏈?zhǔn)鹿?。同時(shí)刮板輸送機(jī)重載荷啟動(dòng)、運(yùn)輸物料粒徑及硬度較大、槽箱變形以及超載運(yùn)行等均會(huì)導(dǎo)致刮板鏈鏈條松緊度出現(xiàn)變化，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致斷鏈?zhǔn)鹿省?/p>

3）刮板連接環(huán)、鏈條等存在質(zhì)量問題。若刮板輸送機(jī)上使用的鏈條、刮板、連接環(huán)等零部件性能、質(zhì)量等存在質(zhì)量問題時(shí)，會(huì)導(dǎo)致刮板鏈出現(xiàn)斷鏈故障，從而影響設(shè)備運(yùn)行效率。

4）刮板機(jī)頭尾鏈輪、刮板及鏈條等有充填有雜物。運(yùn)輸?shù)奈锪现袏A雜的木頭、錨桿等雜物進(jìn)入到刮板鏈、機(jī)頭尾鏈輪等位置時(shí)會(huì)改變刮板鏈運(yùn)行位置或者卡住刮板，導(dǎo)致刮板鏈斷鏈。

5）落料不正。刮板輸送機(jī)上布置的檔煤板安裝存在問題，從而使得物料集中在刮板輸送機(jī)一側(cè)，刮板輸送機(jī)長時(shí)間運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致兩側(cè)刮板鏈?zhǔn)芰Υ嬖诓町?，磨損程度出現(xiàn)變化。當(dāng)一條刮板鏈?zhǔn)艿綇埩Τ^極限強(qiáng)度時(shí)，刮板鏈會(huì)出現(xiàn)斷鏈。

2 刮板鏈斷鏈保護(hù)裝置分析

刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程中存在運(yùn)行工況不穩(wěn)定、負(fù)載變化較大，而現(xiàn)有的電子檢測(cè)元器件無法直接檢測(cè)刮板運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)存在抗干擾能力差、易損壞等問題。使用電子檢測(cè)元器件間接對(duì)刮板輸送機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)時(shí)存在準(zhǔn)確度低、同步性差問題，無法及時(shí)對(duì)刮板輸送機(jī)存在的斷鏈故障進(jìn)行診斷，往往導(dǎo)致故障擴(kuò)大。

為此，文中提出采用電磁耦合傳感器直接對(duì)刮板輸送機(jī)鏈條、刮板鏈等運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，并在刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾處分別安裝斷鏈保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷鏈后及時(shí)停止刮板輸送機(jī)運(yùn)行。刮板輸送機(jī)斷鏈故障判定主要通過刮板鏈運(yùn)行同步性實(shí)現(xiàn)。

使用電磁耦合器對(duì)刮板及鏈條運(yùn)行情況進(jìn)行直接檢測(cè)，從而提升檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度。在刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾通過斷鏈、鏈條保護(hù)組合使用，可顯著減低保護(hù)裝置誤動(dòng)作率。具體刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)安裝見圖1 所示。

圖1 刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)裝置安裝示意圖

刮板輸送機(jī)開始運(yùn)行超過7 s 后，刮板鏈兩側(cè)的斷鏈開關(guān)1、2 對(duì)刮板鏈運(yùn)行同步情況進(jìn)行判定；若斷鏈開關(guān)1、2 檢測(cè)到的信號(hào)時(shí)間差在3 s 以上時(shí)，則判定刮板鏈出現(xiàn)斷鏈故障，此時(shí)同步觸發(fā)故障閉鎖設(shè)備停機(jī)。具體斷鏈保護(hù)裝置運(yùn)行控制原理見圖2所示。

圖2 斷鏈保護(hù)裝置運(yùn)行控制原理

3 應(yīng)用效果分析

傳統(tǒng)的選煤廠刮板輸送機(jī)在應(yīng)用過程中，由于安裝的斷鏈或者跳鏈保護(hù)裝置誤動(dòng)作等導(dǎo)致刮板輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)停機(jī)問題，給選煤廠物料運(yùn)輸帶來較大影響。同時(shí)當(dāng)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)斷鏈故障時(shí)，保護(hù)裝置不能及時(shí)動(dòng)作往往會(huì)造成斷鏈?zhǔn)鹿蕯U(kuò)大，增加設(shè)備檢修、維護(hù)工作量并引起一定的經(jīng)濟(jì)損失。

在選煤廠刮板輸送機(jī)在安裝斷鏈保護(hù)裝置后，實(shí)現(xiàn)了刮板輸送機(jī)斷鏈故障的精準(zhǔn)判定。現(xiàn)場應(yīng)用6 個(gè)月內(nèi)，斷鏈保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)了刮板鏈斷鏈故障的高效、精準(zhǔn)保護(hù)，有效降低了刮板鏈斷鏈故障擴(kuò)大，提高了刮板輸送機(jī)運(yùn)輸效率。