斷鏈保護裝置在刮板輸送機上的應(yīng)用分析

武日剛

（山西汾西礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司洗煤廠， 山西 介休 032000）

引言

刮板輸送機具備運輸量大、占用空間小、運輸效率高以及安全可靠等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛[1]。選煤廠采用刮板輸送機短距離運輸原煤、精煤、矸石等物料，但是當(dāng)運輸?shù)奈锪现泻袌杂岔肥蛘呶锪献陨砗瘦^高時，容易導(dǎo)致刮板輸送機出現(xiàn)斷鏈、掉鏈等故障[2-3]。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，刮板輸送機斷鏈?zhǔn)鹿收伎偸鹿蕯?shù)的34%以上，若不能及時發(fā)現(xiàn)、排除斷鏈?zhǔn)鹿?，會?dǎo)致刮板輸送機出現(xiàn)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞、壓死等故障，給選煤廠的安全生產(chǎn)帶來較大制約[4-5]?，F(xiàn)階段刮板輸送機斷鏈保護多采用監(jiān)測鏈輪的方式，此種保護方式存在斷鏈故障發(fā)現(xiàn)不及時、斷鏈故障影響顯著等問題[6-7]。為此，本文提出一種新型斷鏈保護裝置，以期提高選煤廠刮板輸送機運行安全保障能力。

1 選煤廠刮板輸送機斷鏈原因及影響分析

1.1 斷鏈原因分析

1）選煤廠生產(chǎn)用水來自于生產(chǎn)礦井井下排水，礦井水中含有較多的腐蝕性物質(zhì)，刮板鏈在水的作用下銹蝕嚴(yán)重，鏈環(huán)出現(xiàn)了一定程度的脫皮、生銹等問題，降低了鏈環(huán)強度，從而導(dǎo)致鏈環(huán)斷鏈故障發(fā)生率增加。

2）刮板輸送機在正常工作過程中，若突然遇到堅硬矸石或者金屬等卡澀情況時，刮板鏈?zhǔn)艿降淖饔昧λ查g增加，容易導(dǎo)致刮板鏈在沖擊力作用下突然出現(xiàn)破斷。刮板鏈斷口位置常發(fā)生在焊縫熱影響區(qū)、焊接對口、鏈環(huán)彎曲部等位置。

3）刮板輸送機在運行過程中常出現(xiàn)運行速度周期性變化、大塊煤矸石等對鏈條產(chǎn)生沖擊等現(xiàn)象，刮板鏈周期受到?jīng)_擊、卸載，會使刮板鏈內(nèi)部出現(xiàn)一定疲勞應(yīng)力，從而導(dǎo)致刮板鏈出現(xiàn)疲勞變形、斷裂等問題。

4）刮板鏈運輸過程中出現(xiàn)回煤會導(dǎo)致底槽受力增加、刮板鏈負(fù)載增加；鏈條長時間、高負(fù)載運行，在增加鏈條磨耗量的同時會降低鏈條韌性以及強度；刮板溜槽受到底板不平、安裝以及碰撞等原因影響，會導(dǎo)致刮板鏈環(huán)對口錯位，當(dāng)鏈環(huán)卡住刮板時會增大負(fù)載，嚴(yán)重時導(dǎo)致刮板鏈斷裂。

1.2 斷鏈影響

當(dāng)刮板輸送機鏈條出現(xiàn)斷裂時，刮板鏈上鏈?zhǔn)艿降臓恳ο?，而下鏈會繼續(xù)移動，從而導(dǎo)致鏈條在底槽以及機頭位置堆積，增加鏈輪負(fù)載，嚴(yán)重時出現(xiàn)鏈輪損壞、牽引電機過載甚至損壞問題。當(dāng)刮板輸送機出現(xiàn)斷鏈?zhǔn)鹿屎螅粑茨芗皶r停止輸送機運行，會增加后續(xù)作業(yè)人員處理故障時間，因此就需要安排大量人員占用大量時間進行拖鏈、接鏈，同時還會縮短刮板輸送機使用壽命。

在刮板輸送機斷鏈?zhǔn)鹿拾l(fā)生時，必須立即停止刮板輸送機運行才可降低斷鏈故障影響及后續(xù)的經(jīng)濟損失。因此，快速檢測刮板鏈斷鏈?zhǔn)鹿什⒛芗皶r停止刮板輸送機運行，對提高刮板輸送機安全保障能力具有重要意義。

2 斷鏈保護裝置的應(yīng)用

2.1 斷鏈保護裝置結(jié)構(gòu)

選煤廠刮板輸送機上使用的斷鏈保護裝置結(jié)構(gòu)如下頁圖1 所示，由細(xì)鋼絲、花蘭螺絲、導(dǎo)向管、接近開關(guān)以及鐵滑塊等構(gòu)成。斷鏈保護裝置導(dǎo)管開口處的斷面圖如下頁圖2 所示。將細(xì)鋼絲固定在刮板輸送機機頭下方位置，松緊程度通過花蘭螺絲調(diào)節(jié)；接近開關(guān)是一種非接觸式檢測設(shè)備，將接近開關(guān)置于導(dǎo)向管開口位置；鐵滑塊主要用以觸發(fā)接近開關(guān)，當(dāng)鐵滑塊鄰近接近開關(guān)時，接近開關(guān)即會發(fā)出信號。鐵滑塊在導(dǎo)向管內(nèi)可以靈活、可靠移動，為此在導(dǎo)向管拐角位置增加滑輪布置，減少鋼絲與導(dǎo)向管之間的阻力。

圖1 斷鏈保護裝置結(jié)構(gòu)圖

圖2 斷鏈保護裝置導(dǎo)管開口處斷面圖

當(dāng)刮板輸送機鏈條出現(xiàn)斷鏈故障時，鏈條會出現(xiàn)一定程度松弛，松弛的鏈條作用到機頭下方細(xì)鋼絲上，鋼絲受到壓力作用后會帶動鐵滑塊在導(dǎo)向管內(nèi)移動，當(dāng)鐵滑塊移動到接近開關(guān)位置時，接近開關(guān)會發(fā)出信號，從而使得控制電路中常閉觸點斷開，刮板輸送機停止供電，避免刮板輸送機鏈條斷鏈故障擴大。

2.2 刮板輸送機停機接線方式

接近開關(guān)是整個斷鏈保護裝置核心組件，接近開關(guān)采用電感式接近開關(guān)，具有較高的金屬敏感性。接近開關(guān)控制刮板輸送機運行的接線方式有兩種：一種是將接近開關(guān)輸出線直接與刮板輸送機控制開關(guān)回路常閉點相連接，通過斷開常閉點使得刮板輸送機停止供電，具體線路連接如圖3 所示；第二種是將接近開關(guān)連接到PLC 控制器中，PLC 控制器接收到接近開關(guān)信號后，切斷刮板輸送機供電，從而實現(xiàn)刮板輸送機停機。選煤廠刮板輸送機部分未采用PLC 控制，部分則通過PLC、變頻器實現(xiàn)軟啟動。

圖3 接近開關(guān)與刮板輸送機控制開關(guān)連接示意圖

3 結(jié)語

選煤廠刮板輸送機采用斷鏈保護裝置后，可實現(xiàn)斷鏈故障的快速檢測，并可及時切斷刮板輸送機供電，降低刮板鏈斷鏈?zhǔn)鹿视绊?，杜絕出現(xiàn)刮板卷入槽底、機頭下方等情況。通過及時發(fā)現(xiàn)斷鏈故障并切斷刮板輸送機供電，可有效降低選煤廠運輸作業(yè)人員勞動強度以及后續(xù)維護工作量。

選煤廠采用的刮板鏈斷鏈保護裝置結(jié)構(gòu)為選煤廠常見設(shè)備，成本低、結(jié)構(gòu)簡單?，F(xiàn)場使用過程中需注意接近開關(guān)與導(dǎo)向管開口處距離，避免接近開關(guān)誤報警導(dǎo)致刮板輸送機頻繁停機的問題發(fā)生。