關于膠帶輸送機速度保護裝置的比較分析

文 辛，喬延翔

（平頂山市質量技術監督局，河南 平頂山 467000）

1 膠帶輸送機與速度保護裝置概述

1.1 膠帶運輸機

帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械。應用它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業企業生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節奏的流水作業運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現代化的各種工業企業中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸。使用非常方便。

帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續運輸設備，與其他運輸設備(如機車類)相比，具有輸送距離長、運量大、連續輸送等優點，而且運行可靠，易于實現自動化和集中化控制，尤其對高產高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。

帶式輸送機主要特點是機身可以很方便的伸縮，設有儲帶倉，機尾可隨采煤工作面的推進伸長或縮短，結構緊湊，可不設基礎，直接在巷道底板上鋪設，機架輕巧，拆裝十分方便。當輸送能力和運距較大時，可配中間驅動裝置來滿足要求。根據輸送工藝的要求，可以單機輸送，也可多機組合成水平或傾斜的運輸系統來輸送物料。 帶式輸送機廣泛地應用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門，是因為它具有輸送量大、結構簡單、維修方便、成本低、通用性強等優點。

1.2 跑偏開關

跑偏開關（Belt Sway Switches）又稱防偏開關，也叫兩級跑偏開關。用于檢測帶式輸送機運行中的跑偏現象，按皮帶實際跑偏量輸出報警或停機信號，可有效的防止由皮帶跑偏而產生的事故，是一種帶式輸送機的保護裝置。

跑偏開關具有兩級動作功能。一級動作用于報警，二級動作用于自動停機。分兩個位置檢測輸送機皮帶的跑偏程度和扭曲程度。根據皮帶的跑偏程度和扭曲程度，實現自動報警和停機，避免昂貴的輸送皮帶受損壞及因皮帶扭曲造成的物料散落等事故。此開關安裝方便，運行可靠，是帶式輸送機必備的保護裝置之一。

輸送機在運行中，當皮帶跑偏且與開關立輥接觸時，立輥自轉，若跑偏量繼續加大，則擠壓立輥發生偏移。當立輥偏轉角度超過20°時，一級開關動作，輸出報警信號。當立輥偏轉角度超過35°以上時，二級開關動作，輸出停機信號。一級開關信號用于報警，如果將此信號與跑調整裝置相接，即可實現不停機狀態下的跑偏自動調整。二級開關信號用于停機，將此信號接至控制線路中，即可實現重度跑偏狀態下的自動停機。當故障排除后，膠帶離開立輥正常運轉時，立輥可自動復位。

1.3 拉繩開關

拉繩開關（Pull Cord Switch）又稱雙向拉繩開關，俗稱“緊急停機開關”。用于帶式輸送機發生事故時，能緊急停止輸送機的一種開關。當發生緊急事故或需要整修而停機時，可拉動系于擺臂上的鋼絲繩，擺臂旋轉而帶動機內凸輪并驅動微動開關,使輸送機停機 。

拉繩開關由拉桿、復位柄、凸輪、鎖槽及微動開關等組成。拉繩開關安裝于皮帶輸送機的兩側的機架上，用鋼絲繩沿著輸送機兩側把開關連接起來。當輸送帶設備發生緊急事故時，在現場沿線任意處拉動鋼絲繩，鋼絲繩牽動驅動臂旋轉，通過傳動軸帶動扭力彈簧使精密凸輪發生位移，驅動微動開關切斷控制線路，使得輸送機停止運行。

1.4 速度開關

速度開關主要用于解決皮帶打滑、皮帶斷裂、動軸剪切和過載等問題。可以用于皮帶輸送機，吊桿提升，螺旋推進、研磨、破碎、泵、離心干燥機等設備的速度檢測。

一般的速度開關直接安裝在從動滾筒或大直徑的托輥邊上，檢測皮帶的速度狀態。普通速度開關的輸出信號由一個比較器處理Fr，被檢測物體的運動產生一個振蕩頻率Fc。比較器Fr與檢測物體的頻率Fc比較，速度開關的開關電路輸出在Fc>Fr時，此時運行速度正常，無信號輸出，當Fc

2 三種保護開關的結構及工作原理

1.1 速度開關

結構上主要由觸輪、脈沖盤、電子脈沖開關、殼體和拉簧等組成。其工作原理：速度開關安裝在膠帶輸送機承載邊的非工作面，當觸輪隨膠帶運行而帶動內部的脈沖盤，在脈沖盤旋轉時傳感器的磁感應信號輸入到控制電路中，經放大、整形后進行計數，其計數值與預置數比較，判斷膠帶的帶速，即：正常速度、打滑或超速等，同時執行電路輸出相應的開關信號，當打滑或超速時引起設備跳停，達到保護設備的目的?，F場示意圖見圖1。

圖1 速度開關現場示意

1.2 旋轉探測儀

旋轉探測儀主要安裝在從動軸旁。當電動機運轉時，通過膠帶驅使從動軸轉動，從動軸上的檢測片也隨之轉動。旋轉探測儀接收到檢測片均勻間隔的脈沖信號，此時旋轉探測儀為閉合狀態，通過串接中間的繼電器的自保觸頭使交流接觸器吸合，從而使電動機轉動。當設備發生卡轉、堵轉、皮帶打滑和傳動軸斷裂等故障時，從動軸將慢轉或停轉，旋轉探測儀將接收不到檢測片的均勻間隔脈沖信號。在工藝指定時間內未接收到轉動信號，旋轉探測儀將由閉合狀態轉為斷開，使中間繼電器和交流接觸器斷開，及時停機，可靠地保護設備。現場示意圖見圖2。

圖2 旋轉探測儀現場示意

1.3 堵料保護開關

筆者根據現場實際情況及查閱相關資料，制作了一種堵料保護開關，其工作原理：在下料斗側邊開一個250mm×250mm的方形孔，在頂部用合頁將割下的板與下料斗連接，然后在下料斗邊上固定限位開關，當下游膠帶打滑、卡轉、堵轉、傳動軸斷裂等故障出現時，堆積在下料斗內的物料越堆越多，達到一定的高度，在重力作用下，以合頁為軸推開方形板，方形板緊挨著限位開關，從而觸動限位開關（限位開關與拉繩開關并聯），同時接通拉繩開關的急停觸點引起設備跳停，達到保護設備的目的?，F場示意圖見圖3。

3 三種保護裝置的對比分析

三種保護裝置的對比見表1。

（1）速度開關市面上價格每個需要上千元，旋轉探測儀每個需要上百元，自制堵料保護開關每個只需數十元。

（2）速度開關需要1個中控通道（每個約千元），旋轉探測儀與自制堵料保護開關不需要中控通道。

（3）速度開關靈敏，只要保證膠帶的托輥架不變形，不引起膠帶跳動，檢測準確；旋轉探測儀比較靈敏，但有時受其他鐵質雜質的干擾；堵料保護開關比較靈敏，需經常注意保持合頁運轉靈活。

表1 三種保護裝置的對比

（4）速度開關和旋轉探測儀能檢測到膠帶打滑低速、高速、斷裂和卡轉的情況，自制堵料保護開關除能檢測到膠帶打滑低速、斷裂和卡轉的情況外（膠帶輸送機一般不會高速，但斜向下布置膠帶輸送機時慎用此方法），還能及時地檢測到下料口堵塞、下游提升機等設備堵料或庫滿，更加有效地保護了現場的設備。

4 效果

該公司總計有25~30臺膠帶輸送機，采用自制的堵料保護開關，較采用速度開關共節約采購等成本幾萬余元，為公司節約了采購資金，同時能檢測到膠帶打滑低速、斷裂和卡轉的情況，還能及時檢測到堵料、庫滿等故障，更好地保護了設備，減輕了現場崗位人員的勞動強度，節約了生產成本。

[1]董全林，劉彬.在伽利略坐標變換下的二端面彈性轉軸的相似動力學方程[J].物理學報，2002，51(10):2191-2196.

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