非接觸式膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置在錦界選煤廠的應(yīng)用

艾熙昭

摘要：帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)煤礦生產(chǎn)非常重要。輸送帶跑偏是帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中最常見的故障，針對(duì)錦界選煤廠現(xiàn)有膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置的缺陷，設(shè)計(jì)研制了一種膠帶機(jī)非接觸跑偏保護(hù)裝置，由控制單元、報(bào)警器、緊急停車裝置和檢測(cè)裝置組成，控制單元根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果輸出報(bào)警信號(hào)或緊急停車信號(hào)。該保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環(huán)境中，在錦界選煤廠的應(yīng)用中顯示了較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

Abstract： Safe operation of belt conveyor is very important for coal mine production. Belt conveyor running deviation is the most common fault in belt conveyor operation process. For defects in the existing running-away protection device of JINJIE Coal Preparation Plant， a kind of non-contact run partial protection device is developed， which is composed of a control unit， alarm， emergency stop device and detection device， and the control unit outputs an alarm signal or emergency stop signal according to test result of pick-up unit. The protective device is simple in structure and stable in operation， especially suitable for wet and corrosive working environment.

關(guān)鍵詞：膠帶機(jī)；跑偏保護(hù)；非接觸；選煤廠

Key words： belt conveyor；run partial protection；non-contact；coal preparation plant

中圖分類號(hào)：TD528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）33-0240-02

0 引言

帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于各種大型工業(yè)領(lǐng)域[1-3]。在煤礦運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)過(guò)程中， 帶式輸送機(jī)是必不可少的主要運(yùn)輸設(shè)備之一， 它的安全運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)煤礦生產(chǎn)非常重要。帶式輸送機(jī)的輸送帶跑偏是其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中最常見的故障之一，約有30%以上的輸送帶損壞和報(bào)廢是因?yàn)檩斔蛶芷珜?dǎo)致。跑偏量過(guò)大會(huì)造成輸送帶邊緣磨損甚至撕裂、輸送帶局部或全線撒料，影響和縮短輸送帶的使用壽命[4，5]，因此，為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膠帶輸送機(jī)帶面運(yùn)行情況，膠帶機(jī)在生產(chǎn)安裝時(shí)必須按照膠帶機(jī)安裝標(biāo)準(zhǔn)配置相對(duì)應(yīng)的帶面跑偏保護(hù)裝置，一旦跑偏位移觸動(dòng)保護(hù)裝置即可報(bào)警停車采取糾偏措施[6-8]。因此，帶面保護(hù)裝置的有效和高效運(yùn)行對(duì)提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

錦界選煤廠現(xiàn)階段采用型號(hào)為KG1007A-2接觸式跑偏保護(hù)裝置，膠帶正常運(yùn)行時(shí)，跑偏開關(guān)的探桿與膠帶基本垂直。當(dāng)膠帶跑偏時(shí)，膠帶碰到跑偏開關(guān)的探桿，并帶動(dòng)探桿軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)探桿偏轉(zhuǎn)到動(dòng)作角度時(shí)，使其內(nèi)部的行程開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出跑偏信號(hào)。但在實(shí)際運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)監(jiān)測(cè)探桿易磨損、機(jī)構(gòu)易損壞等情況，需要耗費(fèi)大量的人力、物力去維護(hù)KG1007A-2接觸式跑偏保護(hù)裝置，盡管如此，仍然出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員因檢查、維護(hù)不到位，因跑偏保護(hù)裝置失靈而引發(fā)的膠帶機(jī)跑偏故障。

鑒于此，本文研制了一種故障率極低的非接觸式的膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置，并應(yīng)用于錦界選煤廠生產(chǎn)實(shí)際中，取得良好效果。

1 非接觸式膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置的研制

針對(duì)錦界選煤廠膠帶機(jī)跑偏保護(hù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，研制了一種膠帶機(jī)非接觸跑偏保護(hù)裝置，利用光電開關(guān)紅外檢測(cè)原理及自制可調(diào)式支架組裝而成的一種故障率極低的非接觸式的膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環(huán)境。

1.1 非接觸式跑偏裝置構(gòu)造

接觸式膠帶機(jī)跑偏裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括兩組結(jié)構(gòu)相同的檢測(cè)裝置，兩組檢測(cè)裝置對(duì)稱設(shè)置在膠帶機(jī)的兩側(cè)，檢測(cè)裝置包括基礎(chǔ)支座、垂直調(diào)節(jié)支架、水平調(diào)節(jié)支架、光電開關(guān)1、光電開關(guān)2和控制單元。基礎(chǔ)支座通過(guò)螺栓固定安裝在膠帶機(jī)的機(jī)架上，垂直調(diào)節(jié)支架為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，垂直調(diào)節(jié)支架的豎直端與基礎(chǔ)支座連接，垂直調(diào)節(jié)支架的水平端位于垂直端的上端，通過(guò)調(diào)整垂直調(diào)節(jié)支架與基礎(chǔ)支座的連接位置，用于調(diào)節(jié)光電開關(guān)1和光電開關(guān)2的高度位置；光電開關(guān)1和光電開關(guān)2平行安裝在水平調(diào)節(jié)支架上，水平調(diào)節(jié)支架與垂直調(diào)節(jié)支架的水平端連接，通過(guò)調(diào)整水平調(diào)節(jié)支架與調(diào)整垂直調(diào)節(jié)支架的連接位置，用于調(diào)整光電開關(guān)1和光電開關(guān)2的水平位置。光電開關(guān)1和光電開關(guān)2分別檢測(cè)膠帶機(jī)帶面的輕偏移狀態(tài)與重偏移狀態(tài)，光電開關(guān)1和光電開關(guān)2與控制單元連接。

1.2 非接觸式跑偏裝置工作方式

非接觸式跑偏裝置控制單元為PLC控制器。控制單元還連接有報(bào)警器和緊急停車裝置，當(dāng)帶面處于輕微跑偏狀態(tài)時(shí)，控制單元執(zhí)行報(bào)警功能，當(dāng)帶面處于嚴(yán)重跑偏狀態(tài)時(shí)，控制單元執(zhí)行緊急停車功能。

當(dāng)帶面偏移出托輥外邊緣50mm時(shí)，即帶面輕偏移狀態(tài)，光電開關(guān)1輸出檢測(cè)信號(hào)至控制單元，控制單元輸出報(bào)警信號(hào)至報(bào)警器，報(bào)警器報(bào)警；當(dāng)帶面偏移出托輥外邊緣100mm時(shí)，即帶面重偏移狀態(tài)，光電開關(guān)2輸出檢測(cè)信號(hào)至控制單元，控制單元輸出停車信號(hào)至緊急停車裝置，實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)的緊急停車。光電開關(guān)1和光電開關(guān)2均為漫反射光電開關(guān)，檢測(cè)量程為20cm。

安裝時(shí)，光電開關(guān)1和光電開關(guān)2的檢測(cè)方向與平行相鄰?fù)休伣M形成平面垂直。當(dāng)帶面跑出托輥外邊緣50mm時(shí)輕跑偏保護(hù)光電開關(guān)動(dòng)作給PLC一個(gè)返回信號(hào)通過(guò)RSLINK通訊給上位機(jī)RSVIEW32程序報(bào)警提示功能，帶面跑出托輥外邊緣100mm時(shí)光電開關(guān)動(dòng)作給PLC一個(gè)返回信號(hào)通過(guò)RSLINK通訊給上位機(jī)RSVIEW32程序緊急停車功能。

2 非接觸式膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置在錦界選煤廠的應(yīng)用

2.1 非接觸式膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置的安裝

圖2所示為非接觸式膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置安裝效果，基礎(chǔ)支座采用螺栓垂直固定在膠帶機(jī)兩側(cè)的機(jī)架上，安裝時(shí)必須保證兩側(cè)的基礎(chǔ)支座所形成的平面與膠帶機(jī)的帶面位于正交的狀態(tài)。

基礎(chǔ)支座上沿垂直方向等間距設(shè)置有多個(gè)螺栓孔，垂直調(diào)節(jié)支架的豎直端通過(guò)螺栓與基礎(chǔ)支座的螺栓孔連接，垂直調(diào)節(jié)支架通過(guò)與不同高度的螺栓孔連接，實(shí)現(xiàn)光電開關(guān)1和光電開關(guān)2高度位置調(diào)節(jié)；同時(shí)安裝時(shí)必須保證兩側(cè)基礎(chǔ)支座所形成的平面與兩側(cè)垂直調(diào)節(jié)支架所形成的平面處于平行的狀態(tài)且垂直方向有足夠的調(diào)整余量。

垂直調(diào)節(jié)支架的水平端等間距設(shè)置有多個(gè)螺栓孔，水平調(diào)節(jié)支架通過(guò)螺栓固定在垂直調(diào)節(jié)支架的水平端上，通過(guò)調(diào)整水平調(diào)節(jié)支架與不同的螺孔連接，實(shí)現(xiàn)光電開關(guān)1和光電開關(guān)2水平位置的調(diào)節(jié)；安裝時(shí)必須保證兩側(cè)水平調(diào)節(jié)支架所形成的平面與兩側(cè)垂直調(diào)節(jié)支架所形成的平面處于平行的狀態(tài)且水平方向有足夠的調(diào)整余量。

2.2 非接觸式膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置的應(yīng)用效果

非接觸式膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置作為輸送機(jī)的重要保護(hù)裝置，靈敏可靠的跑偏保護(hù)裝置對(duì)于延長(zhǎng)膠帶機(jī)帶面的使用壽命相當(dāng)重要，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，即時(shí)進(jìn)行維修糾偏，在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)，可有效提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以神東公司錦界選煤廠為例 ，該廠維護(hù) 17部帶式輸送機(jī)，帶長(zhǎng)超過(guò) 4km，單價(jià)按 200元/m計(jì)算，合計(jì) 80萬(wàn)元，正常運(yùn)轉(zhuǎn)不跑偏的新輸送帶能用4～6年，則平均每年材料費(fèi)約 13萬(wàn)元；而跑偏帶最大壽命為1～2年， 每年的材料費(fèi)則為80萬(wàn)元 。因此靈敏可靠的監(jiān)測(cè)輸送帶運(yùn)行情況，僅材料費(fèi)一項(xiàng)，每年可節(jié)約資金 67萬(wàn)元，而且可以降低維護(hù)工作量，減少維護(hù)人員，節(jié)省維護(hù)檢修費(fèi)用。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)錦界選煤廠現(xiàn)有膠帶機(jī)跑偏保護(hù)裝置的缺陷，設(shè)計(jì)研制了一種膠帶機(jī)非接觸跑偏保護(hù)裝置，包括控制單元、報(bào)警器、緊急停車裝置和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在膠帶機(jī)兩側(cè)的檢測(cè)裝置，控制單元根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果輸出報(bào)警信號(hào)或緊急停車信號(hào)。該保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環(huán)境中，在錦界選煤廠的應(yīng)用中顯示了較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

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