輸煤帶式輸送機控制開關故障的原因研究

黨豐收

摘要：選煤廠煤礦物料的運輸工作由帶式輸送機來完成，做好故障維修和設備保養工作非常關鍵，本文分析輸煤帶式輸送機控制開關的基本情況，探究輸煤帶式輸送機控制開關故障情況，總結了兩點：電機電源開關跳閘;控制回路引發的皮帶電機故障。對輸煤帶式輸送機控制開關故障的原因加以分析。希望本文的觀點能為關注此話題的研究者提供參考意見。

關鍵詞：控制開關;電機電源;共用電纜

0 ?引言

從實際的運行情況來看，選煤廠輸送機電機電源開關故障率比較高，不僅設備的維修費用有所增加，帶式輸送機的工作效率也受到不良影響。公司的技術部要查找設備的內部故障，并在此條件下制定出相應的解決方案。在改造之后，確保電源開關能夠達到良好的使用效果，避免故障問題的產生，保證輸煤帶式輸送機能始終處于正常穩定的工作狀態中。

1 ?輸煤帶式輸送機控制開關的基本情況

比如某省一家選煤廠，帶式輸送機所承擔的工作是將煤從煤倉中運出，然后對煤進行分類，完成加工，最終形成的煤產品就是原煤和塊煤，將生產好的煤資源運送到指定的儲存位置，在整個生產過程中，帶式輸煤機都發揮十分關鍵的作用。在這家選煤廠中，使用的帶式輸送機屬于動力傳遞的模式。主要的構成部分除了輸送皮帶以外，還有減速裝置、驅動裝置和電機結構。該帶式輸送機采用的是湖北翀源電氣公司生產的抽屜式開關柜，與南京東大金智生產的電動機綜合保護測控裝置相配套，型號為WDZ430EX。電壓采用的是DC110V控制回路，完成對開關柜結構的設計。

2 ?輸煤帶式輸送機控制開關故障情況

2.1 膠帶機防跑偏

大多數的輸煤系統都是單向膠帶，在跑偏設計方面國內運用了多種設計理念。其中一種是每隔10組槽形托輥，就會在上部膠帶上設置1組上調的新托輥。每隔5組平行的下托輥，就會在下部膠帶上設置1組下調新托輥。這屬于一種調新托輥組，名稱是自適應活動托輥。在改善膠帶的跑偏問題時，就是要對其進行分段調整。在運行的過程中帶式輸送機的受力會逐漸發生變化，有了防跑偏的裝置才能實現在平面內自由轉動。隨著膠帶逐漸跑偏擋輪會起到順調的作用。當同一個膠帶的爬升角度發生了一些變化，就需要在轉折的部位上加設壓帶，防止在運行的過程發生跳帶的不良情況。對下部托輥應用的模式是水平梳形，從而避免膠帶在運行的過程中發生局部跳躍的不良情況。把兩級跑偏的裝置放置在膠帶的頭部和尾部，在有輕度跑偏發生時，系統就會自動報警，并提示出現了一級跑偏。當膠帶發生嚴重跑偏時，帶式輸送機就會立即停車。

2.2 電機電源開關跳閘

根據選煤廠的工作現場報告，從2016年7月到2017年6月這段時間內，廠區皮帶的開關故障達到了15次，對選煤廠的作業情況產生了非常嚴重的影響。從現場的實際情況來看，當電機電源開關已經跳閘，WDZ-43EX電動機綜合保護測控裝置就會處于失電的狀態，不能較好的了解故障的情況，通常情況下采取的維修手段是更換故障卡板。由于不能明確故障點和故障的原因，所以無法進行故障的處理。雖然更換故障板卡后，輸煤帶式輸送機能正常運行一段時間，但是后期還是會有故障出現。幾乎每個月都會發生兩次故障，這在很大程度上嚴重影響了選煤廠的正常工作，導致經營活動無法正常進行。為了有效避免輸煤帶式輸送機控制開關發生故障，可以安裝輸送機保護裝置，該裝置有功能齊全、設計靈活的特點，而且還有非常豐富的顯示信息，在現場能完成編制。就主控制器而言，能實現對膠帶運輸機的控制，主要是通過檢修控制、手動控制、自動控制、遙控控制這四種方式實現，會實時顯示帶式輸送機的實時運行速度。裝置上電機電流的顯示范圍是200Hz到1000Hz。裝置上還有閉鎖開關和擴音電話，沿縱向布置。每隔100m就會布置一個閉鎖開關和擴音電話，控制電纜的配套規格是100根。如果需要執行閉鎖動作，控制輸出就要被強行切斷，用文字的形式顯示閉鎖的位置。

3 ?輸煤帶式輸送機控制開關故障的原因

3.1 輸煤帶式輸送機設計有效性差

在進行輸煤帶式輸送機的設計工作時，要增強方案的有效性，從而使膠帶能夠長時間處于穩定運行的狀態中。比如設備中的改向滾筒結構，需要加大處于末端位置的滾動筒和包角的接觸空間。另外設備中還有梳形托輥的結構，要避免位于下端位置的膠帶在某些位置上發生跳躍的不良情況。有效消除跑偏的問題，可以在上下膠帶的不同位置上增加調心托輥。在單項膠帶中，對上部的托輥進行設計，可以采取前傾的方式，此時會在設備上產生一定向心力，從而有效調整膠帶的跑偏問題。而在下部的托輥中，所運用的運行形勢則是反V型，此時下方的膠帶就會被壓住，向心力的大小也會有所增加。在整個輸煤系統中，支撐結構在其中起到的作用不容忽視，如果存在彎曲的不良情況，有可能會影響到整個系統的正常運行。所以要盡量將尺寸的偏差控制在10mm以內，同時還要控制好與膠帶機中心軸線之間的距離，確保不超過3mm。系統中有很多托輥和滾筒的結構，要保證這些結構相互之間是平行的狀態，能夠始終與中心軸線保持垂直。這是在安裝設備時需要重點把握的控制要點。尤其是滾筒的水平度，要保證能夠始終停留在一個良好的水平上。上述內容會深刻影響膠帶的跑偏問題。在安裝工作中，要實現對各項參數的有效控制，保持在系統允許的水平上，此時膠帶機的就位才是可靠的，之后才能正式展開空車試載的操作。

3.2 綜合保護裝置板發生故障

如果開關柜儲能器沒有在皮帶電機啟動之后完成儲能的操作，又或者是系統的電壓受到某些因素的干擾，就有可能出現開關不能合閘的不良情況。系統中的線圈需要長時間處于帶電的狀態中，當系統已經接收到開關的合閘指令，線圈上有可能會產生電火花，出現燒毀的不良情況，與此同時綜合保護裝置操作板也有被燒毀的可能。如果負荷開關合閘回路與未儲能閉鎖接點相互之間是串聯的關系，在開關儲能不足的條件下，開關合閘所發出的指令就不會產生作用。解決這一問題可以在系統中安裝急停閉鎖開關結構，該結構處于膠帶機裝置中的綜合保護設備上，此時在沿線上就能實現急停閉鎖的操作。除了有急停閉鎖的功能以外，還能實現按鈕閉鎖的操作。當輸送機出現故障，發生了緊急停車的情況。閉鎖開關會發生兩種動作方式，拉動開關任意端的電纜，拉桿會帶動行程開關進行動作，此時信號指示燈就會變亮，在閉鎖開關的內部，狀態量會在CPU處理器的作用下傳送給主控箱。當主控箱接收到了該信號，就會發出指令，將電機電源切斷。把故障排除之后，需要按下急停按鈕，內部會發生開關動作。與此同時，信號指示燈也會亮起。在閉鎖開關內部CPU處理器的作用下，狀態量能傳遞至主控箱，在接收到該信號之后，主控箱就會發出指令，此時電機電源也會被切斷，達到復位的目的。

3.3 改造電纜和控制回路的設計

針對直交流電共用一根電纜和控制回路設計不合理的問題進行改造，在改造完成之后，技術科進行了試運行。在運行了一段時間之后情況比較穩定。選煤廠C8B輸煤帶式輸送機實現了兩個自由度上的運動，使得落煤裝置能保持穩定的行走狀態。漏煤斗和機尾架俯仰角度能保持同步，能實現兩者相互之間完整連接。將落煤裝置設計完成之后，進行實踐應用，此時裝煤的效率就達到了100%。漏煤斗上下開口的寬度會發生變化，從而實現兩個帶寬之間的100%落煤，同時也實現對落煤的有效保護，防止落煤散落在皮帶機的兩側。實現落煤裝置與橋式皮帶機尾架之間的聯接要用到等邊四連桿機構。機尾架與皮帶運輸機之間由于存在夾角容易發生途中落煤的問題，采用該聯接方式，這一問題能得到有效解決。在查閱EBZ230型掘進機的技術參數時，發現該設備的適應坡度是±18°。在現場進行相關的試驗，完成對落煤裝置的安裝。機尾架和皮帶運輸機的俯仰夾角為±25°，左右相互之間的擺角會達到20°，這一標準與EBZ230型掘進機的設計需求完全相符合。輸煤帶式輸送機控制開關的穩定運行能確保安全輸煤。在輸煤帶式輸送機控制器正常運行的情況下，各個指示燈正常顯示，也沒有出現直流和交流電壓混合的問題，各個回路的電壓也是正常的數值，另外綜合保護裝置的工作情況也是正常的，大大降低了設備更新和維修的成本，同時也能防止選煤廠發生停工維修的問題。

4 ?總結

綜上所述，輸煤帶式輸送機控制開關故障的原因包括直流和交流電共用電纜，綜合保護裝置板發生故障。解決故障的有效手段是改造電纜和控制回路的設計。試運行半年期間的皮帶機開關能正常運行，都出現了綜合保護裝置燒損的情況，要對其加以有效改進。對于公司技術部來說，需全面梳理選煤廠主要設備的電氣控制系統，有效防止出現設計缺陷問題。

參考文獻：

[1]王繼東，孫建延，胡美玲.帶式輸送機智能控制系統的設計與研究[J].機械強度，2019，41（03）：748-752.

[2]徐楚景.淺析如何有效防止輸煤系統落煤管堵煤[J].冶金與材料，2019，39（02）：169，171.

[3]章艷.封閉式帶式輸送機設備分析與應用研究[J].科技創新與應用，2019（05）：1-6.

[4]達建平.輸煤帶式輸送機控制開關故障的原因分析及對策研究[J].山東煤炭科技，2018（08）：99-100，103.

[5]陳京靜.帶式輸送機控制回路改造分析[J].通信電源技術，2018，35（07）：129-131.