帶式輸送機拉繩及跑偏保護開關研究

鄭 科，丁 磊

（國電漢川發電有限公司，湖北 孝感 432000）

1 拉繩開關

1.1 工作原理

拉繩開關是一個保護設備，主要在帶式輸送機緊急停機時發生作用，即當緊急狀況發生時，利用拉繩開關使帶式輸送機及時停機。當前使用最多的帶式輸送機拉繩開關多為無源機械式的雙向拉繩開關，普遍會將雙向拉繩開關設置在帶式輸送機的兩側支架。安裝人員在操作時，必須注意將兩拉繩開關的距離保持在45m，同時設置成功后，還要在雙向拉繩的開關位置對應系上兩根拉繩。當需要緊急停機時，工作人員可通過及時拉繩來停止帶式輸送機前進，可見拉繩開關起到了關鍵性的保護作用。

1.2 選型原則

（1）在選取拉繩開關之前，要對其應用裝備進行分析，盡可能地選取和應用裝備高度匹配的拉繩開關，拉繩開關的靈敏度(操動力)應符合設計標準。通常拉繩開關的動作拉力控制在100～400N的均符合設計標準，可供帶式輸送機選擇使用。

（2）選取配有動作狀態指示的拉繩開關。在具體使用帶式輸送機時，要求拉繩開關能夠高效顯示出動作狀態，且有時動作狀態的顯示還附有聲光顯示。之所以要選取帶有動作狀態指示的拉繩開關，一旦出現問題能夠及時通過顯示開關進行反饋，從而節約施工時間，減少施工成本。

（3）在符合施工現場施工運行標準的基礎上，可選取能夠完成自動復位或手動復位的拉繩開關；而對于施工現場施工人員較少、皮帶輸送距離過長的項目，優先選取可自動復位的拉繩開關。

1.3 安裝方法

（1）分析產品本身的特征，對應選擇合適的安裝鋼絲繩，設計合理的安裝距離，且需注意鋼絲繩的托架表面要平整，托架之間的距離不能過長或過短，一般規定托架間的距離在2～3m。

（2）分析設施的開關特征，結合技術標準，調節開關的動作靈敏度。在調試開關操作力度時，要全面分析施工現場的實際情況，充分考慮外界因素，如風向、氣溫、設備震動頻率、拉繩重量以及開關的安裝距離等，從而最終確定合適可行的動作靈敏度。

（3）分析開關鋼絲繩的松緊程度。若鋼絲繩過緊，會誤碰啟動開關，這會給工作人員的人身安全構成威脅。在實際操作時，要明確規定需將拉繩側向拉開至20cm左右的距離，以保障拉繩松緊適宜。除此之外，還要考慮溫度對開關拉繩的影響。

（4）選取適宜的安裝高度。安裝人員在安裝拉繩開關裝置時，要結合施工現場的實際情況，在方便工作人員操作的基礎上進行安裝，以確保工作人員可及時快捷地進行拉繩操作。

（5）選取適宜的接線方法。為了避免纜線浪費，在復雜接口接線時，可采用串聯接線的方法，在確保開關口之間完美銜接的同時，還能保障開關接線質量、加快接線效率。

2 跑偏開關

2.1 工作原理

在帶式輸送機運行過程中，跑偏開關是一個可保障運輸帶不發生跑偏的設備。具體來說，若帶式輸送機在運行過程中出現跑偏的情況，可借助跑偏開關控制并調整歸位。另外，若出現跑偏嚴重的情況，可利用跑偏開關緊急停機來阻止[1]。

當前，無源機械式兩級跑偏開關被廣泛應用于工業生產中。其中，跑偏開關的安裝要求主要是將無源機械式兩級跑偏開關牢牢安裝在帶式輸送機的兩側支架部位，且需注意跑偏開關的安裝間距要控制在50m左右。

2.2 選型原則

（1）為了高效檢查皮帶在輸送過程中的跑偏程度，可優先選擇二級或多級跑偏開關，二級或多級跑偏開關可獲取較多的帶式輸送機設備信息，方便后期對其控制改進。

（2）盡量選取配有動作記憶和動作狀態指示的跑偏開關。帶式輸送機運行時皮帶一直處于動態運轉狀態，而配備動作記憶和動作狀態指示結構可高效掌握皮帶發生跑偏的具體位置及詳細原因，方便后期維修人員進行針對性的調整、改進。

（3）若施工單位條件允許，可選取非接觸式跑偏開關。非接觸式跑偏開關可取代傳統的滾輪檢測皮帶，其是利用光電來檢測皮帶是否發生跑偏，且具備使用壽命長、易維護等優勢，而不足之處在于其成本價格高。

2.3 安裝方法

（1）高效控制安裝距離。安裝跑偏開關時，要結合施工現場的實際情況，按照作業需求和工作環境，合理地控制跑偏開關的安裝距離。安裝距離不宜過大或過小，必須在確保跑偏開關正常運行的基礎上，將安裝距離控制在距皮帶機頭尾的16m以下[2]。

（2）設置合理的跑偏范圍。任何帶式運輸機在運行時都會出現不同程度的跑偏，對此，設計人員要結合工程需要、施工條件及天氣等因素，設置合理的跑偏范圍，以保障帶式輸送機的正常運行。通常情況下，按照一般標準跑偏范圍不得超過皮帶寬度的20%[3]。

3 一種新型帶式輸送機

3.1 新型帶式輸送機的拉繩開關及結構

基于上述要求，相關單位經過不斷研究，研制公開了一種新型的燈光報警拉繩開關，包括雙向拉繩開關和燈光報警結構，如圖1所示。雙向拉繩開關具有一個常閉接點和一個常開接點，燈光報警結構由顏色不同的第一報警燈和第二報警燈組成，第一報警燈所在的電路并聯至雙向拉繩開關的常閉接點，第二報警燈所在的電路并聯至雙向拉繩開關的常開接點。

圖1 雙向拉繩開關的結構示意圖

拉繩導向機構包括底座、支撐桿、滑塊和導管，其結構如圖2所示。支撐桿豎直設置在底座上，滑塊可上下滑動地設置在支撐桿上，并通過定位件在其滑動軌跡的任意位置固定，導管沿水平方向設置，其中部水平設有一螺桿，滑塊上設有與螺桿對應的第一通孔，螺桿穿過第一通孔，并通過螺紋安裝在螺桿上的螺母與滑塊連接固定。滑塊上設有與支撐桿對應的第二通孔，支撐桿貫穿第二通孔，第二通孔的側壁上水平設有與螺栓匹配的螺紋孔，螺紋孔內螺紋安裝在螺紋孔內，擰緊螺栓即可將滑塊與支撐桿連接固定。

圖2 拉繩導向機構的結構示意圖

3.2 新型帶式輸送機拉繩開關的特征

（1）新型帶式輸送機拉繩開關具有兩組拉繩導向機構，兩組拉繩導向機構分別設置在雙向拉繩開關的左右側，并且兩組拉繩導向機構與雙向拉繩開關上的兩條拉繩一一對應。

（2）導管的一端設置一定位件，目的在于固定雙向拉繩開關，定位件沿導管的長度方向設置在所屬導管的一端開口的下端，定位件在遠離導管的一端設置有一凹槽。

（3）新型帶式輸送機的雙向拉繩開關可利用燈光進行報警提示，燈光報警燈依據傳動帶的不同行駛狀態呈現出不同顏色的燈光，一旦出現異常現象，工作人員便可及時通過燈光顏色進行判斷。

4 加強帶式輸送機拉繩及跑偏保護開關的具體措施

4.1 加設監控設備

在帶式輸送機上加設監控設備，可實現實時監控，且不需要專人值守，不僅能優化人員崗位分配，提高工作效率，節省人力、物力，還能有效避免安全事故的發生。故而，施工單位可以組建4人一組的監控隊伍，用集體作業的方式來拓寬監控范圍、增強監控力度。

4.2 優化潤滑方法

通常工作人員會為了調整潤滑設備去調整機械運作，這會在一定程度上加快機械的損耗。對此，可在機械的潤滑位置設置潤滑油管。

4.3 優化操作方式

在實際操作中，常會由于操作不當或程序不規范等問題引發事故。針對這一情況，施工單位經過多次實踐分析，提出了對帶式輸送機采取主控室集中控制的方式，并同時將啟動報警設備、跑偏體系控制、安全拉繩以及擋板等安全設備和主控室緊密結合。這樣，當該類安全設備中的某個部件出現問題時，可以及時將情況反映到主控室，相關工作人員可根據反映情況進行處理改造。

4.4 優化清料設備

帶式輸送機的皮帶尾部會設置收料漏斗，皮帶頭部設置下料漏斗。實際操作中，當輸送一些含水量較多的粉狀材料時，漏斗內部會出現堆積、卡頓和擁堵現象，該現象會直接降低帶式輸送機的工作效率，同時對帶式輸送機本身質量造成影響。對此，需要在帶式輸送機上安裝一種自動化清料設備，該設備能及時、高效地清除物料，避免堆積、卡頓等現象發生。

5 結束語

綜上所述，文章通過研究拉繩開關和跑偏開關的工作原理、選型及安裝方法，得出最佳的帶式輸送機選擇標準，并在此基礎上結合實際需求，研制出一種新型可燈光報警的拉繩開關。依據傳動帶的不同行駛狀態，燈光報警會呈現出不同顏色的燈光，由此來進一步確定新型帶式輸送機的雙向拉繩開關是否發生異常。