皮帶機防壓死拉斷保護裝置的設(shè)計分析*

薛金國

(山西潞安集團左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司，山西 晉中 032600)

0 引 言

煤礦生產(chǎn)環(huán)境相對較惡劣，在生產(chǎn)過程中，有很多煤炭資源需要進行運輸，而帶式輸送機具有運輸能力強，能耗低，對工作環(huán)境要求低，易安裝，易操作等優(yōu)點，因此近年來皮帶運輸機在煤礦日常生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越廣泛。而在皮帶運輸機的日常應(yīng)用過程中人們發(fā)現(xiàn)皮帶運輸?shù)臋C的皮帶易出現(xiàn)打滑，跑偏，甚至拉斷等問題，對于皮帶運輸機的防打滑問題，尹婷婷；黃文秀[1]曾做過研究，對于皮帶運輸機的防跑偏問題，楊帥[2]也曾做過研究，而很少有學者研究皮帶運輸機的皮帶拉斷問題，對此，筆者在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，重點研究了皮帶機防壓死拉斷保護問題，以更好的保障皮帶運輸機的安全穩(wěn)定運行。

1 帶式輸送機皮帶壓死拉斷故障分析

1.1 皮帶壓死拉斷故障分析

某煤業(yè)工作面設(shè)置了DTL100/75-2×160型帶式輸送機，其工作面運輸順槽，通常帶式輸送機的長度大概有576 m，對應(yīng)的運行落差達到47 m左右，而坡度達到在2°～10°。從2015年投入使用以來，該設(shè)備運行相對穩(wěn)定，可是也出現(xiàn)較多的皮帶壓死打滑等故障問題，從而導(dǎo)致帶式輸送機出現(xiàn)停運的現(xiàn)象。鑒于此煤礦技術(shù)人員對其進行優(yōu)化設(shè)計，通常需要在皮帶滾筒與相應(yīng)的從動輪上面設(shè)置防滑膠，從而能夠有效地增加傳動滾筒與皮帶之間的摩擦系數(shù)，從而可以極大地提高摩擦力，可以有效地降低皮帶打滑。

1.2 現(xiàn)有保護控制回路分析

分析該型號的帶式輸送機，由于該輸送機采用軟啟動器來控制，假如皮帶機停止運行后，相應(yīng)的顯示皮帶機停止運動且出現(xiàn)皮帶壓死打滑的現(xiàn)象時，相應(yīng)的電流達到設(shè)定的跳閘設(shè)定值，那么該裝置不會對輸送機的啟動情況進行保護，而相應(yīng)的電機卻能夠正常運行。僅從表面進行分析發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機處于正常的工作狀態(tài)，因此工作人員在進行檢測時并不能發(fā)現(xiàn)任何故障，最終將導(dǎo)致皮帶出現(xiàn)斷裂，甚至出現(xiàn)電機燒壞的現(xiàn)象。在檢測帶式輸送機時，必須將其停止運行才可以進行維護，這樣能夠防止出現(xiàn)系統(tǒng)故障，從而可以避免較大的經(jīng)濟問題[3]。

2 皮帶防壓死拉斷保護裝置的設(shè)計

2.1 裝置設(shè)計思路

為了解決該帶式輸送機中存在的問題，開發(fā)設(shè)計出一套皮帶防壓死拉斷保護裝置。在優(yōu)化的設(shè)備中將防壓死拉斷保護與帶式輸送機主軸設(shè)置為一起工作，在進行工作的過程中能夠?qū)崟r監(jiān)測帶式輸送機的工作狀態(tài)。當監(jiān)測設(shè)備發(fā)現(xiàn)皮帶出現(xiàn)問題時，將發(fā)出報警信號，并給皮帶滾筒電機傳輸停止工作的指令，停止工作。在實施保護的過程中實現(xiàn)自檢，檢查設(shè)備是否出現(xiàn)故障，當發(fā)現(xiàn)問題時開始自檢報警，這樣能夠有效地防止出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象。

2.2 設(shè)計方案

假如保護監(jiān)測裝置發(fā)現(xiàn)主從輪不能保持同步時，那么系統(tǒng)就會主動地發(fā)出報警裝置以及實現(xiàn)聯(lián)鎖，這樣可以保證帶式輸送機停止工作。圖1表示相應(yīng)的皮帶防壓死拉斷裝置圖。S1～S4表示光電傳感器，而KA1～KA3表示小型繼電器，KT1～KT3表示相應(yīng)的時間繼電器，BT表示相應(yīng)的閃光蜂鳴器，RN表示相應(yīng)的指示燈，SB1表示相應(yīng)的按鈕。

圖1 皮帶防壓死拉斷裝置電氣原理圖

皮帶防壓死拉斷裝置對應(yīng)的工作原理以及與之匹配的辦法如下所述。

(1)可以將從動輪旋轉(zhuǎn)檢測裝置設(shè)置在從動輪測，從而便于工作人員進行維修。通常在皮帶主動輪起停控制回路引入電源后，可以實現(xiàn)對從動輪旋轉(zhuǎn)情況進行監(jiān)測，進而達到主動輪動作與旋轉(zhuǎn)檢測保持同步動作。

(2)一般可以在皮帶從動輪兩側(cè)并排設(shè)置兩套檢測元件，從而可以實現(xiàn)相聯(lián)鎖的功能。在檢測裝置中都配置有傳感器探頭，能夠?qū)υO(shè)備運行起到檢測的效果，進一步避免發(fā)生誤報跳閘的現(xiàn)象。

(3)在DTL100/75-2*160型帶式輸送機中，當檢測到皮帶出現(xiàn)異常信號時，當跳閘信號傳輸給軟啟動器時，軟啟動器將可以接入跳閘回路，這樣可以借助軟啟動器控制帶式輸送機的運行狀態(tài)。圖2表示相應(yīng)的裝置設(shè)計聯(lián)鎖跳閘電氣原理。其中，將131與135串接如帶式輸送機軟啟動器跳閘回路中。

圖2 聯(lián)鎖跳閘電氣原理圖

(4)通過分析圖2可以發(fā)現(xiàn)，聯(lián)鎖跳閘回路中設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)開關(guān)

SA1，同時可以植入“檢修/自動”，進而在不停止帶式輸送機的情況下對其進行檢測，這樣可以有效的提高帶式輸送機的運行情況。

經(jīng)過工程實踐發(fā)現(xiàn)該裝置整體設(shè)計相對簡單，系統(tǒng)運行可靠。同時由于該裝置具有開放性，能夠按照電氣設(shè)備的需要設(shè)計PLC控制功能，從而能夠有效地提高井下設(shè)備的運行效率以及安全性[4]。

3 保護裝置的安裝調(diào)試和效果分析

3.1 安裝調(diào)試分析

將防壓死拉斷保護裝置設(shè)置在帶式輸送機上，經(jīng)過調(diào)試行了安裝具體分析過程如下所述。

(1)在進行調(diào)試的過程中，前期僅僅將報警裝置安裝在運輸現(xiàn)場，并未將其連入DCS系統(tǒng)中。假如報警裝置發(fā)出報警信號時，那么相關(guān)工作人員需要到現(xiàn)場進行檢查，假如出現(xiàn)工作人員并未發(fā)現(xiàn)報警信號，那么將導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患。在經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)，可以將報警信號連入DSC系統(tǒng)內(nèi)，這樣可以實現(xiàn)地面監(jiān)控，從而能夠?qū)崟r掌握報警信號，從而可以進行遠程控制。

(2)該裝置經(jīng)過調(diào)試完成后，經(jīng)過一段時間的實踐發(fā)現(xiàn)，其運行穩(wěn)定，當帶式輸送機出現(xiàn)壓死與拉斷問題時，可以進行并聯(lián)鎖跳閘操作，從而可以實現(xiàn)設(shè)計的目的。可是在對裝置進行模擬測試的過程中，出現(xiàn)了皮帶壓死故障不報警的現(xiàn)象。在對電路元件進行檢查時，發(fā)現(xiàn)S2傳感器出現(xiàn)短路問題。故在此基礎(chǔ)上設(shè)置了KA3繼電器，從而可以有效地優(yōu)化系統(tǒng)的性能[5]。

3.2 效果分析

將設(shè)計的防壓死拉斷保護裝置設(shè)置在工作面運輸順槽帶式輸送機上。經(jīng)過一段時間的工程實踐發(fā)現(xiàn)帶式輸送機以及相應(yīng)的防壓死拉斷保護裝置能夠較好地運行。該系統(tǒng)不僅可以有效地檢測皮帶異?，F(xiàn)象，而且能夠?qū)缶盘枩蚀_的傳送到監(jiān)控中心。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)皮帶壓死與拉斷故障問題，與此同時大大降低了帶式輸送機的整體故障率。

4 結(jié) 語

在帶式輸送機上設(shè)置的皮帶防壓死拉斷保護裝置，經(jīng)調(diào)試運用較為理想。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，且能夠極大的提高煤礦輸送機的自動化能力，且極大的降低了工人的勞動強度，同時也為企業(yè)的發(fā)展注入了活力。