斷鏈保護裝置在刮板輸送機上的應用分析

武日剛

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司洗煤廠， 山西 介休 032000）

引言

刮板輸送機具備運輸量大、占用空間小、運輸效率高以及安全可靠等優點，在工業生產領域中應用較為廣泛[1]。選煤廠采用刮板輸送機短距離運輸原煤、精煤、矸石等物料，但是當運輸的物料中含有堅硬矸石或者物料自身含水率較高時，容易導致刮板輸送機出現斷鏈、掉鏈等故障[2-3]。有關統計數據表明，刮板輸送機斷鏈事故占總事故數的34%以上，若不能及時發現、排除斷鏈事故，會導致刮板輸送機出現設備嚴重損壞、壓死等故障，給選煤廠的安全生產帶來較大制約[4-5]。現階段刮板輸送機斷鏈保護多采用監測鏈輪的方式，此種保護方式存在斷鏈故障發現不及時、斷鏈故障影響顯著等問題[6-7]。為此，本文提出一種新型斷鏈保護裝置，以期提高選煤廠刮板輸送機運行安全保障能力。

1 選煤廠刮板輸送機斷鏈原因及影響分析

1.1 斷鏈原因分析

1）選煤廠生產用水來自于生產礦井井下排水，礦井水中含有較多的腐蝕性物質，刮板鏈在水的作用下銹蝕嚴重，鏈環出現了一定程度的脫皮、生銹等問題，降低了鏈環強度，從而導致鏈環斷鏈故障發生率增加。

2）刮板輸送機在正常工作過程中，若突然遇到堅硬矸石或者金屬等卡澀情況時，刮板鏈受到的作用力瞬間增加，容易導致刮板鏈在沖擊力作用下突然出現破斷。刮板鏈斷口位置常發生在焊縫熱影響區、焊接對口、鏈環彎曲部等位置。

3）刮板輸送機在運行過程中常出現運行速度周期性變化、大塊煤矸石等對鏈條產生沖擊等現象，刮板鏈周期受到沖擊、卸載，會使刮板鏈內部出現一定疲勞應力，從而導致刮板鏈出現疲勞變形、斷裂等問題。

4）刮板鏈運輸過程中出現回煤會導致底槽受力增加、刮板鏈負載增加；鏈條長時間、高負載運行，在增加鏈條磨耗量的同時會降低鏈條韌性以及強度；刮板溜槽受到底板不平、安裝以及碰撞等原因影響，會導致刮板鏈環對口錯位，當鏈環卡住刮板時會增大負載，嚴重時導致刮板鏈斷裂。

1.2 斷鏈影響

當刮板輸送機鏈條出現斷裂時，刮板鏈上鏈受到的牽引力消失，而下鏈會繼續移動，從而導致鏈條在底槽以及機頭位置堆積，增加鏈輪負載，嚴重時出現鏈輪損壞、牽引電機過載甚至損壞問題。當刮板輸送機出現斷鏈事故后，若未能及時停止輸送機運行，會增加后續作業人員處理故障時間，因此就需要安排大量人員占用大量時間進行拖鏈、接鏈，同時還會縮短刮板輸送機使用壽命。

在刮板輸送機斷鏈事故發生時，必須立即停止刮板輸送機運行才可降低斷鏈故障影響及后續的經濟損失。因此，快速檢測刮板鏈斷鏈事故并能及時停止刮板輸送機運行，對提高刮板輸送機安全保障能力具有重要意義。

2 斷鏈保護裝置的應用

2.1 斷鏈保護裝置結構

選煤廠刮板輸送機上使用的斷鏈保護裝置結構如下頁圖1 所示，由細鋼絲、花蘭螺絲、導向管、接近開關以及鐵滑塊等構成。斷鏈保護裝置導管開口處的斷面圖如下頁圖2 所示。將細鋼絲固定在刮板輸送機機頭下方位置，松緊程度通過花蘭螺絲調節；接近開關是一種非接觸式檢測設備，將接近開關置于導向管開口位置；鐵滑塊主要用以觸發接近開關，當鐵滑塊鄰近接近開關時，接近開關即會發出信號。鐵滑塊在導向管內可以靈活、可靠移動，為此在導向管拐角位置增加滑輪布置，減少鋼絲與導向管之間的阻力。

圖1 斷鏈保護裝置結構圖

圖2 斷鏈保護裝置導管開口處斷面圖

當刮板輸送機鏈條出現斷鏈故障時，鏈條會出現一定程度松弛，松弛的鏈條作用到機頭下方細鋼絲上，鋼絲受到壓力作用后會帶動鐵滑塊在導向管內移動，當鐵滑塊移動到接近開關位置時，接近開關會發出信號，從而使得控制電路中常閉觸點斷開，刮板輸送機停止供電，避免刮板輸送機鏈條斷鏈故障擴大。

2.2 刮板輸送機停機接線方式

接近開關是整個斷鏈保護裝置核心組件，接近開關采用電感式接近開關，具有較高的金屬敏感性。接近開關控制刮板輸送機運行的接線方式有兩種：一種是將接近開關輸出線直接與刮板輸送機控制開關回路常閉點相連接，通過斷開常閉點使得刮板輸送機停止供電，具體線路連接如圖3 所示；第二種是將接近開關連接到PLC 控制器中，PLC 控制器接收到接近開關信號后，切斷刮板輸送機供電，從而實現刮板輸送機停機。選煤廠刮板輸送機部分未采用PLC 控制，部分則通過PLC、變頻器實現軟啟動。

圖3 接近開關與刮板輸送機控制開關連接示意圖

3 結語

選煤廠刮板輸送機采用斷鏈保護裝置后，可實現斷鏈故障的快速檢測，并可及時切斷刮板輸送機供電，降低刮板鏈斷鏈事故影響，杜絕出現刮板卷入槽底、機頭下方等情況。通過及時發現斷鏈故障并切斷刮板輸送機供電，可有效降低選煤廠運輸作業人員勞動強度以及后續維護工作量。

選煤廠采用的刮板鏈斷鏈保護裝置結構為選煤廠常見設備，成本低、結構簡單。現場使用過程中需注意接近開關與導向管開口處距離，避免接近開關誤報警導致刮板輸送機頻繁停機的問題發生。