一種新型帶式輸送機(jī)撕裂檢測裝置的設(shè)計與應(yīng)用

趙雅彬

（秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

煤礦是推動國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)步提升的重要行業(yè)，隨著我國煤礦行業(yè)的快速發(fā)展，在生產(chǎn)力不斷提高的情況下，為了滿足生產(chǎn)需求，煤礦采煤量在持續(xù)提高。高效持續(xù)運(yùn)輸效率的帶式輸送機(jī)受到各大煤礦運(yùn)輸企業(yè)的青睞。大功率、長距離形式的帶式輸送機(jī)在各大煤礦運(yùn)輸企業(yè)廣泛運(yùn)用，但由于種種原因，時有發(fā)生輸送帶撕裂斷帶的情況。因此，大型煤炭運(yùn)輸企業(yè)如何降低帶式輸送機(jī)撕帶斷帶率是首先應(yīng)該研究的問題。

目前國內(nèi)外常用的輸送帶撕裂檢測裝置包括物料泄漏檢測、弦線式裝置、超聲波檢測、棒型防撕裂裝置等，其中的一項(xiàng)主流技術(shù)為物料泄漏檢測技術(shù)，即在輸送帶承載皮帶下方安裝漏斗形狀的撕裂檢測裝置，當(dāng)膠帶發(fā)生撕裂時，有部分物料進(jìn)入斗內(nèi)而觸發(fā)連桿機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生撕裂信號而迫使流程停止。但該斗式結(jié)構(gòu)有自身的缺陷：接料匙彼此獨(dú)立，并且杠桿機(jī)構(gòu)容易卡死無法產(chǎn)生信號；斗內(nèi)進(jìn)入雜質(zhì)而產(chǎn)生假信號時，雜質(zhì)不容易清理；接料截面小，導(dǎo)致該裝置響應(yīng)慢；配重不可調(diào)節(jié)，感應(yīng)精度無法控制。

本文結(jié)合秦皇島港卸車系統(tǒng)帶式輸送機(jī)復(fù)雜作業(yè)工況，在原有撕裂檢測裝置的基礎(chǔ)上對斗體結(jié)構(gòu)、翻板結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化，研制一種適合復(fù)雜作業(yè)工況并且響應(yīng)迅速的撕裂檢測裝置。

1 輸送帶撕裂原因

帶式輸送機(jī)作為一種連續(xù)輸送裝備，在煤炭碼頭、礦石碼頭有著極為廣泛的應(yīng)用，但在使用過程中，由于物料中含雜質(zhì)較多，如金屬型材、車皮拉梁、硬質(zhì)石塊等，雜質(zhì)卡在某處并劃破輸送帶而造成輸送帶的刺穿撕裂事故時有發(fā)生，由于帶式輸送機(jī)高帶速、大流量的復(fù)雜作業(yè)工況，如不及時發(fā)現(xiàn)并停止流程，將會造成整條皮帶的撕裂，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，并造成企業(yè)直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。

2 原撕裂檢測裝置存在的問題分析

（1）撕裂檢測裝置接料開口尺寸為1210 mm×800 mm，上口邊緣距離皮帶安裝高度為120 mm，當(dāng)皮帶發(fā)生撕裂后，撒漏的煤需經(jīng)由120 mm 間隙逐漸進(jìn)入檢測裝置內(nèi)部（圖1）。當(dāng)進(jìn)入的物料質(zhì)量可以克服動作機(jī)構(gòu)杠桿阻力時，方可產(chǎn)生撕裂信號。該過程導(dǎo)致撕裂檢測裝置響應(yīng)慢，有可能在第一檢測周期無法產(chǎn)生撕裂信號，還需下一檢測周期繼續(xù)接料，方可產(chǎn)生撕裂信號，迫使流程停止。由于帶式輸送機(jī)高帶速、大流量等復(fù)雜的作業(yè)工況，并且撕裂故障一般由利器所致，在等待下一檢測周期的過程當(dāng)中，可能導(dǎo)致整條皮帶的撕裂，造成嚴(yán)重的機(jī)損事故，此時檢測裝置已失去工作意義。

圖1 原撕裂檢測裝置結(jié)構(gòu)

（2）撕裂檢測裝置的杠桿機(jī)構(gòu)底部兩個接煤板尺寸為115 mm×190 mm，接煤板四周有邊沿（圖2）。其配重和連桿機(jī)構(gòu)接近開關(guān)均在2 個接煤板中間，其空間太小，所以接煤板向下翻轉(zhuǎn)開口小，在運(yùn)行的過程中進(jìn)入物料、煤塊、煤泥等雜質(zhì)而產(chǎn)生誤信號時，非常不易清理，延誤生產(chǎn)。2 個接煤板轉(zhuǎn)軸點(diǎn)為靠近皮帶中心，接煤板外側(cè)向下翻轉(zhuǎn)，這樣靠近轉(zhuǎn)軸部位的積煤達(dá)不到一定重量時無法將配重鐵抬起，反應(yīng)速度太慢，翻轉(zhuǎn)不靈敏。

圖2 撕裂檢測裝置杠桿機(jī)構(gòu)原理

（3）由于惡劣的作業(yè)環(huán)境，致使鉸點(diǎn)位置被銹死或被煤泥封堵，導(dǎo)致連桿機(jī)構(gòu)無法動作或無法復(fù)位，失去了工作意義。

（4）防撕裂器的電器感應(yīng)部件（接近開關(guān)）安裝在2 個接煤板中間，皮帶機(jī)中心距皮帶機(jī)行架2.3 m，維修人員檢查維修時需要將整個上半身探進(jìn)上下皮帶中間才能工作，十分不便，同時存在較大安全隱患，尤其是對于夜班巡視工和夜班電工。

（5）配重?zé)o法調(diào)節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)誤信號。

3 新型撕裂檢測裝置設(shè)計

新型撕裂檢測裝置結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 新型撕裂檢測裝置

（1）將原防撕裂器上口800 mm 縱向平行于皮帶承載面，改為防撕裂器上口傾斜于皮帶承載面25°，當(dāng)皮帶發(fā)生撕裂后，撒漏的煤跟隨皮帶做拋物線運(yùn)動，以較大的流量進(jìn)入到翻板機(jī)構(gòu)上，從而迅速觸發(fā)杠桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生撕裂信號（圖4）。斜口式防撕裂斗體大大增加了接受物料的截面積，縮短了防撕裂裝置響應(yīng)時間，減少皮帶撕裂長度。

圖4 新型撕裂檢測裝置接料

（2）將2 個接煤板的2 個轉(zhuǎn)軸、兩連桿機(jī)構(gòu)，改為2 個接煤板同用一個軸的無連桿機(jī)構(gòu)，即將接煤板U 形框架與通軸焊接一體，通過軸與4 個帶孔耳板之間間隙形成鉸點(diǎn)。耳板與U 形框架之間裝有不銹鋼墊圈，防止鉸點(diǎn)卡死，接煤板上裝有可調(diào)配重螺栓（M12×150 mm 不銹鋼螺桿）實(shí)現(xiàn)對防撕裂裝置配重的控制，保證期工作的穩(wěn)定性（圖5）。將電氣檢測元件（接近開關(guān)）安裝位置改在防撕裂斗體側(cè)面，便于檢查、維護(hù)維修。

圖5 新型撕裂檢測裝置翻板機(jī)構(gòu)

（3）新型防撕裂裝置接煤板面積為210 mm（橫向）×260 mm（縱向），將防撕裂器接煤板轉(zhuǎn)軸安裝在斗體后方，兩個接煤板向兩外側(cè)翻轉(zhuǎn)，改為向前翻轉(zhuǎn)，當(dāng)皮帶撕裂后灑漏煤將拋到接煤板開口處，根據(jù)杠桿原理，只需較少重量的物料即可克服配重的阻力矩實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)動作，提高翻轉(zhuǎn)靈敏度，減少等待時間。

（4）在不減小接煤板強(qiáng)度的同時，將接煤板上邊沿改為下邊沿，并可實(shí)現(xiàn)28°的翻轉(zhuǎn)?？梢院芊奖愕卦谄C(jī)兩側(cè)走臺踏板上就可清理接煤板上的積煤等雜物，無需鉆入皮帶機(jī)中間。

（5）在接煤板配重上方、接近開關(guān)上方增加擋煤板，保證接煤板的靈敏度和接近開關(guān)的準(zhǔn)確率，并可保證元件清潔。

（6）將整體機(jī)構(gòu)用板料增厚提高強(qiáng)度，減小變形及損壞。

4 新型帶式輸送機(jī)防撕裂裝置的應(yīng)用及效果

新型帶式輸送機(jī)撕裂檢測裝置投入使用后，工作穩(wěn)定，達(dá)到了改造的預(yù)期效果（圖6）。

圖6 撕裂檢測裝置安裝

（1）結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快。一旦發(fā)生輸送帶撕裂時，能夠及時發(fā)出停機(jī)指令，避免造成嚴(yán)重的機(jī)損事故。

（2）誤信號率低。該新型撕裂檢測裝置安裝投入使用后，未出現(xiàn)過誤撕裂信號，減少了封點(diǎn)次數(shù)和頻率，保障了生產(chǎn)的連續(xù)性，同時保障了設(shè)備安全。

（3）日常維護(hù)方便。翻板結(jié)構(gòu)由向兩側(cè)翻轉(zhuǎn)改為同時向輸送帶速度方向翻轉(zhuǎn)，開度可達(dá)28°。將翻板上邊沿改為下邊沿，當(dāng)由于積煤、煤泥等進(jìn)入檢測裝置內(nèi)而產(chǎn)生誤信號時，皮帶機(jī)巡視工可迅速處理好誤信號并恢復(fù)生產(chǎn)。

該新型撕裂檢測裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝維護(hù)、響應(yīng)快、誤信號率低等特點(diǎn)，該項(xiàng)成果可直接推廣應(yīng)用于干散貨碼頭、電廠、礦山等帶式輸送設(shè)備領(lǐng)域，同時該項(xiàng)目的成功完成也為帶式輸送機(jī)撕裂檢測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了寶貴的參考價值。

5 結(jié)束語

針對原有撕裂檢測裝置的缺陷，對斗體部分進(jìn)行優(yōu)化，增大接料截面，將彼此獨(dú)立的接料匙與通軸連為一體，并采用可調(diào)配重螺桿實(shí)現(xiàn)檢測精度可控，接料匙可實(shí)現(xiàn)28°翻轉(zhuǎn)，方便清理接料匙上雜質(zhì)。通過本次改造，提高了輸送帶撕裂檢測精度和響應(yīng)速度，降低了假信號頻率，提高了生產(chǎn)效率。