斜井膠帶斷帶保護裝置及應用

仝富

斜井膠帶斷帶保護裝置及應用

仝富

介紹了用于煤礦井下膠帶運輸機的KHP-119型斷帶保護裝置的結構、工作原理、安裝及應用。關鍵詞 膠帶運輸機；斷帶保護；速度傳感器；壓帶偏心輪

隨著煤炭生產的發展，礦井生產機械化程度不斷提高，煤炭運輸量不斷增大，膠帶運輸機已成為煤礦井下運輸的主要設備。它結構簡單，在連續裝載條件下可實現連續運輸，運輸能力大。在生產中，膠帶長期運轉及各種意外因素的原因，斷帶事故時有發生。特別是作為提升用的斜井運輸機，傾角大，負荷大，一旦發生斷帶下滑和膠帶倒轉事故，就會摧毀機架，損壞設備，阻塞井筒，造成長時間停工，甚至人員傷亡，而且清理現場工作量大，后果極其嚴重。怎樣杜絕斷帶或在斷帶事故發生后能把損失控制在最小范圍，用最短時間恢復生產，成為研究的焦點。為此，大同煤礦集團公司為馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機安裝了KHP-119型斷帶保護裝置。

1 馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機技術參數

①膠帶機：全長 944 m；運量 900 t/h；帶速3.15 m/s；帶寬1 m；帶強，GX3000；提升斜面，16°；原驅動方式，調速型液力偶合器。

②驅動電動機：主電機功率400 kW，主電機數量3臺，電機額定電流47.3 A，供電電壓6 kV。

③其他：減速機減速比1∶35.5，主滾筒直徑1 430 mm。

2 斷帶保護裝置的主要結構及工作原理

KHP-119型斷帶保護裝置采用凸輪壓帶式，分左、右對稱兩部分，分別布置在膠帶兩側，根據智能測速控制裝置的命令由電磁控制機構控制，動作同步可靠、受力均勻。斷帶抓捕裝置執行機構設計為弧形紋面壓帶形式，體積小，抓捕力在設計規定范圍內隨著膠帶下滑力的變化而變化。

KHP-119型斷帶保護裝置采用機電一體化設計，主要由測速裝置、電磁控制機構、彈簧儲能裝置、機身、弧形紋面壓帶凸輪、控制連桿機構、限位裝置、電磁控制裝置等組成。結構形式為敞開式，不占用用戶的有效使用面積，在輸送機斷帶、失速（超速）時實施抓捕動作，并同時斷掉輸送機控制回路電源，發出聲光報警，抓捕動作同步可靠。該裝置的特點是體積小、結構緊湊，抓捕皮帶動作同步可靠，拉力大。它主要適用于膠帶跑偏量小、撕邊不嚴重，物料離膠帶邊緣有一定距離，工況較好的膠帶運輸系統，一般與敞開式結構膠帶輸送機失速、斷帶保護裝置配套使用于下皮帶。敞開式抓捕機構的特點是具有固定式抓捕機構的優點，且壓帶機構安裝在膠帶一旁可以防止機構刮物料，解決大塊物料等通過斷帶保護裝置時物料堵塞、堆積問題，能夠適應工況較差的膠帶運輸系統。敞開式結構斷帶抓捕機構主要用于上皮帶。

KHP-119型斷帶保護裝置的主要性能參數：電源，AC127 V；最大工作電流3.2 A，測速精度≤1%；最大抓捕拉力≥5 t(通用型)。

KHP-119型斷帶保護裝置的測速控制系統能較準確地檢測皮帶的運行方向及速度，然后根據此速度判斷皮帶是否超速或失速下滑。當速度傳感器檢測到膠帶斷帶或失速時，裝置發出抓捕指令，斷帶保護裝置的電磁閥動作，壓帶偏心輪轉動，皮帶受到偏心輪一個沿接觸面方向的摩擦力（摩擦力方向自左向右），同時皮帶受到偏心輪一個垂直于接觸面方向的壓力，這兩個力的合力構成偏心輪對皮帶的制動力。實驗得到單件偏心輪的制動力不小于39.2 kN實施抓捕，并發出報警，同時切斷輸送機控制回路電源。第45頁圖1為斷帶保護裝置抓捕受力圖。

3 斷帶保護裝置的安裝

圖1 斷帶保護裝置抓捕受力示意

馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機全長944 m，經計算上抓捕裝置需19對，下抓捕裝置需7對。根據實際情況，上抓捕裝置安裝了18對，留1對備用；下抓捕裝置初期安裝了3對，應用了7個月，在更換新膠帶時影響安裝將其拆下，經過分析下托輥間距為3.6 m，斷帶后不易下滑，故未安裝下抓捕器。

①在選定位置將連接支架1和連接支架2用U型螺栓、M16×45螺栓和M16×120螺栓對接固定在輸送機兩組托輥之間，并讓連接支架盡可能靠近兩組托輥中靠下的一組托輥，為速度傳感器留出安裝空間。

②將抓捕裝置 (左)和抓捕裝置 (右)用M16×45螺栓分別固定在連接支架上（注意敞開方向），調節安裝位置，保證皮帶下平面與抓捕裝置下壓板面平行，然后緊固螺栓。

③將智能測速控制儀用M8×35螺栓固定安裝在連接支架的同一側。

④將速度傳感器總成用M12×40螺栓固定安裝在連接支架的中間位置，并且保證安裝的方向與皮帶運行的方向一致。速度傳感器不宜安裝過密，2～3套斷帶保護裝置安裝1套速度傳感器即可。

電氣線路的連接：

①智能測速控制儀中1，2端接入AC127 V電源（見圖2），中間用127 V三相電源接線排過渡轉接（1，2端與127 V三相電源接線排已經連接，只須將電源線與127 V三相電源接線排相對應的另一端連接即可），注意切勿短路。

②3，4端與其中一側斷帶保護裝置的電磁閥連接，15，16端與另一側斷帶保護裝置的電磁閥連接。

③智能測速控制儀中一側5，6端與上一臺5，6端相接，另一側5，6端與下一臺5，6端相接，兩兩之間“5”端和“5”端相接，“6”端和“6”端相接，切勿接錯。

圖2 智能測速儀內部接線

④7，8，9端接入輸送機急停或控制回路中，確保斷帶保護裝置動作時切斷膠帶輸送機開關控制回路電源。

⑤10，11，12接速度傳感器：10接“+”，11接“S”，12接“-”，切勿接錯。

4 斷帶保護裝置的使用

2008年10 月在高山主斜井強力膠帶輸送機上安裝KHP-119型斷帶保護裝置。共安裝上抓捕器18套，特留出1套備用。該主井膠帶工況較差，刷邊嚴重，下抓捕器難以實施抓捕；同時下托輥間距為3.6 m，斷帶后不易下滑，沒有安裝下抓捕器。經歷7個月的運行，通過現場模擬膠帶下滑反向信號，證明其設計合理，動作可靠，各項功能均可以實現，對現場使用無影響，絕大部分部件狀況良好。一次在檢修皮帶時，由于逆止器注油過多，導致皮帶下滑，斷帶保護裝置成功實施抓捕，由此說明該斷帶保護裝置性能、質量、可靠性達預期目的。

5 存在問題

KHP-119型斷帶保護裝置的使用將會大大減少斷帶事件帶來的惡性事故，減少設備損失及人員傷害，提高經濟效益，是帶式輸送機的必備保護設施，社會效益顯著。存在問題是：在控制室內不能夠觀察到抓捕器的工作狀態，比如有的抓捕器轉臂受大的物料撞擊而發生動作的現象就不能夠及時反映出來。對于此問題我們已經開始研究，不久將可得到解決。

Inclined Tape Belt Protection Device and its Application

Tong Fu

This article introduced the structure,working principles,installation and application of the KHP-119 belt protection devices,which is used in coal mine belt conveyor.

belt conveyor;belt protection;speed sensor;eccentric wheel

TD55+1

A

1000-4866（2010）03-0044-02

2010-06-16

仝富，男，1957年出生，山西礦業學院（工業自動化專業）畢業，現在大同煤礦集團公司技術中心工作，工程師。

修回日期：2010-07-08