一種新型礦用刮板機電氣保護

摘 要：刮板機是礦類工廠輸送礦物的重要運輸設備，一旦刮板機出現故障，輕則導致設備停機，重則導致工廠停產數周，因此，行之有效的刮板機保護意義重大。刮板機斷鏈和斜鏈是引發刮板機事故的主要原因之一，可靠的刮板機電氣保護，是防止刮板機出現斷鏈和斜鏈后，故障進一步擴大的關鍵所在。現有的刮板機電氣保護，由于存在中間機械機構，機構不穩定，易出現機構故障和誤動作。本文涉及一種新型刮板機電氣保護，經神華寧夏煤業集團有限責任公司寧東洗煤廠XX分廠實際使用驗證，效果極好，誤動作次數幾乎為零。

關鍵詞：刮板機；斷鏈；斜鏈；電氣保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.092

1 引言

刮板機是輸送礦物的重要設備，如果刮板機出現故障會引起工廠停機、停產。在刮板機工作過程，由于礦石的體積、重量和硬度都較大，加之礦石本身存在較多的雜質和在開采的過程中會混入一些鐵器和木頭，使刮板機的工作環境非常惡劣，一旦出現較小的故障，如若不立刻停機都可能誘發不可挽回更嚴重的故障。刮板機大部分故障出現的初期，都伴隨著刮板機鏈條的斷裂或傾斜；如何在刮板機出現斷鏈和斜鏈時，既是故障即將發生的萌芽時刻，檢測到刮板機斷鏈和斜鏈并立即停機，是防止刮板機故障進一步擴大的關鍵。本文涉及一種新型刮板機電氣保護，經實際應用驗證效果較好。

2 刮板機電氣保護工作原理

（1）刮板機斷鏈保護。刮板機斷鏈保護基本工作原理如圖1所示，利用電磁式接近開關來檢測刮板機的刮板條，且刮板機的刮板條是均勻分布的，所以在刮板機正常運行時，電磁式接近開關所檢測到的開關信號頻率是一定的，假設該開關信號的頻率為f，把開斷頻率采集器的頻率設置為f±x，其中x為頻率誤差（根據具體情況設定）；如果開斷頻率采集器采集的數據在f±x的范圍內，刮板機將正常運行；如果開斷頻率采集器采集的數據不在f±x的范圍內，PLC將輸出開斷信號令刮板機立即停機。

（2）刮板機斜鏈保護。刮板機斜鏈保護基本工作原理如圖二所示，斜鏈保護需要2個電磁式接近開關采集頻率信號（原理同前面斷鏈保護），假設1號開斷頻率采集器采集的頻率為f1，假設2號開斷頻率采集器采集的頻率為f2，假設f1-f2=x；在刮板機沒有出現斜鏈時，理想情況下f1=f2，即f1-f2=0，但是實際情況下有一定的誤差，所以可以設定f1-f2=x（x為誤差）為刮板機未出現斜鏈的正常工作；當f1-f2≤x時，PLC判定刮板機未出現斜鏈，刮板機正常運行；當f1-f2≥x時，PLC判定刮板機出現斜鏈故障，并發出開斷信號令刮板機立刻停機。

3 新型刮板機電氣保護與一般刮板機電氣保護的比較

（1）刮板機誤動作原因分析。一般刮板機的電氣保護結構如圖三所示，新型刮板機電氣保護結構如圖四所示；從圖3和圖4可以看出，兩者的區別在于新型刮板機的電氣保護省去了中間的機械傳動機構，正是由于中間機械傳動機構的存在，一般刮板機電氣保護極易出現機構故障和誤動作，導致設備停機工廠停產，具體原因分析如下：

1）中間機械結構故障。一般的刮板機電氣保護的中間機械結構在正常運行時，是隨著刮板機的運行而在不斷的快速運動的，由于運動的速度和頻率較快，我們嘗試了很多不同結構材質的中間機械結構，效果都不好，還是經常出現中間機械結構故障，導致電氣保護的誤動作，導致設備停機工廠停產；經實踐證明在刮板機保護誤動作的原因里，由機械結構導致的占一半以上。

2）中間機械結構導致頻率采集誤差較大。在頻率采集的過程中，由于中間機械機構的存在，由中間機械機構不可避免的會產生一定的誤差，如果誤差超出了設定的頻率范圍，刮板機電氣保護就會出現誤動作，導致設備停機工廠停產；經實踐證明機械機構導致的測量誤差也是刮板機保護誤動作的主要原因之一。

一般的刮板機的電氣保護都是通過中間機構把信號傳給限位開關的（如圖3所示），新型刮板機電氣保護（如圖4、圖5所示），沒有了中間的傳動機構，這樣限位開關可直接檢測頻率信號，優點有3個，一是避免了中間機械結構故障的誤動作，二是避免了中間機械結構導致的測量誤而出現的誤動作.；所以新型刮板機的電氣保護穩定性和靈敏性非常好，不容易出現誤動作，從而減輕了刮板機電氣保護的維修率，提高了工廠刮板機運行的穩定性。總之，新型刮板機電氣保護是經實踐證明的一種更加實用的刮板機電氣電氣保護。

（2）新型刮板機使用注意事項。1）一般的刮板機電氣保護是通過中間機構的擺動來接收信號的，每過一個刮板，中間機構就可以來回擺動，限位開關可以得到多個信號，而新型刮板機電氣保護，每過一個刮板限位開關只得到一個信號。由于刮板機剛啟動時，速度比較慢，改造后的限位開關可能會長時間接收不到信號，如圖五所示，當限位開關剛好在1號刮板的后面（也就是說啟車時，限位開關剛好接收不到1號刮板的信號），那么從1號刮板的后面到3號刮板的前面限位開關只接收一個信號，PLC就會誤認為斷鏈了，就會出現刮板機啟動不了的現象；這就需要在程序中加一個延時，讓電氣保護延時投入（大概3s即可）；一旦刮板機運行起來，兩者接收信號的個數就一樣了，因為刮板機的運行速度比較快，不等中間機構來回擺動，下一個刮板已經到了，一般的擺動式的電氣保護也變成一個信號了。2）因為新型刮板機的限位開關在刮板機里面，離刮板比較近，限位開關可能會被煤撞壞，解決方法是：在限位開關的前面安裝一個比限位開關還低的槽鋼，用來擋煤從而保護限位開關。最后注意刮板機里面水分可能比較大，要注意密封防水。

4 結論

由于新型刮板機電氣保護沒有了中間的傳動機構，一是避免了中間機械結構故障的誤動作，二是避免了中間機械結構導致的測量誤而出現的誤動作；電氣保護的穩定性和靈敏性都得到了大幅度的提高，基本不出現誤動作，從而減輕了刮板機電氣保護的維修率，提高了工廠刮板機運行的穩定性。經實踐證明效果較好，總之，新型刮板機電氣保護是經實踐證明的一種更加實用的刮板機電氣電氣保護。

參考文獻：

[1]趙耘.礦用刮板機斷鏈事故分析與預防[J].煤礦機械，2002（06）.

[2]湯政，劉征，葛德武.刮板機常見故障分析與處理方法研究[J].山東省煤田地質局第一機械廠，2011（16）.