大型管狀皮帶機糾偏保護裝置優化設計

葉江平

秦皇島港股份有限公司雜貨港務分公司

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大型管狀皮帶機糾偏保護裝置優化設計

葉江平

秦皇島港股份有限公司雜貨港務分公司

針對大型管狀皮帶機跑偏翻轉問題，結合作業現場實際情況，分析了其跑偏的原因，提出了多種控制管狀皮帶跑偏的有效措施，提高了皮帶機運行的穩定性，保障裝車系統的順利進行，延長了皮帶使用壽命。

管狀皮帶機； 翻轉疊加； 糾偏處理； 保護裝置

1 引言

某設備整體已運行十余年，處于老化期、故障高發期。裝車線為單線作業，線上任何一環節設備出現故障都將造成停產。BG2管狀皮帶機屬于裝車線的皮帶機之一，單程共計2.15 km，皮帶長度為4 300 m，屬于大型管狀皮帶機，位于4號轉接塔和5號轉接塔之間。近年來BG2管狀皮帶機運行不太穩定，有時出現翻轉情況，主要集中在4號轉接塔附近回程段及5號轉接塔承載展開口段。

2 故障原因分析

(1)BG2皮帶機沿線太長，多處存在拐彎、上坡、下坡地段，易造成管狀皮帶扭轉現象。

(2)皮帶過長，不能整體進行更換。現有運行皮帶由于多次更換、跨越時間較長、接頭多、且皮帶

孫遠韜: 200000，上海市嘉定區曹安公路4800號

生產廠家不同等造成各段皮帶韌性、張緊力等重要參數不一致，易造成階段性的扭轉。

(3)皮帶機運行速度較快(3 m/s)，兩側展開口較短，運行過程中皮帶翻轉跳出則直接卷入滾筒，調整維修時間較長。

(4)皮帶機運行10年以上，皮帶機機架、托輥架、滾筒等安裝精度出現變化。

故障處理過程需投入大量人力，利用手拉葫蘆進行翻轉處理，工期3天左右，費時費力，嚴重影響生產作業，同時皮帶損傷嚴重，縮短了皮帶使用壽命。

3 皮帶糾偏、優化保護裝置方案

為了保障裝車系統順利進行，提高BG2皮帶機運行的穩定性，通過現場實際觀察研究及理論受力計算分析，主要從以下幾個方面進行創新改進：

(1)添加皮帶糾偏裝置，防止皮帶繼續跑偏翻轉進入滾筒。

(2)全新設計制作管狀皮帶機跑偏限位結構裝置，當皮帶跑偏達到一定程度時及時反饋停止流程，進行處理。

(3)優化裝車系統控制流程，BG2皮帶機運行速度反饋不穩定時及時停止流程，查看故障。

(4)控制BG2管狀皮帶機物料的均勻性及連續性，如：改進分料器結構；管狀皮帶機之前的落料口加裝料斗設計，改造下料口，使其下料量可調。

4 方案實施過程

4.1 添加糾偏裝置

4.1.1 4號轉接塔回程展開段

經多次調整試驗，在回程段的合理位置(下方必須有托輥支撐，形成合力)連續添加3組反壓托輥，使之能夠有效地抑制4號管狀皮帶回程段跑偏跳出疊加進入滾筒(見圖1)。

注：圖中標注的托輥架為新添的調偏反壓托輥

4.1.2 5號轉接塔展開口段

翻轉調整過程中，5號轉接塔展開段大多數翻轉都是因為物料快到展開口時皮帶張緊力反差比較大，皮帶從左側皮帶跳出疊加。為此，在展開口前合理位置右側添加撐開炮彈托，給其一個反作用力，防止皮帶跳出；在入滾筒前，添加反壓炮彈托，防止皮帶疊加(見圖2)。

圖2 5號轉接塔展開口段改造

4.2 改進皮帶跑偏限位結構

管狀皮帶機運行中跑偏開關位置難以選擇。跑偏開關安裝位置與皮帶過近，當皮帶有輕微跑偏就會觸動跑偏棒，使跑偏開關發出信號，造成不必要的停機；跑偏開關安裝位置與皮帶機過遠，當皮帶出現較嚴重跑偏時，皮帶在展開口處瞬間彈出展開口，輸送帶碰觸不到跑偏開關，導致皮帶嚴重翻轉，必須動用大量人力與時間才能恢復正常。在皮帶跑偏嚴重時，由于皮帶的老化程度不同，每次皮帶翻轉的軌跡都不同，因此常規的跑偏開關結構很難確定合理的安裝位置。

經過多次試驗，將4號轉接塔回程段跑偏開關添加到轉接塔內入滾筒前3 m左右處，能夠起到有效作用；5號轉接塔展開段采用普通跑偏結構形式,無論安裝在展開段任何地方均無法取得相應的效果(見圖3)，因此決定改變其結構形式。

1.管狀皮帶展開段 2.跑偏棒(皮帶跑偏時碰觸跑偏棒，信號反饋流停止) 3.跑偏限位開關 4.皮帶上部橫梁 5.固定架

新的防跑偏裝置(見圖4)利用了原有的炮彈輥裝置。在原鋼結構上加裝了橫梁和支座，增加了一組炮彈輥，將固定的炮彈輥改為以一個支點為定點的自由擺動裝置。皮帶正常運行時炮彈輥隨皮帶運行轉動，當皮帶跑偏扭轉時，炮彈輥可以隨皮帶邊緣的扭轉升降而擺動。由于防跑偏的炮彈輥安裝位置較其他的高出5 cm，所以當皮帶跑偏到馬上扭轉時它最先從皮帶跑出來，變成垂直狀態，這時候上部的檢測開關脫開，皮帶出現跑偏故障停止運行。

1.管狀皮帶展開段 2.炮彈托 3.炮彈托底座 4.圓柱銷(實現炮彈托底座任意角度旋轉) 5.限位擋板 6-7.串聯限位(任意限位燈不亮時流程停止)

改造后，將原有跑偏開關去除，僅保留原信號線路，將2個型號為圖爾克Ni15-M30-AP6X的接近開關與原跑偏信號線路連接后，安裝在防翻轉炮彈托輥的附近，并將接近開關等限位擋板與防翻轉炮彈托輥焊接在一起。皮帶機正常運行時,接近開關的常開觸點處于閉合狀態，PLC得到反饋信號，保持皮帶機正常運行；當BG-2皮帶機將要出現翻轉故障時，皮帶機首先彈開防翻轉炮彈托輥，使限位擋板無法晃到接近開關，觸點由閉合狀態變成打開狀態，無法向PLC發出反饋信號，此時PLC發出故障信號，使皮帶機停止運行，防止皮帶機的進一步翻轉。

同時兩側跑偏線路串聯在一起，只要出現一側限位擋板晃不著接近開關，反饋信號都無法發出。改進后，運行效果很好，在管帶機嚴重跑偏時，都能及時地報故障停機，避免發生更嚴重的故障。

4.3 優化裝車系統流程

BG-2皮帶機由赫格隆液壓站進行驅動，在運行過程中出現不停機的故障報警時，BG-2皮帶機不會停止運行，但其運行速度會降低，而此時BG-2皮帶機后面的BQJ皮帶機、BQ皮帶機、取料機仍然處于正常運行狀態，物料按原有流量進入BG-2皮帶機中，造成BG-2皮帶機的部分位置物料過多；在BG-2皮帶機的故障報警恢復后，BG-2皮帶機以正常速度接收物料，此時BG-2皮帶機出現物料分布極為不均勻的現象。BG-2皮帶機存儲物料過多的部分在運行中容易出現翻轉現象。為了防止出現此類情況，編寫控制程序，當BG-2皮帶機的運行速度在非正常情況下下降到設定值以下一段時間后，停止BG-2皮帶機后面的BQJ皮帶機、BQ皮帶機、取料機，防止BG-2皮帶機翻轉。

4.4 改進落料口及分料器結構

要求取料機司機盡量控制取料的均勻性，同時調整裝車線各皮帶機分料器與皮帶機之間的間隙，調整物料的均勻性，嚴格控制BG2皮帶機與分料器的間隙。為避免出現分料器刮蹭皮帶，分料器的下端改為厚狀膠皮，即使皮帶跑偏與分料器接觸也為軟接觸，不會損傷皮帶。為了保障分料器的分料效果，厚狀膠皮不宜過寬，以免影響分料器的剛度。

根據BG2皮帶機的運行速度適度調整溜筒落料口大小，使物料均勻通過，局部輸送料量較大時能夠起到緩沖的作用，避免因大料頭的出現而引發漲管現象。

5 結語

通過以上措施進行優化改進后，4號轉接塔回程段再無出現皮帶翻轉而影響生產作業的情況，5號轉接塔展開段由于設計安裝了新型跑偏結構，皮帶輕微跑偏時能夠及時反饋，進行簡單處理，無嚴重翻轉現象，大大提高了裝車過程中BG2皮帶機運行的穩定性，保障裝車系統的順利進行，同時減少了皮帶損傷，延長了皮帶使用壽命。

葉江平： 066000，河北秦皇島海港區建設大街東段9號

收稿日期： 2016-08-25

DOI： 10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.002

The Optimal Design of the Correct Protection Device of Large Tubular Belt Conveyor

Ye Jiangping

General Cargo Branch of Qinhuangdao Port Co. Ltd.

According to the problem of the belt deviation and turnovers of large tubular belt conveyor, combining the actual situation of the operation site, various reasons of the belt deviation are analyzed, a variety of effective measures to control the tubular belt deviation is proposed and the stability of belt conveyor is increased. The device ensures the smooth running of the load system and the belt service life is prolonged.

tubular belt conveyor; filp superposition; correction; protection device

2016-07-12

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.001