皮帶機綜合保護裝置的應(yīng)用及改進探究

岳俊

摘 要：在《煤炭安全規(guī)程》中明確規(guī)定，煤礦井下所用皮帶機一定要安裝綜合保護裝置，通過這些裝置確保煤礦井下生產(chǎn)的安全性。但是從實況來看，一些保護裝置不僅無法發(fā)揮保護作用，甚至還會影響生產(chǎn)，因此探究裝置的應(yīng)用及改進具有重要價值。本文闡述皮帶機綜合裝置原理及組成，探究裝置的改進措施。

關(guān)鍵詞：皮帶機；綜合保護裝置；改進

中圖分類號： TH22 文獻標(biāo)識碼：A

0.前言

為了確保安全，許多煤礦井下都采用多種型號皮帶保護裝置，這些裝置的作用與原理基本上相同，具有超溫、低速、撕帶、降低緊張力等各種保護以及自動灑水和防跑偏裝置，對確保安全生產(chǎn)具有重要作用。因此，探究綜合保護裝置的應(yīng)用及改進具有實用價值。

1.皮帶機綜合保護裝置原理及組成

要探討綜合保護裝置的應(yīng)用及改進，就必須要明確該保護裝置的工作原理及組成，只有在此基礎(chǔ)上探討應(yīng)用及改進才具有實用價值。

1.1 皮帶綜合保護裝置的原理

ZBK型綜合保護裝置屬于一種礦用防爆產(chǎn)品，主要使用在煤礦井下皮帶運輸機的綜合保護和電氣控制系統(tǒng)。因該設(shè)備具有實用簡便、智能化程度高、安裝操作簡單及易學(xué)易用等各種特征，能夠適用在固定式或者可伸縮式的傳輸機器上，實現(xiàn)功率平衡、軟起動、自動張緊等各種復(fù)雜控制與綜合保護要求，綜合保護裝置不但能夠?qū)崿F(xiàn)單機控制，還能夠傳輸數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)形成組網(wǎng)，實現(xiàn)大范圍集中監(jiān)控功能。因此這種裝置近些年被煤礦井下生產(chǎn)大量應(yīng)用。

對于電控系統(tǒng)保護裝置主要分成自動方式、手動方式及遙控方式。其中手動方式就是設(shè)備開停均需要由轉(zhuǎn)換開關(guān)接點控制，但是控制器僅僅參與到信號的顯示與檢測。遙控方式和自動方式：首先裝置中各類傳感器檢測膠帶機的實時狀態(tài)，并且把這些信息傳送到控制器的內(nèi)部，通過控制器判斷，按照操作人員所輸入要求，再依照內(nèi)部設(shè)定的相關(guān)程序邏輯，控制傳遞出的預(yù)告信號，控制有關(guān)電機的啟動和停止。

1.2 綜合保護裝置的組成

綜合保護裝置主要是由PLC、磁力起動器、電源變換箱、輸送機保護傳感器以及信號聯(lián)絡(luò)裝置等各種設(shè)備共同組成。主要功能有：

（1）控制器是綜合保護裝置的控制核心，整個運輸系統(tǒng)的設(shè)備控制、信號檢測、狀態(tài)顯示、操作功能以及故障報警均由該控制器完成。

（2）電源變換箱，該設(shè)備屬于控制器的一個重要關(guān)聯(lián)設(shè)備，就是為控制器提供本安電源，實現(xiàn)隔爆信號和本安信號的互相轉(zhuǎn)換，幫助控制器接收隔爆電器和控制隔爆電器的信號。

（3）光電速度傳感器，主要是監(jiān)測膠帶運行速度，同時輸出和膠帶速度相對應(yīng)的頻率信號（頻率為0～1000Hz），并將這個信號傳遞給控制器，分析判斷膠帶有沒有斷帶或者打滑，從而實現(xiàn)了斷帶或者打滑保護功能。

（4）拉繩急停閉鎖開關(guān)；這個設(shè)備主要分布到膠帶機的沿線，兩側(cè)配上覆塑的鋼絲繩，當(dāng)膠帶機一旦發(fā)生故障就會實現(xiàn)閉鎖并急停膠帶機。而且拉繩急停閉鎖開光還能夠用作分線盒，可將沿線跑偏開關(guān)及縱撕傳感器等連接到就近拉繩急停閉鎖開光中。拉繩急停閉鎖開關(guān)使用新型的接插件，從而實現(xiàn)了互問接插式連接，簡便可靠。

（5）跑偏開關(guān)；主要用來監(jiān)測膠帶發(fā)生跑偏故障，跑偏開關(guān)可連接到就近拉繩急停的閉鎖開關(guān)中。

（6）物料探測傳感器；這個設(shè)備安裝到機頭的落煤口處，用來監(jiān)測膠帶機的機頭落煤口有沒有發(fā)生堵煤現(xiàn)象，從而對堆煤進行保護。

3.綜合保護裝置的應(yīng)用及改進

3.1 堆煤保護

（1）該設(shè)備采用電極式的探頭，探頭和堆煤接觸時必然會降低煤電阻，當(dāng)電阻低于1MΩ時就會延時1s～3s，從而發(fā)生故障而保護停車。

（2）使用行程觸點式的煤位探頭，當(dāng)探頭和堆煤接觸偏轉(zhuǎn)大約150時，啟動保護動作，從而實現(xiàn)保護停車，這種保護裝置應(yīng)用非常普遍。

3.2 速度保護

速度保護傳感器安裝位置大多在導(dǎo)向滾筒一側(cè)，傳感器與磁鋼之間的安裝距離控制在30ran～60ran最佳。通電1s～2s后紅燈亮，此時不影響起車，而起車數(shù)秒后就應(yīng)該自動熄滅而呈檢測狀態(tài)。皮帶運輸機運動時，當(dāng)動滾筒的轉(zhuǎn)速不超過額定轉(zhuǎn)速50%，通過5s～10s延時后，速度保護啟動，就會自動切斷皮帶機的電源，而且發(fā)生低速故障報警信號時還會延時保持大約1s～3s。

3.3 跑偏保護

如果跑偏傳感器導(dǎo)桿和中心線偏離15°±5°時，經(jīng)過10s～30s的延時，從而達到跑偏故障保護。輸送機常常發(fā)生輸送帶跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致膠帶邊緣和機架互相摩擦，從而損壞膠帶邊緣。如果跑偏比較嚴重，膠帶在托輥邊緣或機架縱向發(fā)生撕裂。近些年來，從實際生產(chǎn)需求及逐年總結(jié)基礎(chǔ)上，要采取相應(yīng)措施防治跑偏和防撕裂的措施，保障輸送機正常運轉(zhuǎn)。其改進做法為：設(shè)計、制作跑偏的托輥裝置；事實上輸送帶跑偏是導(dǎo)致膠帶刷邊的根本原因，因此就應(yīng)該將防跑偏裝置加裝到機架上，最好是每間隔10架就夾裝兩個，確保跑偏膠帶能夠自動糾正，這種方法不但操作簡單而且效果好。

3.4 煙霧保護

當(dāng)出現(xiàn)煙霧，傳感器就會將這個信號傳送到主機，立即啟動煙霧保護，自動切斷皮帶機的電源，可以監(jiān)控皮帶機因為皮帶距離摩擦等造成火災(zāi)以及環(huán)境污染。但是如果采煤使用炮采，皮帶在回風(fēng)巷中運轉(zhuǎn)，因此放炮后就會有炮煙通過，同樣會造成煙霧保護出現(xiàn)頻繁誤動作，從而影響正常運轉(zhuǎn)。考慮到摩擦必定會升溫，因此就可以串接溫度保護裝置，兩種保護同時啟動時，保護器才會啟動；當(dāng)然也可對煙霧感應(yīng)器適當(dāng)改進，讓該設(shè)備能夠識別煙霧濃度，只有煙霧達到相應(yīng)濃度時才啟動。

3.5 溫度保護

溫度傳感器設(shè)定一個標(biāo)準(zhǔn)溫度，一旦監(jiān)測點溫度超過這個溫度值，溫度保護裝置就會立即啟動溫度故障保護，開啟自動灑水裝置動作。當(dāng)然其安裝位置要依據(jù)保護對象確定，可以監(jiān)控皮帶機軸承的溫度，也可以監(jiān)控其他部件及周圍緩解的溫度。

3.6 撕帶保護

現(xiàn)在使用托輥絕大部分都是端面與托輥表面形成直角形，這個直角非常鋒利，如果托輥轉(zhuǎn)動不靈活但膠帶上有貨物，在重點影響下皮帶必定會彎曲，托輥邊緣猶如一把刀嵌入到皮帶中，將膠帶縱向撕開。因此要解決這個問題，就必須要改進裝置，可以將直角形設(shè)計成圓弧形，采用這種形狀的托輥，即便輸送帶上的載荷較大，膠帶在重力下形成彎曲，也不會影響運輸帶，這種方法有效解決膠帶被縱向撕裂。該保護裝置處于皮帶機頭上皮帶的底部，如果皮帶發(fā)生縱向撕裂，在100cm2面積上漏上200g物料，該保護裝置就會立即停車，從而實現(xiàn)保護功能。但是皮帶發(fā)生跑偏漏煤就易發(fā)生保護誤動作，因此應(yīng)該和機頭防跑偏裝置聯(lián)合使用，防止因誤動作影響運行。可以改裝成紅外線，各類故障均有不同指示，一旦啟動就會發(fā)生語音報警。保護后都能夠處于故障自鎖狀態(tài)，同時發(fā)出相應(yīng)語音報警聲。當(dāng)然主機內(nèi)的芯板有許多電子元件，極易受潮，加之皮帶機道空氣濕度比較大，因此主機要具有良好的密封性。但是從所用綜合保護裝置來看，主機外殼結(jié)合面及控制按鈕間隙均無法滿足此要求，因此就應(yīng)該在各個結(jié)合面加上密封膠墊，按鈕最好采用觸摸式，有效提高密封性能。

參考文獻

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