非接觸式膠帶機跑偏保護裝置在錦界選煤廠的應用

艾熙昭

摘要：帶式輸送機的安全運轉對煤礦生產非常重要。輸送帶跑偏是帶式輸送機運轉過程中最常見的故障，針對錦界選煤廠現有膠帶機跑偏保護裝置的缺陷，設計研制了一種膠帶機非接觸跑偏保護裝置，由控制單元、報警器、緊急停車裝置和檢測裝置組成，控制單元根據檢測單元的檢測結果輸出報警信號或緊急停車信號。該保護裝置結構簡單，運行穩定，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環境中，在錦界選煤廠的應用中顯示了較強的實用價值和推廣價值。

Abstract： Safe operation of belt conveyor is very important for coal mine production. Belt conveyor running deviation is the most common fault in belt conveyor operation process. For defects in the existing running-away protection device of JINJIE Coal Preparation Plant， a kind of non-contact run partial protection device is developed， which is composed of a control unit， alarm， emergency stop device and detection device， and the control unit outputs an alarm signal or emergency stop signal according to test result of pick-up unit. The protective device is simple in structure and stable in operation， especially suitable for wet and corrosive working environment.

關鍵詞：膠帶機；跑偏保護；非接觸；選煤廠

Key words： belt conveyor；run partial protection；non-contact；coal preparation plant

中圖分類號：TD528 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）33-0240-02

0 引言

帶式輸送機廣泛應用于各種大型工業領域[1-3]。在煤礦運營生產過程中， 帶式輸送機是必不可少的主要運輸設備之一， 它的安全運轉對煤礦生產非常重要。帶式輸送機的輸送帶跑偏是其運轉過程中最常見的故障之一，約有30%以上的輸送帶損壞和報廢是因為輸送帶跑偏導致。跑偏量過大會造成輸送帶邊緣磨損甚至撕裂、輸送帶局部或全線撒料，影響和縮短輸送帶的使用壽命[4，5]，因此，為了實時監測膠帶輸送機帶面運行情況，膠帶機在生產安裝時必須按照膠帶機安裝標準配置相對應的帶面跑偏保護裝置，一旦跑偏位移觸動保護裝置即可報警停車采取糾偏措施[6-8]。因此，帶面保護裝置的有效和高效運行對提高選煤廠經濟效益具有重要意義。

錦界選煤廠現階段采用型號為KG1007A-2接觸式跑偏保護裝置，膠帶正常運行時，跑偏開關的探桿與膠帶基本垂直。當膠帶跑偏時，膠帶碰到跑偏開關的探桿，并帶動探桿軸旋轉，當探桿偏轉到動作角度時，使其內部的行程開關動作，發出跑偏信號。但在實際運行中頻繁出現監測探桿易磨損、機構易損壞等情況，需要耗費大量的人力、物力去維護KG1007A-2接觸式跑偏保護裝置，盡管如此，仍然出現現場作業人員因檢查、維護不到位，因跑偏保護裝置失靈而引發的膠帶機跑偏故障。

鑒于此，本文研制了一種故障率極低的非接觸式的膠帶機跑偏保護裝置，并應用于錦界選煤廠生產實際中，取得良好效果。

1 非接觸式膠帶機跑偏保護裝置的研制

針對錦界選煤廠膠帶機跑偏保護現有技術中存在的問題，研制了一種膠帶機非接觸跑偏保護裝置，利用光電開關紅外檢測原理及自制可調式支架組裝而成的一種故障率極低的非接觸式的膠帶機跑偏保護裝置，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環境。

1.1 非接觸式跑偏裝置構造

接觸式膠帶機跑偏裝置結構示意圖如圖1所示，包括兩組結構相同的檢測裝置，兩組檢測裝置對稱設置在膠帶機的兩側，檢測裝置包括基礎支座、垂直調節支架、水平調節支架、光電開關1、光電開關2和控制單元。基礎支座通過螺栓固定安裝在膠帶機的機架上，垂直調節支架為L型結構，垂直調節支架的豎直端與基礎支座連接，垂直調節支架的水平端位于垂直端的上端，通過調整垂直調節支架與基礎支座的連接位置，用于調節光電開關1和光電開關2的高度位置；光電開關1和光電開關2平行安裝在水平調節支架上，水平調節支架與垂直調節支架的水平端連接，通過調整水平調節支架與調整垂直調節支架的連接位置，用于調整光電開關1和光電開關2的水平位置。光電開關1和光電開關2分別檢測膠帶機帶面的輕偏移狀態與重偏移狀態，光電開關1和光電開關2與控制單元連接。

1.2 非接觸式跑偏裝置工作方式

非接觸式跑偏裝置控制單元為PLC控制器。控制單元還連接有報警器和緊急停車裝置，當帶面處于輕微跑偏狀態時，控制單元執行報警功能，當帶面處于嚴重跑偏狀態時，控制單元執行緊急停車功能。

當帶面偏移出托輥外邊緣50mm時，即帶面輕偏移狀態，光電開關1輸出檢測信號至控制單元，控制單元輸出報警信號至報警器，報警器報警；當帶面偏移出托輥外邊緣100mm時，即帶面重偏移狀態，光電開關2輸出檢測信號至控制單元，控制單元輸出停車信號至緊急停車裝置，實現膠帶機的緊急停車。光電開關1和光電開關2均為漫反射光電開關，檢測量程為20cm。

安裝時，光電開關1和光電開關2的檢測方向與平行相鄰托輥組形成平面垂直。當帶面跑出托輥外邊緣50mm時輕跑偏保護光電開關動作給PLC一個返回信號通過RSLINK通訊給上位機RSVIEW32程序報警提示功能，帶面跑出托輥外邊緣100mm時光電開關動作給PLC一個返回信號通過RSLINK通訊給上位機RSVIEW32程序緊急停車功能。

2 非接觸式膠帶機跑偏保護裝置在錦界選煤廠的應用

2.1 非接觸式膠帶機跑偏保護裝置的安裝

圖2所示為非接觸式膠帶機跑偏保護裝置安裝效果，基礎支座采用螺栓垂直固定在膠帶機兩側的機架上，安裝時必須保證兩側的基礎支座所形成的平面與膠帶機的帶面位于正交的狀態。

基礎支座上沿垂直方向等間距設置有多個螺栓孔，垂直調節支架的豎直端通過螺栓與基礎支座的螺栓孔連接，垂直調節支架通過與不同高度的螺栓孔連接，實現光電開關1和光電開關2高度位置調節；同時安裝時必須保證兩側基礎支座所形成的平面與兩側垂直調節支架所形成的平面處于平行的狀態且垂直方向有足夠的調整余量。

垂直調節支架的水平端等間距設置有多個螺栓孔，水平調節支架通過螺栓固定在垂直調節支架的水平端上，通過調整水平調節支架與不同的螺孔連接，實現光電開關1和光電開關2水平位置的調節；安裝時必須保證兩側水平調節支架所形成的平面與兩側垂直調節支架所形成的平面處于平行的狀態且水平方向有足夠的調整余量。

2.2 非接觸式膠帶機跑偏保護裝置的應用效果

非接觸式膠帶機跑偏保護裝置作為輸送機的重要保護裝置，靈敏可靠的跑偏保護裝置對于延長膠帶機帶面的使用壽命相當重要，及時發現設備異常，即時進行維修糾偏，在保證安全生產的同時，可有效提高選煤廠經濟效益和社會效益。以神東公司錦界選煤廠為例 ，該廠維護 17部帶式輸送機，帶長超過 4km，單價按 200元/m計算，合計 80萬元，正常運轉不跑偏的新輸送帶能用4～6年，則平均每年材料費約 13萬元；而跑偏帶最大壽命為1～2年， 每年的材料費則為80萬元 。因此靈敏可靠的監測輸送帶運行情況，僅材料費一項，每年可節約資金 67萬元，而且可以降低維護工作量，減少維護人員，節省維護檢修費用。

3 結語

針對錦界選煤廠現有膠帶機跑偏保護裝置的缺陷，設計研制了一種膠帶機非接觸跑偏保護裝置，包括控制單元、報警器、緊急停車裝置和兩個對稱設置在膠帶機兩側的檢測裝置，控制單元根據檢測單元的檢測結果輸出報警信號或緊急停車信號。該保護裝置結構簡單，運行穩定，特別適用于潮濕、有腐蝕性的工作環境中，在錦界選煤廠的應用中顯示了較強的實用價值和推廣價值。

參考文獻：

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[2]劉文亮，張曉偉，董秋艷.連續皮帶機膠帶跑偏原因與力學分析[J].水利水電技術，2006（3）：26-27.

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