興隆莊煤礦配煤皮帶運行可靠性研究

摘 要：興隆莊煤礦配煤皮帶機主要擔負一采主皮煤倉和東上倉煤倉的配煤，配煤的實現是靠皮帶伸縮也就是靠移動機尾與一采主皮進行搭接，完成煤的轉載運輸。隨著生產接續一采主皮擔負起全礦煤炭運輸任務，運輸量大幅提高，配煤開機機的使用日趨頻繁，原設計暴露出很多不適應生產的問題。

關鍵詞：皮帶機；配煤；伸縮

一、立項背景

配煤皮帶機擔負一采主皮煤倉和東上倉煤倉的配煤，配煤的實現是靠皮帶伸縮也就是靠移動機尾與一采主皮進行搭接，完成煤的轉載運輸。配煤皮帶在使用過程中通過不斷地完善，基本上滿足了配煤的需要。隨著生產接續一采主皮擔負起全礦煤炭運輸任務，運輸量大幅提高，配煤開機日趨頻繁，出現以下問題：1、移動段跑偏。2、機尾移動定位傳感器使用壽命短損壞頻繁。3、張緊絞車與機尾拉移絞車配合不一致，導致絞車斷繩或皮帶打滑。4、軟啟動采用水介質液力耦合器出現漏液、損壞現象。5、機尾軌道受煤流沖擊損壞頻繁。以上問題的存在嚴重影響了正常生產。

二、主要研究內容

1、移動段跑偏問題解決方案

通過分析發現原因：一是由于移動段托輥架底腳未固定，造成托輥架歪斜。二是同時在移動段拉移過程中連接托輥架鐵鏈長度不一，連接托輥架折頁用角鋼制作在折起過程中擠壓變形，造成托輥架兩側拉移長度不一樣。這兩樣原因造成了移動段跑偏。

解決方案：首先將移動段托輥架兩兩使用槽鋼進行連接，這樣兩組托輥架形成了一個整體，在拉移過程中不會發生歪斜。然后將角鋼制作的折頁拆除，移動段輪子改為雙邊卡在鐵路的方式保障其穩定性，再將連接定位鐵鏈進行更換，同時在兩兩活動托輥架之間加設定位防止移動托輥架拉移過多，對機架造成損壞。

2、機尾移動定位傳感器使用壽命短損壞頻繁問題解決方案

配煤皮帶原先選用的位置傳感器是干簧管繼電器，它采用兩個軟磁性材料做成的、無磁時斷開的金屬簧片觸點，并留有一定間隙以構成開關的常開觸點。干簧管繼電器因為金屬簧片作為動作觸點。改造前配煤皮帶因配煤傳感器故障造成的事故平均每月0.79小時。解決方案：選用霍爾開關作為干簧管繼電器的替代產品。霍爾開關具有無觸點、低功耗、長使用壽命、響應頻率高等特點，內部采用環氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環境下可靠的工作。經過對比，應選用單極霍爾效應開關（數字輸出），原理是單極霍爾效應開關具有磁性工作閾值（Bop）。如果霍爾單元承受的磁通密度大于工作閾值，那么輸出晶體管將開啟；當磁通密度降至低于工作閾值（Brp）時，晶體管會關閉。滯后（Bhys）是兩個閾值（Bop-Brp）之間的差額。即使存在外部機械振動及電氣噪音，此內置滯后頁可實現輸出的凈切換。單極霍爾效應的數字輸出可適應各種邏輯系統。單極性霍爾開關它的正反面會各指定一個磁極感應才會有作用，在具體應用當中應該注意磁鐵的磁極的安裝，反了就會造成單極性不感應輸出。霍爾開關選用型號為：NJK-5002C（NPN型）。

當磁鐵接近時，霍爾開關內部觸發器發生翻轉，霍爾開關的輸出電平狀態也隨之翻轉。霍爾開關背后有紅色LED指示燈，當檢測到物體時紅色LED點亮，平時處于熄滅狀態，非常直觀。

單位：小時/月

更換霍爾開關后，杜絕了因配煤傳感器故障造成的事故，減少了配煤皮帶事故時間，其經濟效益和社會效益顯著。

3、張緊絞車與機尾拉移絞車配合不一致，導致拉斷絞車繩問題解決方案：

配煤皮帶在使用的過程中發現張緊絞車與機尾拉緊絞車配合不一致。

解決方案：將油缸改為雙層繩輪，油缸行程為4米；同時在油缸前方與張緊車體之間新施工水泥垛并固定繩輪，從而將絞車繩的纏繞方式改為如下圖所示；改造后正常使用時張緊絞車不動但受力，油缸活塞伸縮量與張緊絞車實現同步，液壓油缸伸縮量可滿足張緊車行程需要，張緊絞車作為油缸失效情況下備用措施，日常生產中不再運行，機尾拉移絞車只與液壓油缸配合實現配煤移動拉緊，保持了膠帶運轉時漲緊的恒壓，杜絕了機尾移動時斷繩或皮帶漲力不足帶來的不安全隱患。

4、軟啟動采用水介質液力耦合器出現漏液、損壞問題解決方案

將磁力啟動器控制改為變頻器控制，同時將水介質液力耦合器改為蛇簧對輪連接，變頻器可最大限度地限制電動機的起動電流，減少電網壓降，可實現恒轉矩及變轉矩起動，可實現軟啟動。變頻器采用過流、過壓、瞬時斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護，保留現有工頻回路與變頻回路互鎖控制，并加以完善，作為變頻故障應急措施，盡快恢復生產。

三、關鍵技術及創新點

1、將移動段托輥架兩兩使用槽鋼進行連接，這樣兩組托輥架形成了一個整體，在拉移過程中不會發生歪斜。然后將角鋼制作的折頁拆除，移動段輪子改為雙邊卡在鐵路的方式保障其穩定性，再將連接定位鐵鏈進行更換，同時在兩兩活動托輥架之間加設定位防止移動托輥架拉移過多，對機架造成損壞。

2、霍爾開關具有無觸點、低功耗、長使用壽命、響應頻率高等特點，內部采用環氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環境下可靠的工作。

3、將油缸改為雙層繩輪，油缸行程為4米；同時在油缸前方與張緊車體之間新施工水泥垛并固定繩輪，從而將絞車繩的纏繞方式改為如下圖所示；改造后正常使用時張緊絞車不動但受力，油缸活塞伸縮量與張緊絞車實現同步，液壓油缸伸縮量可滿足張緊車行程需要，張緊絞車作為油缸失效情況下備用措施，日常生產中不再運行，機尾拉移絞車只與液壓油缸配合實現配煤移動拉緊，保持了膠帶運轉時漲緊的恒壓，杜絕了機尾移動時斷繩或皮帶漲力不足帶來的不安全隱患。

4、變頻器可最大限度地限制電動機的起動電流，減少電網壓降，可實現恒轉矩及變轉矩起動，可實現軟啟動。變頻器采用過流、過壓、瞬時斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護，保留現有工頻回路與變頻回路互鎖控制，并加以完善，作為變頻故障應急措施，盡快恢復生產。

作者簡介：

范守俊；性別：男；學歷：本科；職稱：高級工程師，山東淄博人，自2001年從事機電管理工作至今，先后在《煤礦現代化》、《科技信息》、《科技新時代》等刊物發表論文多篇