刮板輸送機斷鏈保護裝置的設計

申水旺，崔中和

(潞安環(huán)能股份公司 王莊煤礦，山西 長治 046031)

刮板輸送機作為煤礦井下的主要運輸設備，其運行的有效性對礦井生產(chǎn)有著直接影響，刮板輸送機的斷鏈事故會造成停機停產(chǎn)、損壞設備的后果，并增大工人的維修工作量。斷鏈保護裝置可以使刮板輸送機在斷鏈發(fā)生時快速停機，避免斷鏈事故的擴大，減少經(jīng)濟損失和維修工作量。本文利用接近開關等價格低廉的材料制作的斷鏈保護，不但材料普通、制作簡單，經(jīng)實踐證明能有效減輕事故所造成的危害。

1 導致刮板輸送機斷鏈的原因分析

1) 刮板輸送機在運輸過程中因為沒有排凈有時會發(fā)生回煤，使鏈條在底槽中運行受阻，負載增大,造成鏈條的拉伸損傷。

2) 刮板輸送機的鏈條在運輸過程中會不斷發(fā)生磨損，時間長了，鏈條的強度和韌性就會降低，發(fā)生斷鏈的概率也會增大。

3) 刮板輸送機的溜槽因為安裝、底板不平、碰撞等原因會造成對口錯位，這時會掛住刮板或鏈環(huán)，增大鏈條的負載?；蛘咴谶\輸過程中被卡在溜槽里的硬物絆住，也會使鏈條運行受阻，負載增大。

4) 刮板輸送機的鏈條過緊會增大鏈條的初張力，在鏈條被卡刮時，會受到?jīng)_擊載荷，鏈環(huán)會受到較大的張力，降低鏈環(huán)的韌性。

5) 鏈條過松或者兩根鏈條長度不一致，會使鏈條運行到鏈輪處時，發(fā)生跳牙，使鏈環(huán)受到鏈輪牙齒的撞擊，造成鏈環(huán)變形，斷裂。

6) 工作面底板不平和不直會造成輸送機刮板受力不均，也容易導致斷鏈事故發(fā)生。

7) 刮板輸送機長時間高負荷運轉(zhuǎn)會使鏈條較早出現(xiàn)形變和磨損。除在運行過程中運輸量大會增大鏈條拉力外，在停機后刮板輸送機有殘留的煤炭和矸石，在啟動后也會增大鏈條的拉力。拉力較大會加劇鏈條的磨損和變形，加速鏈條強度的下降。

2 刮板輸送機斷鏈的危害

鏈條斷裂時，由于刮板機上鏈所受的牽引消失，下鏈繼續(xù)向前運行，導致鏈條在機頭和底槽里堆積，增加了鏈輪的負荷，造成鏈輪損壞和電流過載。斷鏈后，如果沒有及時停機，斷鏈處的間距就會擴大，鏈條就會堆積，增加了工人處理事故的工作量，嚴重時耗費大量時間和人工去進行拖鏈和接鏈，而且還會造成設備損害，縮短設備的使用壽命。

只有在斷鏈事故發(fā)生時能快速停機，才能避免或減輕斷鏈事故所造成的后果和經(jīng)濟損失。但只是依靠人工和開關的過流保護，顯然難以做到及時發(fā)現(xiàn)斷鏈和快速停機，只有刮板輸送機實現(xiàn)斷鏈后立刻自動停機才能解決這一問題。

3 王莊煤礦刮板輸送機斷鏈保護存在的缺陷

目前王莊煤礦使用的刮板輸送機只是依靠開關中的過流跳閘來實現(xiàn)斷鏈后停機。刮板輸送機發(fā)生斷鏈后，鏈輪的負荷會增大，導致開關中的電流增大，當達到開關中過流整定值時，開關就會跳閘。但等到開關跳閘時，鏈條已在機頭有了一定的堆積，這時再進行事故處理已經(jīng)比較麻煩。因而單純依賴過流保護來實現(xiàn)停機斷鏈已不符合當前煤礦的生產(chǎn)要求。針對這一缺陷，我們設計制作了一種適用于與膠帶搭接處的刮板輸送機斷鏈保護裝置，有效彌補了這一缺陷，完善和優(yōu)化了刮板輸送機斷鏈保護。

4 刮板輸送機斷鏈保護裝置的設計

4.1 刮板輸送機斷鏈保護裝置的構(gòu)成和原理

刮板輸送機斷鏈保護裝置主要由花蘭螺絲、細鋼絲、導向管、彈簧、鐵滑塊和接近開關組成，如圖1所示。

圖1 斷鏈保護裝置結(jié)構(gòu)

導向管開口處側(cè)面示意如圖2所示。

圖2 導向管開口處側(cè)面示意

細鋼絲固定在刮板輸送機機頭的下方，細鋼絲的松緊由花蘭螺絲來進行調(diào)整。接近開關是一種非接觸式的檢測裝置，當物體接近它時，就會被觸發(fā)而發(fā)生動作。接近開關裝設于導向管的開口處，與導線管開口之間的距離通過試驗確定，不能因為距離過遠而檢測不到，也不能因距離過近而發(fā)生誤動作，影響輸送機正常運行。鐵滑塊的作用是用來觸發(fā)接近開關動作的，當鐵滑塊經(jīng)過導向管開口時，接近開關就會被感應而發(fā)生動作。鐵滑塊在導向管內(nèi)的滑動必須靈敏可靠，導向管拐角加裝一個滑輪，以減少鋼絲與導向管之間的摩擦力。

當刮板輸送機的鏈條發(fā)生斷裂時，鏈條就會松弛下來，機頭的鏈條就會下垂壓在裝設在機頭下方的細鋼絲上，細鋼絲受到壓力后會拉動連在細鋼絲上的鐵滑塊在導向管內(nèi)滑動，將鐵滑塊滑動到導向管開口處時，此時，安裝在導向管開口處的接近開關檢測到信號，該信號傳遞到開關中的控制電路中，觸發(fā)控制電路中的常閉觸點斷開，使主電路失電，刮板輸送機停止運轉(zhuǎn)，避免刮板機斷鏈繼續(xù)運行而損壞鏈輪和引起電流過載。

4.2 接近開關的原理及接線方式

接近開關是斷鏈保護裝置的核心部分，裝置中使用的是電感式接近開關。電感式接近開關的原理是：接近開關的振蕩器會產(chǎn)生交變磁場，當金屬接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流，從而導致震蕩衰減，以致停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關信號，觸發(fā)開關電路的通斷。

接近開關控制開關啟停的接線方式有兩種。一是接近開關的輸出線直接接到開關的控制回路的常閉接點上，通過使常閉接點斷開來使開關斷電(如圖3)。另一種是將輸出線接到含有PLC的控制器里，接近開關發(fā)出信號后，經(jīng)PLC處理后，輸出停電信號，使開關斷電，刮板輸送機停機。

5 結(jié) 語

雖然有些廠家有斷鏈保護裝置，但購買和改造成本較高，而且有些類型并不適用王莊煤礦高煤塵、運輸量大的井下作業(yè)條件。從已經(jīng)投入使用的王莊礦的五個作業(yè)地點可以看出，我們自主設計和制作的刮板輸送機斷鏈保護裝置效果良好，在斷鏈發(fā)生后能迅速使開關斷電，避免了斷開的鏈條和刮板卷入機頭下面和底槽里。減輕了事故后工人的檢修量，節(jié)省了搶修時間，節(jié)約了設備的運行成本，提高了工作面的生產(chǎn)效率。因為利用了平?？梢姷牟牧?，而且結(jié)構(gòu)簡單，因而制作和安裝費用低廉，具有較大的成本優(yōu)勢。但該裝置只適合安裝在與膠帶搭接的刮板輸送機上，因而其它位置的刮板輸送機上仍采用其它類型的斷鏈保護裝置。