帶式輸送機斷帶保護裝置的分析和應用

劉 暉

（山煤集團凌志達煤業有限責任公司， 山西 長治 046606）

1 項目概況

帶式輸送機的運輸皮帶在長期運行中會產生疲勞損傷，有可能會出現疲勞斷裂的情況，而一旦發生斷裂，重錘箱就會突然下落并砸向樓板或地面，因重錘箱與混凝土沖擊屬于剛性沖擊，接觸時間短，動能大，重錘箱有可能會砸壞甚至砸穿樓板，造成樓板或地面以及重錘箱的嚴重損壞，引發安全事故。因此，在煤礦的帶式輸送機上必須安裝斷帶保護裝置。

從凌志達煤業公司的情況來看，帶式輸送機使用的大多數斷帶抓捕保護裝置為邊緣抓捕，抓捕面積小且容易撕裂皮帶，而且抓捕器本身和皮帶輸送機并無聯動關系，若抓捕器誤動作時，皮帶輸送機仍正常運行容易導致皮帶損壞程度擴大，影響安全和生產。基于以上原因，分析了一種聯動式皮帶機斷帶保護裝置，該裝置的設計解決了斷帶抓捕保護裝置抓捕面積小且容易撕裂皮帶的缺陷，解決了斷帶時皮帶輸送機不能及時停機的問題[1-2]。

2 聯動式帶式輸送機斷帶保護裝置的分析

2.1 斷帶保護裝置的結構（見圖1）

2.2 工作原理

該聯動式皮帶機斷帶保護裝置包括觸發機構和抓捕機構，觸發機構由磁感應急停閉鎖開關、彈簧脫扣機構和控制鋼纜組成，彈簧脫扣機構有一個殼體，有一個可軸向移動的拉桿穿過殼體的兩側壁并且兩端伸出在殼體外側，在拉桿上處于殼體內的部分上固定磁體，在拉桿上處于磁體與殼體一側內壁之間套有脫扣壓簧，拉桿套有脫扣壓簧的那側外端設有掛繩孔，在殼體上處于拉桿裝有磁體的那側外壁上拉桿外端頭的后面固定有掛柱，在殼體上與側面垂直的一面上靠近磁體的一側裝有磁感應急停閉鎖開關，彈簧脫扣機構固定在皮帶機機架的一側并且拉桿有掛繩孔的一端朝內，在皮帶機機架的另一側站腿上設置掛鉤，控制鋼纜一端連接在拉桿的掛繩孔上，控制鋼纜拉緊使脫扣壓簧壓縮后另一端掛在掛鉤上；抓捕機構裝置在皮帶機縱梁上處于觸發機構后部的位置上，抓捕機構有一個框架，框架的底部固定有處于皮帶機上幅皮帶下方的凸型摩擦板，框架的四角分別固定有導向柱，在凸型摩擦板上方對應設置處于皮帶機上幅皮帶上方的凹型摩擦板，凹型摩擦板四角的滑孔對應套入在導向柱上，在每個導向柱上處于凹型摩擦板滑孔上面套有壓板彈簧，同側導向柱頂部之間連有頂梁，壓板彈簧兩端支撐在凹型摩擦板滑孔孔壁與頂梁之間，兩頂梁之間在中部位置連接有橫梁，在橫梁和框架上設置導向滑輪，由懸吊鋼絲繩一端固定在凹型摩擦板上面的中心點上，懸吊鋼絲繩繞過導向滑輪后另一端掛結在殼體的掛柱上使凹型摩擦板懸吊在凸型摩擦板上方，皮帶運輸面在凸型摩擦板上面并處于凹型摩擦板下方。

圖1 聯動式斷帶保護裝置的研制結構示意圖

抓捕機構的框架有4個L型吊架，吊架的橫邊內端處于凸型摩擦板下部并與凸型摩擦板焊接在一起，吊架立邊的上端焊接有叉形連接槽板，叉形連接槽板上設置用于固定連接的通孔，通過該通孔將吊架固定在皮帶機機架上，同側的吊架之間連接加固梁，在每個吊架的橫邊上固定導向柱[3-4]。

凸型摩擦板上面有縱向的溝槽；凹型摩擦板下面有縱向的溝槽，凹型摩擦板兩端有向下的折邊，兩折邊內側之間的距離大于凸型摩擦板的長度，能使凹型摩擦板扣在凸型摩擦板上，夾持皮帶可靠。凸型摩擦板和凹型摩擦板的溝槽由中間的平面與兩側的斜面構成，以適應皮帶機托輥圍成的支撐皮帶的斷面形狀。對應皮帶機機架安有彈簧脫扣機構的那側加固梁上和橫梁端部設置導向滑輪，在橫梁中部也設置有導向滑輪。觸發機構在抓捕機構前30 m處。

裝配時，控制鋼纜拉住彈簧脫扣機構的拉桿，使脫扣壓簧壓縮，帶動拉桿向內側偏移，感應式急停閉鎖開關與磁體脫離，用手拉葫蘆拉起凹型摩擦板處于凸型摩擦板上面約400 mm處，壓板彈簧被壓縮，懸吊鋼絲繩繞過導向滑輪后另一端掛在觸發機構的掛柱上，皮帶機可以正常運行。發生皮帶斷裂時，斷裂的皮帶下垂碰撞控制鋼纜，控制鋼纜與皮帶機機架站腿上的掛鉤脫離，拉桿在脫扣壓簧作用下向外移動，拉桿上的磁體靠近磁感應急停閉鎖開關，觸發磁感應急停閉鎖開關輸出開關信號控制皮帶機停機并同時報警，同時拉桿的外端推動懸吊鋼絲繩與掛柱脫離，懸吊鋼絲繩釋放后，凹型摩擦板在壓板彈簧和自身重力的作用下迅速下落，凹型摩擦板卡在凸型摩擦板上，達到阻止皮帶下滑的目的。凸型摩擦板和凹型摩擦板配合覆蓋皮帶全斷面，增加了對皮帶下滑的阻力，使其切實起到防止斷帶下滑的作用，在凸型摩擦板與凹型摩擦板抓捕斷帶的同時切斷皮帶機運行電源，實現斷帶抓捕與停機運行的聯動作業。

本裝置通過凸型摩擦板和凹型摩擦板上下咬合夾持斷帶，咬合力較大，并覆蓋皮帶的全斷面，對皮帶夾持可靠，純機械結構觸發動作可靠，安裝簡便，斷帶時能及時觸發機構動作阻止皮帶下滑，同時使設備自動報警停機，能起到防止斷帶下滑傷人的作用。

3 實踐應用及效果分析

凌志達煤業公司西十一帶式輸送機于2010年3月10日安裝投入運行，雙驅動滾筒4臺電機驅動，機頭配備1 000 t煤倉，使用皮帶PVG1600S-1050mm；2012年12月，皮帶延伸至-600水平，增設輔助張緊系統，皮帶更換為兗州銀河生產的PVG2500S；2013年5月，皮帶巷增設天津華寧電氣有限公司生產的KTC語音報警系統。采用唐山開城電器廠的高軟智能開關，型號為QBG－300/6000R，控制系統采用中國礦大研制的KJ68型井下膠帶輸送機集中控制系統。皮帶張緊系統使用YZLA-120AJC液壓絞車，鋼絲繩直徑18.5 mm。斷帶保護裝置為邊緣抓捕類型，在多年的實踐應用過程中發現因為抓捕面積小并且容易撕裂皮帶，同時因為抓捕器本身和皮帶輸送機并無聯動關系，常會因為抓捕器的誤動作，導致皮帶的破壞情況較為嚴重，影響了設備的運行安全和運行效率[5]。

基于以上原因，將研制的新型聯動式斷帶保護裝置取代了邊緣抓捕器，用于對帶式運輸機的斷帶保護。該裝置的安裝簡便，采用純機械結構觸發動作可靠。在帶式輸送機的一次斷帶事故發生后，斷帶及時觸發機構動作，阻止皮帶下滑，同時自動報警停機，斷帶保護和輸送機運行同時聯動，切實起到防止斷帶下滑傷人的作用。在運行階段，該斷帶保護裝置無誤動作發生，安全可靠。