帶式輸送機拉繩急停開關優化改造

董瑞佳

（唐山工業職業技術學院自動化工程系， 河北 唐山 063200）

1 背景介紹

帶式輸送機通過摩擦傳動可以遠距離輸送物料，與此同時，帶式輸送機具有輸送能力強、結構簡單、便于維護、易于實現自動化等優點，在港口機械中具有不可替代的作用，應用極其廣泛。某港口是渤海灣最重要的煤炭中轉港之一，建設5～15 萬t 泊位10 個，設計煤炭下水量達1 億t/a，配備8 條翻車機-堆料機流程和8 條取料機-裝船機流程，與之配套的 BF、BD、BQ、BJ、BM 等帶式輸送機達 60 多套，長度近百公里[1]。

拉繩急停開關是帶式輸送機中重要的電氣保護開關，一般以40 m 間距安裝在帶式輸送機的兩側，相鄰兩個拉繩急停開關用細鋼絲繩連接，帶式輸送機在運轉中出現緊急情況需要停機的時候，可以拉動鋼絲繩使拉繩急停開關動作，中止帶式輸送機運轉，保護人員及設備，但該煤炭中轉港口在翻車、堆料及取料、裝船作業過程中拉繩急停開關誤動作故障頻發，尤其是冬季，故障率更高，經常造成翻車機—堆料機流程和取料機—裝船機流程終斷，帶式輸送機重載啟動非常困難，需要人工清除帶式輸送機上的一部分煤炭，然后再啟動，待帶式輸送機正常運轉后，再通過人工將從帶式輸送機上清除的那部分煤炭裝回，即使帶式輸送機能啟動，也會造成電機、聯軸器、液力耦合器、驅動滾筒、膠帶等較大損耗，而且電能消耗也非常大，停機時間長，嚴重影響了港口的煤炭中轉生產作業。

2 帶式輸送機拉繩急停開關故障原因分析

1）煤塊等雜物從堆料機、取料機、裝船機、轉接塔等設備上高空墜落，砸中帶式輸送機拉繩急停開關或鋼絲繩，引起拉繩急停開關震動而瞬間動作又瞬間復位，中控系統雖然不報故障但是帶式輸送機會卻因此停止運轉，造成流程終斷，帶式輸送機重載啟動非常困難，同時對電機、聯軸器、液力耦合器、驅動滾筒、膠帶等損耗較大，而且電能消耗也很大。

2）帶式輸送機拉繩急停開關內有潮氣，特別是冬季，由于氣溫較低，潮氣會在觸點表面結成薄薄的一層冰，從而引起拉繩急停開關報故障。雖然大多數拉繩急停開關密封很好，但由于現場環境惡劣，潮氣仍會少量侵入拉繩急停開關內部，直接影響開關的穩定性。

3）帶式輸送機拉繩急停開關內部安裝的微動開關長時間使用后拉簧彈力會逐漸減弱；與此同時，帶式輸送機運轉過程中引起的支架震動時常會造成微動開關觸點發生接觸不良的現象。

3 帶式輸送機拉繩急停開關優化改造方案

3.1 對拉繩急停開關外部安裝連接方式進行優化改造

原拉繩急停開關安裝在帶式輸送機兩側鋼結構上，相鄰拉繩急停開關之間用鋼絲繩連接，鋼絲繩穿在焊接在凸出皮帶機兩側鋼結構圓環內（如圖1），這種安裝方式的弊端是鋼絲繩容易被堆料機、取料機、裝船機、轉接塔等高空墜落的煤塊等雜物砸中，引起開關動作。

經過反復論證研究，將支撐鋼絲繩的圓環焊接在帶式輸送機兩側鋼結構下方，鋼絲繩從鋼結構下側穿過，在很大程度上避免煤塊等雜物從堆料機、取料機、裝船機、轉接塔等高空中墜落意外砸中拉繩急停開關或鋼絲繩，引起拉繩急停開關誤動作（如圖2）[2]。此改造已經在四條起步BM 帶式輸送機上得到應用，改造后BM 皮帶機在裝船作業過程中因煤塊等雜物砸中拉繩急停開關引起流程突停的故障次數驟降。

圖1 改造前拉繩急停開關外部安裝連接方式

圖2 改造后拉繩急停開關外部安裝連接方式

3.2 對拉繩急停開關內部結構進行優化改造

拉繩急停開關內有兩個微動開關，通過內部安裝不同角度的兩個凸輪片動作來實現觸點一開一閉，帶式輸送機實際應用的時候，僅僅使用了一常閉觸點，常開觸點并沒有接線使用（如圖3）。

圖3 改造前拉繩急停開關凸輪片

將拉繩急停開關安裝不同角度的兩個凸輪片進行調整，使兩個凸輪片處于同一角度，使得拉繩急停開關內的兩個微動開關都處于常閉點，將拉繩急停開關控制線路并聯接在兩個微動開關上，使其雙路控制，即使兩個微動開關誤動作或損壞，另一個微動開關仍保持通路，這樣拉繩急停開關的穩定性能能夠至少提高一倍。設備檢修或緊急情況拉急停開關時，兩個微動開關同時動作，兩個閉點同時到開點，帶式輸送機停止運轉，拉繩急停開關的安全性能不受影響（如圖4）[3]。通過由開關單觸點到雙觸點的改進，可對防止帶式輸送機運轉時支架震動引起拉繩急停開關觸點誤動作，拉繩急停開關內微動開關其中一觸點結薄冰引起的突發故障發生起到很好的預防作用。

3.3 給拉繩急停開關添加防護罩

拉繩急停開關安裝方式為固定在帶式輸送機橋架兩側，易被堆料機、取料機、裝船機、轉接塔等高空墜落的煤塊等雜物砸中，引起開關動作（如圖5）。

在拉繩急停開關上方添加防護罩，固定在開關兩側的托輥架上，在避免煤塊等雜物從高空中墜落意外砸中開關，引起拉繩急停開關誤動作（如圖6）。

圖4 改造后拉繩急停開關凸輪片

圖5 拉繩急停開關添加護罩前

圖6 拉繩急停開關添加護罩后

3.4 為拉繩急停開關增添短暫延時動作

為了更加有效地減少拉繩保護開關的誤動作，根據拉繩急停開關動作大多能夠瞬間自動復位的規律，在硬線急?？刂凭€路和程序中添加0.3 s 延時，對能自動復位的拉繩開關誤動作現象能夠有效地屏蔽。通過對生產影響、經濟效益影響和安全等因素綜合分析，添加0.3 s 延時對防止拉繩保護開關誤動作起到很大作用，同時不會對設備及人員安全造成影響。

4 改造效果及應用分析

通過對帶式輸送機拉繩急停開關進行優化改造，帶式輸送機運行狀態更加穩定，改造投資小、見效明顯，減少了流程再啟動的次數，延長了設備的使用壽命，特別是帶式輸送機高壓驅動電機的使用壽命，同時減少了重啟增加的電能消耗，節省維修費用、能耗費用，對同類設備具有一定借鑒和參考意義。