精煤輸送皮帶機液壓拉緊裝置技術革新改造

李浩然

（晉能控股煤業集團同忻煤礦地面皮帶隊山西大同037000）

0 引言

精煤輸送皮帶機作為煤礦產、運、銷過程中的重要一環，運行平穩直接關系到礦井的整體生產運行。同忻煤礦擁有年設計外運能力1 000萬噸的現代化大型裝車站，精煤輸送皮帶機占整個煤流運輸的70%，是全礦洗選精煤外運的大動脈。其中皮帶驅動任務重、負荷大，液壓拉緊油缸作為關鍵部件，它的拉緊力高低直接影響著皮帶的安全高效運行[1-3]。為此，針對皮帶機液壓拉緊裝置的實際情況，依據拉緊油缸的極限行程位置，提出了具有實際應用價值的“三段式”液壓拉緊裝置綜合保護改造方案，能夠及時的通過蜂鳴器提醒作業人員，從而到達遇到故障及時停機處理，防止事故擴大的目的。

1 液壓拉緊裝置的組成結構

精煤輸送751 皮帶全長568 m，帶速4 m/s，帶強1 600 N/mm，采用兩滾筒（φ1 000·2 200）三臺（630 kW）變頻電機中部驅動，液壓拉緊油缸拉緊，拉緊力為150 kN。751 皮帶在啟動和運行過程中，存在著不可避免的重負荷啟動或過負荷現象，液壓拉緊力的高低直接影響著皮帶的安全高效運行。在實際裝車過程中，拉緊力的大小被準確地反映到油箱上的壓力表上，壓力太高容易增高皮帶的張緊度，縮短皮帶的使用壽命，長周期運轉極易使皮帶拉長，造成永久性型變或斷裂；壓力太低又容易造成皮帶松弛，導致滾筒與皮帶的摩擦阻力減小，產生皮帶打滑現象的發生，嚴重時會直接使皮帶磨斷，給實際生產外運帶來不可估計的損失。

同時，由于皮帶負荷的變化，液壓拉緊小車的鋼絲繩也有突然斷裂的可能。鋼絲繩突然斷裂，不僅會對設備本身造成損壞，還給作業人員的人身安全帶來威脅，事故一旦發生必定造成重大的經濟損失。為此，針對751 皮帶液壓拉緊裝置的實際情況，根據拉緊油缸的極限行程位置，提出了具有實際應用價值的“三段式”液壓拉緊裝置綜合保護改造，能夠及時的通過蜂鳴器提醒作業人員，從而到達停機處理，防止事故擴大化的目的。

2 液壓拉緊裝置技術革新改造內容

（1）油箱壓力異常報警改造

在驅動站現場實際拉緊力由油箱上面的壓力表顯示，液壓拉緊力預設在10 MPa～13.5 MPa。具體改造內容是在液壓拉緊高、低壓電氣控制回路（KA1為控制高壓繼電器，KA2為控制低壓繼電器）中并聯一個時間繼電器，并設置時間繼電器（KT）的延時時間為5 s，當壓力過高超過預設壓力5 s后現場蜂蜜器響起進行報警，同時提醒在崗崗位工進行停機處理，壓力過低降到預設最低壓力5 s以上不進行自動升壓時，現場蜂蜜器響起進行報警，以下圖1為改造前后的電氣控制原理圖：

圖1 改造前后電氣控制原理對比圖

（2）鋼絲繩超行程限位報警改造

當液壓拉緊裝置在拉緊或放松時，油缸伸出端有段極限位置，此極限位置就可當做兩個行程卡在鋼絲繩上的距離（50 mm），從而確定兩個限位開關的具體位置，如圖2所示，畫紅色虛線框的為改造部分：

圖2 鋼絲繩超行程限位示意圖

在圖1 改造后電氣控制原理圖的基礎上，增加限位開關中間繼電器（KA3 和KA4），KA3 為限位開關1即壓力過低時限位裝置，KA4 為限位開關2 即壓力過高時限位裝置，再通過中間繼電器（KA5）使其在其兩個超限位置上都能起到報警保護作用，以下為控制原理圖3：

圖3 改造后的控制原理圖

在安裝的整個過程中，都是在液壓拉緊油缸處在完全伸出時的位置進行的，這樣就使行程限位開關能夠最大限度的發揮其功效。與此同時，在選擇安裝行程開關位置時，我們盡量選擇在離皮帶工較近的地方來安裝，這樣有利于在鋼絲繩突然斷裂時，能夠及時通過串聯的蜂蜜器提醒在崗崗位工來停止皮帶，從而避免事故的進一步發生，保證設備的安全。

（3）拉緊小車限位開關報警改造

當液壓拉緊裝置在拉緊位置時，在小絞車輪緣前方10 cm 處安裝一個行程限位開關。同時，在靠近皮帶工的上方一側安裝拉繩開關。如下圖4所示：

圖4 拉緊小車限位開關示意圖

此改進不需要改變原有的設備本身，只是在原有的基礎上增加了一個行程限位開關和一個拉繩開關即可，因為拉繩開關和限位開關可以很好的形成互補，正常情況下，當拉緊小車碰觸行程限位開關時，會自動切斷皮帶電路，使皮帶停止。當行程限位開關由于某種原因，比如線路故障或是程序出錯時，崗位工在聽到蜂鳴器報警后，可以人工通過上方拉繩開關進行急停，從而避免了因設備故障而帶來的不必要事故。再則，如果發生的是慢斷裂，人員的肉眼就很難及時的發現，這樣只有通過處在小絞車輪緣前方的限位開關來精確地它的前移量，從而判斷是否該停止皮帶，這樣兩個設備起到了很好的互補作用，降低了事故發生的可能性，設備和人員的安全更有了保障，同時也提高了生產的效率，實際應用效果如圖5所示。

圖5 實際應用效果圖

3 結語

通過改造，有效降低了液壓拉緊裝置事故發生率，設備和人員的安全運行環境有了保障，同時也提高了生產效率和開機率，對比改造前，煤流輸送每天能增加2萬噸。設計改造方案就地取材，成本低，且維護方便，巧妙地利用了行程限位開關的特點，既解決了及時停止皮帶的作用，又保證了設備的安全運轉。改造方案沒有改變原來設備的設置和狀況，有效避免因機械設備的配合問題引起設備運行的故障和不穩定現象，解決了原有鋼絲繩存在的問題，方案可行有效，值得同類礦井推廣。