刮板輸送機保護裝置改進實踐

＊張 鋒

（霍州煤電集團鑫鉅煤機裝備制造有限責任公司 山西 031400）

刮板輸送機在出廠時都會配有一定的保護裝置，但是這些保護裝置并不能100%的避免刮板輸送機出現故障，需要技術人員結合工作的實際情況，對保護裝置進行改進，提高保護裝置的應用性能和應用范圍，從源頭上保障刮板輸送機的正常運行。

1.刮板輸送機在運行過程中存在的普遍問題

某選煤廠共有刮板輸送機22臺，其中12臺為刮板鏈帶動刮杠運轉式，10臺為刮板鏈帶動襯板運轉式，這些刮板輸送機是保證選煤廠正常運行的重要設備。現如今我國絕大多數選煤廠所使用的刮板輸送機在出廠時，都配有保護定子和溫度傳感器等一系列保護裝置，并且多位于頭輪和尾輪的軸承內部，所以對保護裝置進行改進，則主要是針對刮板輸送機機尾的單側斷鏈保護裝置，此保護裝置的存在，雖然在很大程度上避免了刮板輸送機出現故障，但是仍就存在著很大的應用局限，導致刮板輸送機在運行過程中會出現一些常見問題。例如，如果刮板鏈在上鏈機頭方向出現拉斜或者斷裂時，那么位于機尾的防斷鏈檢測裝置就無法第一時間察覺到故障信息，也就不能及時作出反應；如果刮板輸送機在運行過程中出現問題，巡視人員在巡檢過程中卻無法第一時間到達開關位置緊急停機；部分刮板輸送機的出料方式為直接入倉，那么如果倉滿后工作人員沒有及時發現，刮板輸送機也不會自動停止運行，就會因倉滿自縊而在一定程度上增大工作量。針對上述選煤廠在實際工作過程中發現的問題，技術人員決定對選煤廠的刮板輸送機保護裝置進行改進，希望可以最大程度滿足選煤廠的實際生產需求。

2.刮板輸送機保護裝置的改進方法

該選煤場所使用的兩種刮板輸送機型號在應用過程中各有優缺點，例如刮板鏈帶動刮杠式刮板機，是原煤落到刮板輸送機底部時，由刮杠運轉的作用力將煤送入溜槽，此類型刮板輸送機通常帶有尾側斷鏈保護裝置和溫度檢測傳感器；刮板鏈帶動襯板運轉，是由襯板的作用力將煤送入破碎口，此類型刮板輸送機在出廠時并不具備尾側斷鏈保護裝置，只單一設置了溫度檢測傳感器。這兩種刮板輸送機的使用性能并不能高度匹配該選煤廠的實際工作需求，所以技術人員決定對上述兩種刮板輸送機的保護裝置均作出改進，主要改造內容為：防止刮板輸送機出現斷鏈與拉斜；額外增設緊急拉繩開關；設置倉滿連鎖停機程序。

(1)刮板輸送機拉斜與斷鏈的改進策略

若想對刮板輸送機防斷鏈保護裝置進行改進，就必須要明確刮板輸送機鏈條拉斜和斷鏈的主要原因：①刮板輸送機在運行過程中或多或少會存在回煤情況，這會在一定程度上增大鏈條的底部運行阻力，如果阻力過大超出負載，那么鏈條就會因拉緊力過大而斷裂。②刮板輸送機在長時間的運行過程中鏈條已經出現了老化和磨損，嚴重缺乏柔韌性，如果外力不均則很容易斷裂。③刮板輸送機在制造過程中沒有做到零部件的精度安裝，例如鉤槽底板不平，那么鏈條在運行過程中就會存在刮鏈現象，這也同時增大了鏈條的斷裂概率。④兩根鏈條的長度不一或者安裝松緊度不符合運行要求，鏈條就會因為頻繁跳牙而斷裂。⑤刮板輸送機的鏈條不僅在運行過程中承受著較大的拉力，在停機后刮板輸送機的運輸帶上仍然會存留一部分的煤炭和矸石，那么重新啟動后鏈條也承受著相應拉力，這會加速鏈條強度的下降，最終導致鏈條因失去彈性而斷裂。一旦發生鏈條斷裂，上鏈處的牽引力就會消失，下鏈則會在慣性的作用下繼續前行，這就會導致鏈條在機頭和底槽里發生堆積，嚴重增大了鏈輪的負擔，甚至會因電流過載而導致鏈輪損壞。而且如果皮帶運輸機發生斷鏈故障未能及時停機，那么隨著斷鏈間距的不斷增大，鏈條的堆積量也會不斷增加，這會給工作人員帶來更大的工作強度，需要花費一定的時間成本和人力成本進行拖鏈，并且很容易在處理故障的過程中對設備造成二次損壞，降低設備的使用壽命。所以技術人員必須采取有效措施，對防斷鏈保護裝置進行改進，在發生斷鏈故障時能夠做到快速停機，避免造成更大的經濟損失。

此時如果單純依靠過流跳閘來實現斷鏈停機，效果顯然并不理想，也不再符合當前選煤廠的實際生產需求。所以技術人員著手設計了一款適用于膠帶搭接處的刮板輸送機防斷鏈保護裝置。改進后的刮板輸送機防斷鏈保護裝置主要是由低機頭、機身、接近開關和探測桿等組成，探測桿的最主要作用是檢測刮板輸送機兩側刮板鏈的實際運行狀態，并將監測到的狀態信號傳遞給接近開關，由接近開關將信號傳入PLC控制模塊中，以此來實現對刮板輸送機的保護作用。探測桿作為有效的失速保護裝置，他們分別位于同一刮杠的左右兩側，并由左右兩個接近開關進行分別檢測，如果刮板輸送機運行狀態正常，則接近開關所接收到的信號一致；如果刮板輸送機出現拉斜時，那么探測桿擺動的頻率將不再統一，接近開關的開閉狀態也會發生相應變化，如果這一過程持續三秒以上，PLC控制模塊中的程序就會自動判斷刮板輸送機拉斜并給出相應的指示信號同時強制停機，避免刮板輸送機出現更大故障。如果刮板輸送機出現斷鏈故障時，那么三組失速檢測裝置中的探測桿，就會有一組或幾組無法檢測到刮杠的運行情況，如果連續3秒檢測不到刮杠的運行狀態，那么PLC控制系統則會自動判斷刮板輸送機出現斷鏈故障，同時發出警告并停機。

為了防止程序出現錯誤判斷，技術人員將程序的開啟時間設置為刮板輸送機穩定運行15秒之后，如此可有效確保程序的可靠性和智能性。接近開關作為斷鏈保護裝置的核心部分，在此次改造中技術人員使用了電感式接近開關，此種接近開關的工作原理為：接近開關內部的振蕩器會產生具有規律的交變磁場，當有金屬物質也就是探測桿接近磁場時，在感應距離之內探測桿內部就會產生渦流，導致磁場震蕩衰減甚至停振，這些過程會被后級放大電路處理并將其轉換成相應的開關信號，完成開關電路的通斷。

接近開關共有兩種接線方式用來控制開關啟停，一是將接近開關的輸出線直接與控制回路的常閉接點連接，那么斷開常閉接點就可使開關斷開，具體如圖1所示；另一種是將接近開關的輸出線連接到PLC控制器中，當PLC控制器接收到接近開關發出的信號后，就會發出停電信號促使開關斷電，那么刮板輸送機就會及時停機。此時技術人員也要科學設置接近開關的位置，具體的距離需要有技術人員通過計算得出，不可因距離過遠而降低接近開關的感應靈敏度。

圖1 斷鏈保護裝置電路圖

(2)刮板輸送機緊急停機的改進策略

刮板輸送機的運輸距離相對較長，且在作業區域內存在著很大的噪聲，導致現場的工作人員無法及時追蹤輸刮板輸送機的實際運行狀態，只能利用監控設備對刮板輸送機進行巡視。但是現有的刮板輸送機，即使工作人員在巡視過程中發現了問題，也無法在第一時間趕到故障現場緊急停機，這會在很大程度上延誤故障搶修，甚至導致更大損失。針對這一情況，技術人員決定在刮板輸送機上額外增設緊急拉繩開關，作為一種保護裝置，在規定距離內工作人員只要拉動開關鋼絲繩就能實現對刮板輸送機的遠程操控，確保故障能夠在第一時間得到處理。

(3)刮板輸送機連鎖停機的改進策略

該選煤場的刮板輸送機絕大多數的出料方式為直接入倉，為了防止倉滿自溢的情況產生，技術人員決定將刮板輸送機和出料閘板進行連鎖，如果倉位儀監測到料倉倉位高于90%或者出料閘板已經全部關閉，那么刮板輸送機則會在程序的操縱下自動停機。

3.經濟效益分析

該選煤廠通過對刮板輸送機的保護裝置進行改進，極大程度的降低了刮板鏈和刮杠的更換頻率，有效的提高了刮板輸送機的使用壽命。本次改造共花費人民幣52060元。據不完全統計，因本次改造，節省了刮板輸送機維護和更換時間200h以上，按每臺刮板輸送機2000t/h的運量計算，那也就是說，改造后的刮板輸送年機運輸量至少提高了400000t，極大的提高了選煤廠的經濟利益。

綜上所述，對刮板輸送機保護裝置進行一系列改造，不僅極大程度的提高了刮板輸送機的運輸效率，同時也大幅度節省刮板輸送機的維修和養護時間，延長了刮板輸送機的使用壽命，不僅投資低而且回報率高，所以適合在選煤廠大范圍應用與推廣。