一種新型帶式輸送機撕裂檢測裝置的設計與應用

趙雅彬

（秦皇島港股份有限公司第七港務分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

煤礦是推動國民經濟持續(xù)穩(wěn)步提升的重要行業(yè)，隨著我國煤礦行業(yè)的快速發(fā)展，在生產力不斷提高的情況下，為了滿足生產需求，煤礦采煤量在持續(xù)提高。高效持續(xù)運輸效率的帶式輸送機受到各大煤礦運輸企業(yè)的青睞。大功率、長距離形式的帶式輸送機在各大煤礦運輸企業(yè)廣泛運用，但由于種種原因，時有發(fā)生輸送帶撕裂斷帶的情況。因此，大型煤炭運輸企業(yè)如何降低帶式輸送機撕帶斷帶率是首先應該研究的問題。

目前國內外常用的輸送帶撕裂檢測裝置包括物料泄漏檢測、弦線式裝置、超聲波檢測、棒型防撕裂裝置等，其中的一項主流技術為物料泄漏檢測技術，即在輸送帶承載皮帶下方安裝漏斗形狀的撕裂檢測裝置，當膠帶發(fā)生撕裂時，有部分物料進入斗內而觸發(fā)連桿機構，產生撕裂信號而迫使流程停止。但該斗式結構有自身的缺陷：接料匙彼此獨立，并且杠桿機構容易卡死無法產生信號；斗內進入雜質而產生假信號時，雜質不容易清理；接料截面小，導致該裝置響應慢；配重不可調節(jié)，感應精度無法控制。

本文結合秦皇島港卸車系統帶式輸送機復雜作業(yè)工況，在原有撕裂檢測裝置的基礎上對斗體結構、翻板結構等進行優(yōu)化，研制一種適合復雜作業(yè)工況并且響應迅速的撕裂檢測裝置。

1 輸送帶撕裂原因

帶式輸送機作為一種連續(xù)輸送裝備，在煤炭碼頭、礦石碼頭有著極為廣泛的應用，但在使用過程中，由于物料中含雜質較多，如金屬型材、車皮拉梁、硬質石塊等，雜質卡在某處并劃破輸送帶而造成輸送帶的刺穿撕裂事故時有發(fā)生，由于帶式輸送機高帶速、大流量的復雜作業(yè)工況，如不及時發(fā)現并停止流程，將會造成整條皮帶的撕裂，影響生產的順利進行，并造成企業(yè)直接和間接經濟損失。

2 原撕裂檢測裝置存在的問題分析

（1）撕裂檢測裝置接料開口尺寸為1210 mm×800 mm，上口邊緣距離皮帶安裝高度為120 mm，當皮帶發(fā)生撕裂后，撒漏的煤需經由120 mm 間隙逐漸進入檢測裝置內部（圖1）。當進入的物料質量可以克服動作機構杠桿阻力時，方可產生撕裂信號。該過程導致撕裂檢測裝置響應慢，有可能在第一檢測周期無法產生撕裂信號，還需下一檢測周期繼續(xù)接料，方可產生撕裂信號，迫使流程停止。由于帶式輸送機高帶速、大流量等復雜的作業(yè)工況，并且撕裂故障一般由利器所致，在等待下一檢測周期的過程當中，可能導致整條皮帶的撕裂，造成嚴重的機損事故，此時檢測裝置已失去工作意義。

圖1 原撕裂檢測裝置結構

（2）撕裂檢測裝置的杠桿機構底部兩個接煤板尺寸為115 mm×190 mm，接煤板四周有邊沿（圖2）。其配重和連桿機構接近開關均在2 個接煤板中間，其空間太小，所以接煤板向下翻轉開口小，在運行的過程中進入物料、煤塊、煤泥等雜質而產生誤信號時，非常不易清理，延誤生產。2 個接煤板轉軸點為靠近皮帶中心，接煤板外側向下翻轉，這樣靠近轉軸部位的積煤達不到一定重量時無法將配重鐵抬起，反應速度太慢，翻轉不靈敏。

圖2 撕裂檢測裝置杠桿機構原理

（3）由于惡劣的作業(yè)環(huán)境，致使鉸點位置被銹死或被煤泥封堵，導致連桿機構無法動作或無法復位，失去了工作意義。

（4）防撕裂器的電器感應部件（接近開關）安裝在2 個接煤板中間，皮帶機中心距皮帶機行架2.3 m，維修人員檢查維修時需要將整個上半身探進上下皮帶中間才能工作，十分不便，同時存在較大安全隱患，尤其是對于夜班巡視工和夜班電工。

（5）配重無法調節(jié)，經常出現誤信號。

3 新型撕裂檢測裝置設計

新型撕裂檢測裝置結構如圖3 所示。

圖3 新型撕裂檢測裝置

（1）將原防撕裂器上口800 mm 縱向平行于皮帶承載面，改為防撕裂器上口傾斜于皮帶承載面25°，當皮帶發(fā)生撕裂后，撒漏的煤跟隨皮帶做拋物線運動，以較大的流量進入到翻板機構上，從而迅速觸發(fā)杠桿機構產生撕裂信號（圖4）。斜口式防撕裂斗體大大增加了接受物料的截面積，縮短了防撕裂裝置響應時間，減少皮帶撕裂長度。

圖4 新型撕裂檢測裝置接料

（2）將2 個接煤板的2 個轉軸、兩連桿機構，改為2 個接煤板同用一個軸的無連桿機構，即將接煤板U 形框架與通軸焊接一體，通過軸與4 個帶孔耳板之間間隙形成鉸點。耳板與U 形框架之間裝有不銹鋼墊圈，防止鉸點卡死，接煤板上裝有可調配重螺栓（M12×150 mm 不銹鋼螺桿）實現對防撕裂裝置配重的控制，保證期工作的穩(wěn)定性（圖5）。將電氣檢測元件（接近開關）安裝位置改在防撕裂斗體側面，便于檢查、維護維修。

圖5 新型撕裂檢測裝置翻板機構

（3）新型防撕裂裝置接煤板面積為210 mm（橫向）×260 mm（縱向），將防撕裂器接煤板轉軸安裝在斗體后方，兩個接煤板向兩外側翻轉，改為向前翻轉，當皮帶撕裂后灑漏煤將拋到接煤板開口處，根據杠桿原理，只需較少重量的物料即可克服配重的阻力矩實現翻轉動作，提高翻轉靈敏度，減少等待時間。

（4）在不減小接煤板強度的同時，將接煤板上邊沿改為下邊沿，并可實現28°的翻轉。可以很方便地在皮帶機兩側走臺踏板上就可清理接煤板上的積煤等雜物，無需鉆入皮帶機中間。

（5）在接煤板配重上方、接近開關上方增加擋煤板，保證接煤板的靈敏度和接近開關的準確率，并可保證元件清潔。

（6）將整體機構用板料增厚提高強度，減小變形及損壞。

4 新型帶式輸送機防撕裂裝置的應用及效果

新型帶式輸送機撕裂檢測裝置投入使用后，工作穩(wěn)定，達到了改造的預期效果（圖6）。

圖6 撕裂檢測裝置安裝

（1）結構簡單，響應速度快。一旦發(fā)生輸送帶撕裂時，能夠及時發(fā)出停機指令，避免造成嚴重的機損事故。

（2）誤信號率低。該新型撕裂檢測裝置安裝投入使用后，未出現過誤撕裂信號，減少了封點次數和頻率，保障了生產的連續(xù)性，同時保障了設備安全。

（3）日常維護方便。翻板結構由向兩側翻轉改為同時向輸送帶速度方向翻轉，開度可達28°。將翻板上邊沿改為下邊沿，當由于積煤、煤泥等進入檢測裝置內而產生誤信號時，皮帶機巡視工可迅速處理好誤信號并恢復生產。

該新型撕裂檢測裝置具有結構簡單、易于安裝維護、響應快、誤信號率低等特點，該項成果可直接推廣應用于干散貨碼頭、電廠、礦山等帶式輸送設備領域，同時該項目的成功完成也為帶式輸送機撕裂檢測技術的進一步發(fā)展提供了寶貴的參考價值。

5 結束語

針對原有撕裂檢測裝置的缺陷，對斗體部分進行優(yōu)化，增大接料截面，將彼此獨立的接料匙與通軸連為一體，并采用可調配重螺桿實現檢測精度可控，接料匙可實現28°翻轉，方便清理接料匙上雜質。通過本次改造，提高了輸送帶撕裂檢測精度和響應速度，降低了假信號頻率，提高了生產效率。