刮板輸送機(jī)保護(hù)裝置改進(jìn)實(shí)踐

＊張 鋒

（霍州煤電集團(tuán)鑫鉅煤機(jī)裝備制造有限責(zé)任公司 山西 031400）

刮板輸送機(jī)在出廠時(shí)都會配有一定的保護(hù)裝置，但是這些保護(hù)裝置并不能100%的避免刮板輸送機(jī)出現(xiàn)故障，需要技術(shù)人員結(jié)合工作的實(shí)際情況，對保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，提高保護(hù)裝置的應(yīng)用性能和應(yīng)用范圍，從源頭上保障刮板輸送機(jī)的正常運(yùn)行。

1.刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中存在的普遍問題

某選煤廠共有刮板輸送機(jī)22臺，其中12臺為刮板鏈帶動刮杠運(yùn)轉(zhuǎn)式，10臺為刮板鏈帶動襯板運(yùn)轉(zhuǎn)式，這些刮板輸送機(jī)是保證選煤廠正常運(yùn)行的重要設(shè)備?，F(xiàn)如今我國絕大多數(shù)選煤廠所使用的刮板輸送機(jī)在出廠時(shí)，都配有保護(hù)定子和溫度傳感器等一系列保護(hù)裝置，并且多位于頭輪和尾輪的軸承內(nèi)部，所以對保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，則主要是針對刮板輸送機(jī)機(jī)尾的單側(cè)斷鏈保護(hù)裝置，此保護(hù)裝置的存在，雖然在很大程度上避免了刮板輸送機(jī)出現(xiàn)故障，但是仍就存在著很大的應(yīng)用局限，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中會出現(xiàn)一些常見問題。例如，如果刮板鏈在上鏈機(jī)頭方向出現(xiàn)拉斜或者斷裂時(shí)，那么位于機(jī)尾的防斷鏈檢測裝置就無法第一時(shí)間察覺到故障信息，也就不能及時(shí)作出反應(yīng)；如果刮板輸送機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，巡視人員在巡檢過程中卻無法第一時(shí)間到達(dá)開關(guān)位置緊急停機(jī)；部分刮板輸送機(jī)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(shí)發(fā)現(xiàn)，刮板輸送機(jī)也不會自動停止運(yùn)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(shí)際工作過程中發(fā)現(xiàn)的問題，技術(shù)人員決定對選煤廠的刮板輸送機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，希望可以最大程度滿足選煤廠的實(shí)際生產(chǎn)需求。

2.刮板輸送機(jī)保護(hù)裝置的改進(jìn)方法

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

(1)刮板輸送機(jī)拉斜與斷鏈的改進(jìn)策略

若想對刮板輸送機(jī)防斷鏈保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，就必須要明確刮板輸送機(jī)鏈條拉斜和斷鏈的主要原因：①刮板輸送機(jī)在運(yùn)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(yùn)行阻力，如果阻力過大超出負(fù)載，那么鏈條就會因拉緊力過大而斷裂。②刮板輸送機(jī)在長時(shí)間的運(yùn)行過程中鏈條已經(jīng)出現(xiàn)了老化和磨損，嚴(yán)重缺乏柔韌性，如果外力不均則很容易斷裂。③刮板輸送機(jī)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(yùn)行過程中就會存在刮鏈現(xiàn)象，這也同時(shí)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(yùn)行要求，鏈條就會因?yàn)轭l繁跳牙而斷裂。⑤刮板輸送機(jī)的鏈條不僅在運(yùn)行過程中承受著較大的拉力，在停機(jī)后刮板輸送機(jī)的運(yùn)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(yīng)拉力，這會加速鏈條強(qiáng)度的下降，最終導(dǎo)致鏈條因失去彈性而斷裂。一旦發(fā)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(xù)前行，這就會導(dǎo)致鏈條在機(jī)頭和底槽里發(fā)生堆積，嚴(yán)重增大了鏈輪的負(fù)擔(dān)，甚至?xí)螂娏鬟^載而導(dǎo)致鏈輪損壞。而且如果皮帶運(yùn)輸機(jī)發(fā)生斷鏈故障未能及時(shí)停機(jī)，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(qiáng)度，需要花費(fèi)一定的時(shí)間成本和人力成本進(jìn)行拖鏈，并且很容易在處理故障的過程中對設(shè)備造成二次損壞，降低設(shè)備的使用壽命。所以技術(shù)人員必須采取有效措施，對防斷鏈保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，在發(fā)生斷鏈故障時(shí)能夠做到快速停機(jī)，避免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

此時(shí)如果單純依靠過流跳閘來實(shí)現(xiàn)斷鏈停機(jī)，效果顯然并不理想，也不再符合當(dāng)前選煤廠的實(shí)際生產(chǎn)需求。所以技術(shù)人員著手設(shè)計(jì)了一款適用于膠帶搭接處的刮板輸送機(jī)防斷鏈保護(hù)裝置。改進(jìn)后的刮板輸送機(jī)防斷鏈保護(hù)裝置主要是由低機(jī)頭、機(jī)身、接近開關(guān)和探測桿等組成，探測桿的最主要作用是檢測刮板輸送機(jī)兩側(cè)刮板鏈的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并將監(jiān)測到的狀態(tài)信號傳遞給接近開關(guān)，由接近開關(guān)將信號傳入PLC控制模塊中，以此來實(shí)現(xiàn)對刮板輸送機(jī)的保護(hù)作用。探測桿作為有效的失速保護(hù)裝置，他們分別位于同一刮杠的左右兩側(cè)，并由左右兩個(gè)接近開關(guān)進(jìn)行分別檢測，如果刮板輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)正常，則接近開關(guān)所接收到的信號一致；如果刮板輸送機(jī)出現(xiàn)拉斜時(shí)，那么探測桿擺動的頻率將不再統(tǒng)一，接近開關(guān)的開閉狀態(tài)也會發(fā)生相應(yīng)變化，如果這一過程持續(xù)三秒以上，PLC控制模塊中的程序就會自動判斷刮板輸送機(jī)拉斜并給出相應(yīng)的指示信號同時(shí)強(qiáng)制停機(jī)，避免刮板輸送機(jī)出現(xiàn)更大故障。如果刮板輸送機(jī)出現(xiàn)斷鏈故障時(shí)，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(yùn)行情況，如果連續(xù)3秒檢測不到刮杠的運(yùn)行狀態(tài)，那么PLC控制系統(tǒng)則會自動判斷刮板輸送機(jī)出現(xiàn)斷鏈故障，同時(shí)發(fā)出警告并停機(jī)。

為了防止程序出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，技術(shù)人員將程序的開啟時(shí)間設(shè)置為刮板輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)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(guān)作為斷鏈保護(hù)裝置的核心部分，在此次改造中技術(shù)人員使用了電感式接近開關(guān)，此種接近開關(guān)的工作原理為：接近開關(guān)內(nèi)部的振蕩器會產(chǎn)生具有規(guī)律的交變磁場，當(dāng)有金屬物質(zhì)也就是探測桿接近磁場時(shí)，在感應(yīng)距離之內(nèi)探測桿內(nèi)部就會產(chǎn)生渦流，導(dǎo)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(zhuǎn)換成相應(yīng)的開關(guān)信號，完成開關(guān)電路的通斷。

接近開關(guān)共有兩種接線方式用來控制開關(guān)啟停，一是將接近開關(guān)的輸出線直接與控制回路的常閉接點(diǎn)連接，那么斷開常閉接點(diǎn)就可使開關(guān)斷開，具體如圖1所示；另一種是將接近開關(guān)的輸出線連接到PLC控制器中，當(dāng)PLC控制器接收到接近開關(guān)發(fā)出的信號后，就會發(fā)出停電信號促使開關(guān)斷電，那么刮板輸送機(jī)就會及時(shí)停機(jī)。此時(shí)技術(shù)人員也要科學(xué)設(shè)置接近開關(guān)的位置，具體的距離需要有技術(shù)人員通過計(jì)算得出，不可因距離過遠(yuǎn)而降低接近開關(guān)的感應(yīng)靈敏度。

圖1 斷鏈保護(hù)裝置電路圖

(2)刮板輸送機(jī)緊急停機(jī)的改進(jìn)策略

刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸距離相對較長，且在作業(yè)區(qū)域內(nèi)存在著很大的噪聲，導(dǎo)致現(xiàn)場的工作人員無法及時(shí)追蹤輸刮板輸送機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，只能利用監(jiān)控設(shè)備對刮板輸送機(jī)進(jìn)行巡視。但是現(xiàn)有的刮板輸送機(jī)，即使工作人員在巡視過程中發(fā)現(xiàn)了問題，也無法在第一時(shí)間趕到故障現(xiàn)場緊急停機(jī)，這會在很大程度上延誤故障搶修，甚至導(dǎo)致更大損失。針對這一情況，技術(shù)人員決定在刮板輸送機(jī)上額外增設(shè)緊急拉繩開關(guān)，作為一種保護(hù)裝置，在規(guī)定距離內(nèi)工作人員只要拉動開關(guān)鋼絲繩就能實(shí)現(xiàn)對刮板輸送機(jī)的遠(yuǎn)程操控，確保故障能夠在第一時(shí)間得到處理。

(3)刮板輸送機(jī)連鎖停機(jī)的改進(jìn)策略

該選煤場的刮板輸送機(jī)絕大多數(shù)的出料方式為直接入倉，為了防止倉滿自溢的情況產(chǎn)生，技術(shù)人員決定將刮板輸送機(jī)和出料閘板進(jìn)行連鎖，如果倉位儀監(jiān)測到料倉倉位高于90%或者出料閘板已經(jīng)全部關(guān)閉，那么刮板輸送機(jī)則會在程序的操縱下自動停機(jī)。

3.經(jīng)濟(jì)效益分析

該選煤廠通過對刮板輸送機(jī)的保護(hù)裝置進(jìn)行改進(jìn)，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(jī)的使用壽命。本次改造共花費(fèi)人民幣52060元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，因本次改造，節(jié)省了刮板輸送機(jī)維護(hù)和更換時(shí)間200h以上，按每臺刮板輸送機(jī)2000t/h的運(yùn)量計(jì)算，那也就是說，改造后的刮板輸送年機(jī)運(yùn)輸量至少提高了400000t，極大的提高了選煤廠的經(jīng)濟(jì)利益。

綜上所述，對刮板輸送機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行一系列改造，不僅極大程度的提高了刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸效率，同時(shí)也大幅度節(jié)省刮板輸送機(jī)的維修和養(yǎng)護(hù)時(shí)間，延長了刮板輸送機(jī)的使用壽命，不僅投資低而且回報(bào)率高，所以適合在選煤廠大范圍應(yīng)用與推廣。