非接触式胶带机跑偏保护装置在锦界选煤厂的应用

艾熙昭

摘要：带式输送机的安全运转对煤矿生产非常重要。输送带跑偏是带式输送机运转过程中最常见的故障，针对锦界选煤厂现有胶带机跑偏保护装置的缺陷，设计研制了一种胶带机非接触跑偏保护装置，由控制单元、报警器、紧急停车装置和检测装置组成，控制单元根据检测单元的检测结果输出报警信号或紧急停车信号。该保护装置结构简单，运行稳定，特别适用于潮湿、有腐蚀性的工作环境中，在锦界选煤厂的应用中显示了较强的实用价值和推广价值。

Abstract： Safe operation of belt conveyor is very important for coal mine production. Belt conveyor running deviation is the most common fault in belt conveyor operation process. For defects in the existing running-away protection device of JINJIE Coal Preparation Plant， a kind of non-contact run partial protection device is developed， which is composed of a control unit， alarm， emergency stop device and detection device， and the control unit outputs an alarm signal or emergency stop signal according to test result of pick-up unit. The protective device is simple in structure and stable in operation， especially suitable for wet and corrosive working environment.

關键词：胶带机；跑偏保护；非接触；选煤厂

Key words： belt conveyor；run partial protection；non-contact；coal preparation plant

中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）33-0240-02

0 引言

带式输送机广泛应用于各种大型工业领域[1-3]。在煤矿运营生产过程中， 带式输送机是必不可少的主要运输设备之一， 它的安全运转对煤矿生产非常重要。带式输送机的输送带跑偏是其运转过程中最常见的故障之一，约有30%以上的输送带损坏和报废是因为输送带跑偏导致。跑偏量过大会造成输送带边缘磨损甚至撕裂、输送带局部或全线撒料，影响和缩短输送带的使用寿命[4，5]，因此，为了实时监测胶带输送机带面运行情况，胶带机在生产安装时必须按照胶带机安装标准配置相对应的带面跑偏保护装置，一旦跑偏位移触动保护装置即可报警停车采取纠偏措施[6-8]。因此，带面保护装置的有效和高效运行对提高选煤厂经济效益具有重要意义。

锦界选煤厂现阶段采用型号为KG1007A-2接触式跑偏保护装置，胶带正常运行时，跑偏开关的探杆与胶带基本垂直。当胶带跑偏时，胶带碰到跑偏开关的探杆，并带动探杆轴旋转，当探杆偏转到动作角度时，使其内部的行程开关动作，发出跑偏信号。但在实际运行中频繁出现监测探杆易磨损、机构易损坏等情况，需要耗费大量的人力、物力去维护KG1007A-2接触式跑偏保护装置，尽管如此，仍然出现现场作业人员因检查、维护不到位，因跑偏保护装置失灵而引发的胶带机跑偏故障。

鉴于此，本文研制了一种故障率极低的非接触式的胶带机跑偏保护装置，并应用于锦界选煤厂生产实际中，取得良好效果。

1 非接触式胶带机跑偏保护装置的研制

针对锦界选煤厂胶带机跑偏保护现有技术中存在的问题，研制了一种胶带机非接触跑偏保护装置，利用光电开关红外检测原理及自制可调式支架组装而成的一种故障率极低的非接触式的胶带机跑偏保护装置，特别适用于潮湿、有腐蚀性的工作环境。

1.1 非接触式跑偏装置构造

接触式胶带机跑偏装置结构示意图如图1所示，包括两组结构相同的检测装置，两组检测装置对称设置在胶带机的两侧，检测装置包括基础支座、垂直调节支架、水平调节支架、光电开关1、光电开关2和控制单元。基础支座通过螺栓固定安装在胶带机的机架上，垂直调节支架为L型结构，垂直调节支架的竖直端与基础支座连接，垂直调节支架的水平端位于垂直端的上端，通过调整垂直调节支架与基础支座的连接位置，用于调节光电开关1和光电开关2的高度位置；光电开关1和光电开关2平行安装在水平调节支架上，水平调节支架与垂直调节支架的水平端连接，通过调整水平调节支架与调整垂直调节支架的连接位置，用于调整光电开关1和光电开关2的水平位置。光电开关1和光电开关2分别检测胶带机带面的轻偏移状态与重偏移状态，光电开关1和光电开关2与控制单元连接。

1.2 非接触式跑偏装置工作方式

非接触式跑偏装置控制单元为PLC控制器。控制单元还连接有报警器和紧急停车装置，当带面处于轻微跑偏状态时，控制单元执行报警功能，当带面处于严重跑偏状态时，控制单元执行紧急停车功能。

当带面偏移出托辊外边缘50mm时，即带面轻偏移状态，光电开关1输出检测信号至控制单元，控制单元输出报警信号至报警器，报警器报警；当带面偏移出托辊外边缘100mm时，即带面重偏移状态，光电开关2输出检测信号至控制单元，控制单元输出停车信号至紧急停车装置，实现胶带机的紧急停车。光电开关1和光电开关2均为漫反射光电开关，检测量程为20cm。

安装时，光电开关1和光电开关2的检测方向与平行相邻托辊组形成平面垂直。当带面跑出托辊外边缘50mm时轻跑偏保护光电开关动作给PLC一个返回信号通过RSLINK通讯给上位机RSVIEW32程序报警提示功能，带面跑出托辊外边缘100mm时光电开关动作给PLC一个返回信号通过RSLINK通讯给上位机RSVIEW32程序紧急停车功能。

2 非接触式胶带机跑偏保护装置在锦界选煤厂的应用

2.1 非接触式胶带机跑偏保护装置的安装

图2所示为非接触式胶带机跑偏保护装置安装效果，基础支座采用螺栓垂直固定在胶带机两侧的机架上，安装时必须保证两侧的基础支座所形成的平面与胶带机的带面位于正交的状态。

基础支座上沿垂直方向等间距设置有多个螺栓孔，垂直调节支架的竖直端通过螺栓与基础支座的螺栓孔连接，垂直调节支架通过与不同高度的螺栓孔连接，实现光电开关1和光电开关2高度位置调节；同时安装时必须保证两侧基础支座所形成的平面与两侧垂直调节支架所形成的平面处于平行的状态且垂直方向有足够的调整余量。

垂直调节支架的水平端等间距设置有多个螺栓孔，水平调节支架通过螺栓固定在垂直调节支架的水平端上，通过调整水平调节支架与不同的螺孔连接，实现光电开关1和光电开关2水平位置的调节；安装时必须保证两侧水平调节支架所形成的平面与两侧垂直调节支架所形成的平面处于平行的状态且水平方向有足够的调整余量。

2.2 非接触式胶带机跑偏保护装置的应用效果

非接触式胶带机跑偏保护装置作为输送机的重要保护装置，灵敏可靠的跑偏保护装置对于延长胶带机带面的使用寿命相当重要，及时发现设备异常，即时进行维修纠偏，在保证安全生产的同时，可有效提高选煤厂经济效益和社会效益。以神东公司锦界选煤厂为例 ，该厂维护 17部带式输送机，带长超过 4km，单价按 200元/m计算，合计 80万元，正常运转不跑偏的新输送带能用4～6年，则平均每年材料费约 13万元；而跑偏带最大寿命为1～2年， 每年的材料费则为80万元 。因此灵敏可靠的监测输送带运行情况，仅材料费一项，每年可节约资金 67万元，而且可以降低维护工作量，减少维护人员，节省维护检修费用。

3 结语

針对锦界选煤厂现有胶带机跑偏保护装置的缺陷，设计研制了一种胶带机非接触跑偏保护装置，包括控制单元、报警器、紧急停车装置和两个对称设置在胶带机两侧的检测装置，控制单元根据检测单元的检测结果输出报警信号或紧急停车信号。该保护装置结构简单，运行稳定，特别适用于潮湿、有腐蚀性的工作环境中，在锦界选煤厂的应用中显示了较强的实用价值和推广价值。

参考文献：

[1]关云建.煤矿胶带输送机常见故障原因分析及预防[J].应用能源技术，2015，07：8-12.

[2]刘文亮，张晓伟，董秋艳.连续皮带机胶带跑偏原因与力学分析[J].水利水电技术，2006（3）：26-27.

[3]房庆云.皮带机跑偏故障及其对策[J].港口装卸2007（3）：21-23.

[4]孙晓华，邱常明，王彦凤，等.带式输送机输送带的跑偏及自动纠偏研究[J].选煤技术，2008（01）：14-16.

[5]王继伟.煤矿胶带输送机常见故障及处理分析[J].河南科技，2014，23：103-104.

[6]李允旺，苗运江，陈雅阁.楔块式断带保护装置的研究[J].煤矿机械，2005，26（11）：42.

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