带式输送机断带保护装置的分析和应用

刘 晖

（山煤集团凌志达煤业有限责任公司， 山西 长治 046606）

1 项目概况

带式输送机的运输皮带在长期运行中会产生疲劳损伤，有可能会出现疲劳断裂的情况，而一旦发生断裂，重锤箱就会突然下落并砸向楼板或地面，因重锤箱与混凝土冲击属于刚性冲击，接触时间短，动能大，重锤箱有可能会砸坏甚至砸穿楼板，造成楼板或地面以及重锤箱的严重损坏，引发安全事故。因此，在煤矿的带式输送机上必须安装断带保护装置。

从凌志达煤业公司的情况来看，带式输送机使用的大多数断带抓捕保护装置为边缘抓捕，抓捕面积小且容易撕裂皮带，而且抓捕器本身和皮带输送机并无联动关系，若抓捕器误动作时，皮带输送机仍正常运行容易导致皮带损坏程度扩大，影响安全和生产。基于以上原因，分析了一种联动式皮带机断带保护装置，该装置的设计解决了断带抓捕保护装置抓捕面积小且容易撕裂皮带的缺陷，解决了断带时皮带输送机不能及时停机的问题[1-2]。

2 联动式带式输送机断带保护装置的分析

2.1 断带保护装置的结构（见图1）

2.2 工作原理

该联动式皮带机断带保护装置包括触发机构和抓捕机构，触发机构由磁感应急停闭锁开关、弹簧脱扣机构和控制钢缆组成，弹簧脱扣机构有一个壳体，有一个可轴向移动的拉杆穿过壳体的两侧壁并且两端伸出在壳体外侧，在拉杆上处于壳体内的部分上固定磁体，在拉杆上处于磁体与壳体一侧内壁之间套有脱扣压簧，拉杆套有脱扣压簧的那侧外端设有挂绳孔，在壳体上处于拉杆装有磁体的那侧外壁上拉杆外端头的后面固定有挂柱，在壳体上与侧面垂直的一面上靠近磁体的一侧装有磁感应急停闭锁开关，弹簧脱扣机构固定在皮带机机架的一侧并且拉杆有挂绳孔的一端朝内，在皮带机机架的另一侧站腿上设置挂钩，控制钢缆一端连接在拉杆的挂绳孔上，控制钢缆拉紧使脱扣压簧压缩后另一端挂在挂钩上；抓捕机构装置在皮带机纵梁上处于触发机构后部的位置上，抓捕机构有一个框架，框架的底部固定有处于皮带机上幅皮带下方的凸型摩擦板，框架的四角分别固定有导向柱，在凸型摩擦板上方对应设置处于皮带机上幅皮带上方的凹型摩擦板，凹型摩擦板四角的滑孔对应套入在导向柱上，在每个导向柱上处于凹型摩擦板滑孔上面套有压板弹簧，同侧导向柱顶部之间连有顶梁，压板弹簧两端支撑在凹型摩擦板滑孔孔壁与顶梁之间，两顶梁之间在中部位置连接有横梁，在横梁和框架上设置导向滑轮，由悬吊钢丝绳一端固定在凹型摩擦板上面的中心点上，悬吊钢丝绳绕过导向滑轮后另一端挂结在壳体的挂柱上使凹型摩擦板悬吊在凸型摩擦板上方，皮带运输面在凸型摩擦板上面并处于凹型摩擦板下方。

图1 联动式断带保护装置的研制结构示意图

抓捕机构的框架有4个L型吊架，吊架的横边内端处于凸型摩擦板下部并与凸型摩擦板焊接在一起，吊架立边的上端焊接有叉形连接槽板，叉形连接槽板上设置用于固定连接的通孔，通过该通孔将吊架固定在皮带机机架上，同侧的吊架之间连接加固梁，在每个吊架的横边上固定导向柱[3-4]。

凸型摩擦板上面有纵向的沟槽；凹型摩擦板下面有纵向的沟槽，凹型摩擦板两端有向下的折边，两折边内侧之间的距离大于凸型摩擦板的长度，能使凹型摩擦板扣在凸型摩擦板上，夹持皮带可靠。凸型摩擦板和凹型摩擦板的沟槽由中间的平面与两侧的斜面构成，以适应皮带机托辊围成的支撑皮带的断面形状。对应皮带机机架安有弹簧脱扣机构的那侧加固梁上和横梁端部设置导向滑轮，在横梁中部也设置有导向滑轮。触发机构在抓捕机构前30 m处。

装配时，控制钢缆拉住弹簧脱扣机构的拉杆，使脱扣压簧压缩，带动拉杆向内侧偏移，感应式急停闭锁开关与磁体脱离，用手拉葫芦拉起凹型摩擦板处于凸型摩擦板上面约400 mm处，压板弹簧被压缩，悬吊钢丝绳绕过导向滑轮后另一端挂在触发机构的挂柱上，皮带机可以正常运行。发生皮带断裂时，断裂的皮带下垂碰撞控制钢缆，控制钢缆与皮带机机架站腿上的挂钩脱离，拉杆在脱扣压簧作用下向外移动，拉杆上的磁体靠近磁感应急停闭锁开关，触发磁感应急停闭锁开关输出开关信号控制皮带机停机并同时报警，同时拉杆的外端推动悬吊钢丝绳与挂柱脱离，悬吊钢丝绳释放后，凹型摩擦板在压板弹簧和自身重力的作用下迅速下落，凹型摩擦板卡在凸型摩擦板上，达到阻止皮带下滑的目的。凸型摩擦板和凹型摩擦板配合覆盖皮带全断面，增加了对皮带下滑的阻力，使其切实起到防止断带下滑的作用，在凸型摩擦板与凹型摩擦板抓捕断带的同时切断皮带机运行电源，实现断带抓捕与停机运行的联动作业。

本装置通过凸型摩擦板和凹型摩擦板上下咬合夹持断带，咬合力较大，并覆盖皮带的全断面，对皮带夹持可靠，纯机械结构触发动作可靠，安装简便，断带时能及时触发机构动作阻止皮带下滑，同时使设备自动报警停机，能起到防止断带下滑伤人的作用。

3 实践应用及效果分析

凌志达煤业公司西十一带式输送机于2010年3月10日安装投入运行，双驱动滚筒4台电机驱动，机头配备1 000 t煤仓，使用皮带PVG1600S-1050mm；2012年12月，皮带延伸至-600水平，增设辅助张紧系统，皮带更换为兖州银河生产的PVG2500S；2013年5月，皮带巷增设天津华宁电气有限公司生产的KTC语音报警系统。采用唐山开城电器厂的高软智能开关，型号为QBG－300/6000R，控制系统采用中国矿大研制的KJ68型井下胶带输送机集中控制系统。皮带张紧系统使用YZLA-120AJC液压绞车，钢丝绳直径18.5 mm。断带保护装置为边缘抓捕类型，在多年的实践应用过程中发现因为抓捕面积小并且容易撕裂皮带，同时因为抓捕器本身和皮带输送机并无联动关系，常会因为抓捕器的误动作，导致皮带的破坏情况较为严重，影响了设备的运行安全和运行效率[5]。

基于以上原因，将研制的新型联动式断带保护装置取代了边缘抓捕器，用于对带式运输机的断带保护。该装置的安装简便，采用纯机械结构触发动作可靠。在带式输送机的一次断带事故发生后，断带及时触发机构动作，阻止皮带下滑，同时自动报警停机，断带保护和输送机运行同时联动，切实起到防止断带下滑伤人的作用。在运行阶段，该断带保护装置无误动作发生，安全可靠。