刮板输送机保护装置改进实践

＊张 锋

（霍州煤电集团鑫钜煤机装备制造有限责任公司 山西 031400）

刮板输送机在出厂时都会配有一定的保护装置，但是这些保护装置并不能100%的避免刮板输送机出现故障，需要技术人员结合工作的实际情况，对保护装置进行改进，提高保护装置的应用性能和应用范围，从源头上保障刮板输送机的正常运行。

1.刮板输送机在运行过程中存在的普遍问题

某选煤厂共有刮板输送机22台，其中12台为刮板链带动刮杠运转式，10台为刮板链带动衬板运转式，这些刮板输送机是保证选煤厂正常运行的重要设备。现如今我国绝大多数选煤厂所使用的刮板输送机在出厂时，都配有保护定子和温度传感器等一系列保护装置，并且多位于头轮和尾轮的轴承内部，所以对保护装置进行改进，则主要是针对刮板输送机机尾的单侧断链保护装置，此保护装置的存在，虽然在很大程度上避免了刮板输送机出现故障，但是仍就存在着很大的应用局限，导致刮板输送机在运行过程中会出现一些常见问题。例如，如果刮板链在上链机头方向出现拉斜或者断裂时，那么位于机尾的防断链检测装置就无法第一时间察觉到故障信息，也就不能及时作出反应；如果刮板输送机在运行过程中出现问题，巡视人员在巡检过程中却无法第一时间到达开关位置紧急停机；部分刮板输送机的出料方式为直接入仓，那么如果仓满后工作人员没有及时发现，刮板输送机也不会自动停止运行，就会因仓满自缢而在一定程度上增大工作量。针对上述选煤厂在实际工作过程中发现的问题，技术人员决定对选煤厂的刮板输送机保护装置进行改进，希望可以最大程度满足选煤厂的实际生产需求。

2.刮板输送机保护装置的改进方法

该选煤场所使用的两种刮板输送机型号在应用过程中各有优缺点，例如刮板链带动刮杠式刮板机，是原煤落到刮板输送机底部时，由刮杠运转的作用力将煤送入溜槽，此类型刮板输送机通常带有尾侧断链保护装置和温度检测传感器；刮板链带动衬板运转，是由衬板的作用力将煤送入破碎口，此类型刮板输送机在出厂时并不具备尾侧断链保护装置，只单一设置了温度检测传感器。这两种刮板输送机的使用性能并不能高度匹配该选煤厂的实际工作需求，所以技术人员决定对上述两种刮板输送机的保护装置均作出改进，主要改造内容为：防止刮板输送机出现断链与拉斜；额外增设紧急拉绳开关；设置仓满连锁停机程序。

(1)刮板输送机拉斜与断链的改进策略

若想对刮板输送机防断链保护装置进行改进，就必须要明确刮板输送机链条拉斜和断链的主要原因：①刮板输送机在运行过程中或多或少会存在回煤情况，这会在一定程度上增大链条的底部运行阻力，如果阻力过大超出负载，那么链条就会因拉紧力过大而断裂。②刮板输送机在长时间的运行过程中链条已经出现了老化和磨损，严重缺乏柔韧性，如果外力不均则很容易断裂。③刮板输送机在制造过程中没有做到零部件的精度安装，例如钩槽底板不平，那么链条在运行过程中就会存在刮链现象，这也同时增大了链条的断裂概率。④两根链条的长度不一或者安装松紧度不符合运行要求，链条就会因为频繁跳牙而断裂。⑤刮板输送机的链条不仅在运行过程中承受着较大的拉力，在停机后刮板输送机的运输带上仍然会存留一部分的煤炭和矸石，那么重新启动后链条也承受着相应拉力，这会加速链条强度的下降，最终导致链条因失去弹性而断裂。一旦发生链条断裂，上链处的牵引力就会消失，下链则会在惯性的作用下继续前行，这就会导致链条在机头和底槽里发生堆积，严重增大了链轮的负担，甚至会因电流过载而导致链轮损坏。而且如果皮带运输机发生断链故障未能及时停机，那么随着断链间距的不断增大，链条的堆积量也会不断增加，这会给工作人员带来更大的工作强度，需要花费一定的时间成本和人力成本进行拖链，并且很容易在处理故障的过程中对设备造成二次损坏，降低设备的使用寿命。所以技术人员必须采取有效措施，对防断链保护装置进行改进，在发生断链故障时能够做到快速停机，避免造成更大的经济损失。

此时如果单纯依靠过流跳闸来实现断链停机，效果显然并不理想，也不再符合当前选煤厂的实际生产需求。所以技术人员着手设计了一款适用于胶带搭接处的刮板输送机防断链保护装置。改进后的刮板输送机防断链保护装置主要是由低机头、机身、接近开关和探测杆等组成，探测杆的最主要作用是检测刮板输送机两侧刮板链的实际运行状态，并将监测到的状态信号传递给接近开关，由接近开关将信号传入PLC控制模块中，以此来实现对刮板输送机的保护作用。探测杆作为有效的失速保护装置，他们分别位于同一刮杠的左右两侧，并由左右两个接近开关进行分别检测，如果刮板输送机运行状态正常，则接近开关所接收到的信号一致；如果刮板输送机出现拉斜时，那么探测杆摆动的频率将不再统一，接近开关的开闭状态也会发生相应变化，如果这一过程持续三秒以上，PLC控制模块中的程序就会自动判断刮板输送机拉斜并给出相应的指示信号同时强制停机，避免刮板输送机出现更大故障。如果刮板输送机出现断链故障时，那么三组失速检测装置中的探测杆，就会有一组或几组无法检测到刮杠的运行情况，如果连续3秒检测不到刮杠的运行状态，那么PLC控制系统则会自动判断刮板输送机出现断链故障，同时发出警告并停机。

为了防止程序出现错误判断，技术人员将程序的开启时间设置为刮板输送机稳定运行15秒之后，如此可有效确保程序的可靠性和智能性。接近开关作为断链保护装置的核心部分，在此次改造中技术人员使用了电感式接近开关，此种接近开关的工作原理为：接近开关内部的振荡器会产生具有规律的交变磁场，当有金属物质也就是探测杆接近磁场时，在感应距离之内探测杆内部就会产生涡流，导致磁场震荡衰减甚至停振，这些过程会被后级放大电路处理并将其转换成相应的开关信号，完成开关电路的通断。

接近开关共有两种接线方式用来控制开关启停，一是将接近开关的输出线直接与控制回路的常闭接点连接，那么断开常闭接点就可使开关断开，具体如图1所示；另一种是将接近开关的输出线连接到PLC控制器中，当PLC控制器接收到接近开关发出的信号后，就会发出停电信号促使开关断电，那么刮板输送机就会及时停机。此时技术人员也要科学设置接近开关的位置，具体的距离需要有技术人员通过计算得出，不可因距离过远而降低接近开关的感应灵敏度。

图1 断链保护装置电路图

(2)刮板输送机紧急停机的改进策略

刮板输送机的运输距离相对较长，且在作业区域内存在着很大的噪声，导致现场的工作人员无法及时追踪输刮板输送机的实际运行状态，只能利用监控设备对刮板输送机进行巡视。但是现有的刮板输送机，即使工作人员在巡视过程中发现了问题，也无法在第一时间赶到故障现场紧急停机，这会在很大程度上延误故障抢修，甚至导致更大损失。针对这一情况，技术人员决定在刮板输送机上额外增设紧急拉绳开关，作为一种保护装置，在规定距离内工作人员只要拉动开关钢丝绳就能实现对刮板输送机的远程操控，确保故障能够在第一时间得到处理。

(3)刮板输送机连锁停机的改进策略

该选煤场的刮板输送机绝大多数的出料方式为直接入仓，为了防止仓满自溢的情况产生，技术人员决定将刮板输送机和出料闸板进行连锁，如果仓位仪监测到料仓仓位高于90%或者出料闸板已经全部关闭，那么刮板输送机则会在程序的操纵下自动停机。

3.经济效益分析

该选煤厂通过对刮板输送机的保护装置进行改进，极大程度的降低了刮板链和刮杠的更换频率，有效的提高了刮板输送机的使用寿命。本次改造共花费人民币52060元。据不完全统计，因本次改造，节省了刮板输送机维护和更换时间200h以上，按每台刮板输送机2000t/h的运量计算，那也就是说，改造后的刮板输送年机运输量至少提高了400000t，极大的提高了选煤厂的经济利益。

综上所述，对刮板输送机保护装置进行一系列改造，不仅极大程度的提高了刮板输送机的运输效率，同时也大幅度节省刮板输送机的维修和养护时间，延长了刮板输送机的使用寿命，不仅投资低而且回报率高，所以适合在选煤厂大范围应用与推广。