关于胶带输送机速度保护装置的比较分析

文 辛，乔延翔

（平顶山市质量技术监督局，河南 平顶山 467000）

1 胶带输送机与速度保护装置概述

1.1 胶带运输机

带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。使用非常方便。

带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备(如机车类)相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。

带式输送机主要特点是机身可以很方便的伸缩，设有储带仓，机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，机架轻巧，拆装十分方便。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。 带式输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门，是因为它具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点。

1.2 跑偏开关

跑偏开关（Belt Sway Switches）又称防偏开关，也叫两级跑偏开关。用于检测带式输送机运行中的跑偏现象，按皮带实际跑偏量输出报警或停机信号，可有效的防止由皮带跑偏而产生的事故，是一种带式输送机的保护装置。

跑偏开关具有两级动作功能。一级动作用于报警，二级动作用于自动停机。分两个位置检测输送机皮带的跑偏程度和扭曲程度。根据皮带的跑偏程度和扭曲程度，实现自动报警和停机，避免昂贵的输送皮带受损坏及因皮带扭曲造成的物料散落等事故。此开关安装方便，运行可靠，是带式输送机必备的保护装置之一。

输送机在运行中，当皮带跑偏且与开关立辊接触时，立辊自转，若跑偏量继续加大，则挤压立辊发生偏移。当立辊偏转角度超过20°时，一级开关动作，输出报警信号。当立辊偏转角度超过35°以上时，二级开关动作，输出停机信号。一级开关信号用于报警，如果将此信号与跑调整装置相接，即可实现不停机状态下的跑偏自动调整。二级开关信号用于停机，将此信号接至控制线路中，即可实现重度跑偏状态下的自动停机。当故障排除后，胶带离开立辊正常运转时，立辊可自动复位。

1.3 拉绳开关

拉绳开关（Pull Cord Switch）又称双向拉绳开关，俗称“紧急停机开关”。用于带式输送机发生事故时，能紧急停止输送机的一种开关。当发生紧急事故或需要整修而停机时，可拉动系于摆臂上的钢丝绳，摆臂旋转而带动机内凸轮并驱动微动开关,使输送机停机 。

拉绳开关由拉杆、复位柄、凸轮、锁槽及微动开关等组成。拉绳开关安装于皮带输送机的两侧的机架上，用钢丝绳沿着输送机两侧把开关连接起来。当输送带设备发生紧急事故时，在现场沿线任意处拉动钢丝绳，钢丝绳牵动驱动臂旋转，通过传动轴带动扭力弹簧使精密凸轮发生位移，驱动微动开关切断控制线路，使得输送机停止运行。

1.4 速度开关

速度开关主要用于解决皮带打滑、皮带断裂、动轴剪切和过载等问题。可以用于皮带输送机，吊杆提升，螺旋推进、研磨、破碎、泵、离心干燥机等设备的速度检测。

一般的速度开关直接安装在从动滚筒或大直径的托辊边上，检测皮带的速度状态。普通速度开关的输出信号由一个比较器处理Fr，被检测物体的运动产生一个振荡频率Fc。比较器Fr与检测物体的频率Fc比较，速度开关的开关电路输出在Fc>Fr时，此时运行速度正常，无信号输出，当Fc

2 三种保护开关的结构及工作原理

1.1 速度开关

结构上主要由触轮、脉冲盘、电子脉冲开关、壳体和拉簧等组成。其工作原理：速度开关安装在胶带输送机承载边的非工作面，当触轮随胶带运行而带动内部的脉冲盘，在脉冲盘旋转时传感器的磁感应信号输入到控制电路中，经放大、整形后进行计数，其计数值与预置数比较，判断胶带的带速，即：正常速度、打滑或超速等，同时执行电路输出相应的开关信号，当打滑或超速时引起设备跳停，达到保护设备的目的。现场示意图见图1。

图1 速度开关现场示意

1.2 旋转探测仪

旋转探测仪主要安装在从动轴旁。当电动机运转时，通过胶带驱使从动轴转动，从动轴上的检测片也随之转动。旋转探测仪接收到检测片均匀间隔的脉冲信号，此时旋转探测仪为闭合状态，通过串接中间的继电器的自保触头使交流接触器吸合，从而使电动机转动。当设备发生卡转、堵转、皮带打滑和传动轴断裂等故障时，从动轴将慢转或停转，旋转探测仪将接收不到检测片的均匀间隔脉冲信号。在工艺指定时间内未接收到转动信号，旋转探测仪将由闭合状态转为断开，使中间继电器和交流接触器断开，及时停机，可靠地保护设备。现场示意图见图2。

图2 旋转探测仪现场示意

1.3 堵料保护开关

笔者根据现场实际情况及查阅相关资料，制作了一种堵料保护开关，其工作原理：在下料斗侧边开一个250mm×250mm的方形孔，在顶部用合页将割下的板与下料斗连接，然后在下料斗边上固定限位开关，当下游胶带打滑、卡转、堵转、传动轴断裂等故障出现时，堆积在下料斗内的物料越堆越多，达到一定的高度，在重力作用下，以合页为轴推开方形板，方形板紧挨着限位开关，从而触动限位开关（限位开关与拉绳开关并联），同时接通拉绳开关的急停触点引起设备跳停，达到保护设备的目的。现场示意图见图3。

3 三种保护装置的对比分析

三种保护装置的对比见表1。

（1）速度开关市面上价格每个需要上千元，旋转探测仪每个需要上百元，自制堵料保护开关每个只需数十元。

（2）速度开关需要1个中控通道（每个约千元），旋转探测仪与自制堵料保护开关不需要中控通道。

（3）速度开关灵敏，只要保证胶带的托辊架不变形，不引起胶带跳动，检测准确；旋转探测仪比较灵敏，但有时受其他铁质杂质的干扰；堵料保护开关比较灵敏，需经常注意保持合页运转灵活。

表1 三种保护装置的对比

（4）速度开关和旋转探测仪能检测到胶带打滑低速、高速、断裂和卡转的情况，自制堵料保护开关除能检测到胶带打滑低速、断裂和卡转的情况外（胶带输送机一般不会高速，但斜向下布置胶带输送机时慎用此方法），还能及时地检测到下料口堵塞、下游提升机等设备堵料或库满，更加有效地保护了现场的设备。

4 效果

该公司总计有25~30台胶带输送机，采用自制的堵料保护开关，较采用速度开关共节约采购等成本几万余元，为公司节约了采购资金，同时能检测到胶带打滑低速、断裂和卡转的情况，还能及时检测到堵料、库满等故障，更好地保护了设备，减轻了现场岗位人员的劳动强度，节约了生产成本。

[1]董全林，刘彬.在伽利略坐标变换下的二端面弹性转轴的相似动力学方程[J].物理学报，2002，51(10):2191-2196.

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