刮板输送机断链保护装置的设计

申水旺，崔中和

(潞安环能股份公司 王庄煤矿，山西 长治 046031)

刮板输送机作为煤矿井下的主要运输设备，其运行的有效性对矿井生产有着直接影响，刮板输送机的断链事故会造成停机停产、损坏设备的后果，并增大工人的维修工作量。断链保护装置可以使刮板输送机在断链发生时快速停机，避免断链事故的扩大，减少经济损失和维修工作量。本文利用接近开关等价格低廉的材料制作的断链保护，不但材料普通、制作简单，经实践证明能有效减轻事故所造成的危害。

1 导致刮板输送机断链的原因分析

1) 刮板输送机在运输过程中因为没有排净有时会发生回煤，使链条在底槽中运行受阻，负载增大,造成链条的拉伸损伤。

2) 刮板输送机的链条在运输过程中会不断发生磨损，时间长了，链条的强度和韧性就会降低，发生断链的概率也会增大。

3) 刮板输送机的溜槽因为安装、底板不平、碰撞等原因会造成对口错位，这时会挂住刮板或链环，增大链条的负载。或者在运输过程中被卡在溜槽里的硬物绊住，也会使链条运行受阻，负载增大。

4) 刮板输送机的链条过紧会增大链条的初张力，在链条被卡刮时，会受到冲击载荷，链环会受到较大的张力，降低链环的韧性。

5) 链条过松或者两根链条长度不一致，会使链条运行到链轮处时，发生跳牙，使链环受到链轮牙齿的撞击，造成链环变形，断裂。

6) 工作面底板不平和不直会造成输送机刮板受力不均，也容易导致断链事故发生。

7) 刮板输送机长时间高负荷运转会使链条较早出现形变和磨损。除在运行过程中运输量大会增大链条拉力外，在停机后刮板输送机有残留的煤炭和矸石，在启动后也会增大链条的拉力。拉力较大会加剧链条的磨损和变形，加速链条强度的下降。

2 刮板输送机断链的危害

链条断裂时，由于刮板机上链所受的牵引消失，下链继续向前运行，导致链条在机头和底槽里堆积，增加了链轮的负荷，造成链轮损坏和电流过载。断链后，如果没有及时停机，断链处的间距就会扩大，链条就会堆积，增加了工人处理事故的工作量，严重时耗费大量时间和人工去进行拖链和接链，而且还会造成设备损害，缩短设备的使用寿命。

只有在断链事故发生时能快速停机，才能避免或减轻断链事故所造成的后果和经济损失。但只是依靠人工和开关的过流保护，显然难以做到及时发现断链和快速停机，只有刮板输送机实现断链后立刻自动停机才能解决这一问题。

3 王庄煤矿刮板输送机断链保护存在的缺陷

目前王庄煤矿使用的刮板输送机只是依靠开关中的过流跳闸来实现断链后停机。刮板输送机发生断链后，链轮的负荷会增大，导致开关中的电流增大，当达到开关中过流整定值时，开关就会跳闸。但等到开关跳闸时，链条已在机头有了一定的堆积，这时再进行事故处理已经比较麻烦。因而单纯依赖过流保护来实现停机断链已不符合当前煤矿的生产要求。针对这一缺陷，我们设计制作了一种适用于与胶带搭接处的刮板输送机断链保护装置，有效弥补了这一缺陷，完善和优化了刮板输送机断链保护。

4 刮板输送机断链保护装置的设计

4.1 刮板输送机断链保护装置的构成和原理

刮板输送机断链保护装置主要由花兰螺丝、细钢丝、导向管、弹簧、铁滑块和接近开关组成，如图1所示。

图1 断链保护装置结构

导向管开口处侧面示意如图2所示。

图2 导向管开口处侧面示意

细钢丝固定在刮板输送机机头的下方，细钢丝的松紧由花兰螺丝来进行调整。接近开关是一种非接触式的检测装置，当物体接近它时，就会被触发而发生动作。接近开关装设于导向管的开口处，与导线管开口之间的距离通过试验确定，不能因为距离过远而检测不到，也不能因距离过近而发生误动作，影响输送机正常运行。铁滑块的作用是用来触发接近开关动作的，当铁滑块经过导向管开口时，接近开关就会被感应而发生动作。铁滑块在导向管内的滑动必须灵敏可靠，导向管拐角加装一个滑轮，以减少钢丝与导向管之间的摩擦力。

当刮板输送机的链条发生断裂时，链条就会松弛下来，机头的链条就会下垂压在装设在机头下方的细钢丝上，细钢丝受到压力后会拉动连在细钢丝上的铁滑块在导向管内滑动，将铁滑块滑动到导向管开口处时，此时，安装在导向管开口处的接近开关检测到信号，该信号传递到开关中的控制电路中，触发控制电路中的常闭触点断开，使主电路失电，刮板输送机停止运转，避免刮板机断链继续运行而损坏链轮和引起电流过载。

4.2 接近开关的原理及接线方式

接近开关是断链保护装置的核心部分，装置中使用的是电感式接近开关。电感式接近开关的原理是：接近开关的振荡器会产生交变磁场，当金属接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属内部产生涡流，从而导致震荡衰减，以致停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发开关电路的通断。

接近开关控制开关启停的接线方式有两种。一是接近开关的输出线直接接到开关的控制回路的常闭接点上，通过使常闭接点断开来使开关断电(如图3)。另一种是将输出线接到含有PLC的控制器里，接近开关发出信号后，经PLC处理后，输出停电信号，使开关断电，刮板输送机停机。

5 结 语

虽然有些厂家有断链保护装置，但购买和改造成本较高，而且有些类型并不适用王庄煤矿高煤尘、运输量大的井下作业条件。从已经投入使用的王庄矿的五个作业地点可以看出，我们自主设计和制作的刮板输送机断链保护装置效果良好，在断链发生后能迅速使开关断电，避免了断开的链条和刮板卷入机头下面和底槽里。减轻了事故后工人的检修量，节省了抢修时间，节约了设备的运行成本，提高了工作面的生产效率。因为利用了平常可见的材料，而且结构简单，因而制作和安装费用低廉，具有较大的成本优势。但该装置只适合安装在与胶带搭接的刮板输送机上，因而其它位置的刮板输送机上仍采用其它类型的断链保护装置。