刮板机断链掉链保护装置在选煤厂的应用

石磊

【摘 要】 刮板输送机在使用过程中容易出现断链、掉链等故障，若检测不及时极其容易导致故障影响扩大，制约选煤厂正常生产。在对常用的链条断链保护装置发展应用现状进行分析基础上，对刮板输送机出现断链、掉链等原因进行阐述，提出采用一组接近开关对刮板机链条进行监测，判断刮板机链条运行过程是否正常，结果表明该选煤厂采用的断链保护装置可以对刮板机断链、掉链等故障进行及时、准确判定，具有较强的实用性及推广价值。

【关键词】 刮板输送机;断链;掉链;保护装置;接近开关

【中图分类号】 TD528+.3 【文献标识码】 A

【文章编号】 2096-4102（2019）04-0037-02 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

刮板输送机具有运行效率高、传输距离长、运输量大、安全可靠等优点，在工矿企业中应用较为广泛。在选煤厂生产中，刮板输送机用以对各种物料（包括：原煤、矸石、煤泥、精煤等）运输，当刮板输送机链条遇到大块矸石、原煤中水分含量过高等情况时，刮板机链条容易出现掉链、断链等异常情况，给选煤厂的正常生产带来影响。根据有关统计数据，刮板输送机掉链、断链占到工矿企业刮板机故障总数约35%。若刮板输送机刮板链出现掉链、断链后不及时进行故障处理，会导致刮板机出现压死、设备损坏等情况，严重时会导致选煤厂生产停滞、危害工作人员安全。

目前，刮板输送机主要采用的断链保护装置是在机尾从动轮位置安装检测点，当检测到链条出现断链、掉链、卡链时，立刻切断电源，停止刮板输送机运行。但是采用这种方式发现时间晚，对事故后续处理起到的作用有限。基于此，文中在分选刮板输送机断链原因以及断链保护装置应用现状基础上，提出采用一组接近开关对刮板机链条进行监测，判断刮板机链条运行过程是否正常，现场应用取得较好效果。

1链条断链保护装置发展应用现状

国内刮板输送机链条保护装置结构类型多样，一般来说都是在刮板输送机上安设触杆、触发板等接触到刮板机刮板或链条，采集刮板机运行故障信息，并进行信息研判，出现故障后发出警报。采用这类断链保护装置存在以下主要缺点：1）断链保护装置结构较为复杂，占用空间大，需要根据刮板机类型进行专门定制，安装及后期维护复杂;2）需要与刮板输送机运行设备关联，对设备运行有较大影响;3）保护装置的易损件及运转部件多，后期保养、维护工作量大。

2链条断链、掉链分析

2.1链条磨损、形变拉长

链条在拉运过程中，随着使用时间的增加，链条持续受力。且链条与滑道及底板不间断摩擦，导致链条出现磨损、老化。在拉运过程中，因为物料的不均匀，长时间受力使用导致链条不同程度发生形变，链条拉长。

2.2强力断链

刮板输送机链条受到的冲击力超过其自身极限载荷，链条突然断裂，此时断裂位置通常出现在焊缝热影响区、焊接对口以及链环弯曲中间位置。强力断链是链条的断裂口多呈现脆性。

2.3冲击以及疲劳破断

刮板输送机在运输过程中，链条的运行速度以及加速会周期性地出现;刮板机中部槽槽体以及槽底出现弯曲变形;矸石、块煤、煤泥等在机头位置会对刮板机链条造成冲击。上述情况长期存在都会给刮板链条造成冲击载荷以及疲劳效应。动载荷冲击力较大，会给刮板机链条施加较大剪切应力，严重时引起链条断裂;在刮板输送机长时间运行时链条会出现疲劳变形，严重时导致链条出现断裂。

3断裂保护装置在选煤厂刮板输送机上应用

3.1结构组成及工作原理

针对现阶段采用的断链保护装置发展应用现状，选煤厂刮板输送机工作实际以及断链、掉链原因，对采用的刮板输送机断链保护装置结构組成以及工作原理进行分析。具体的结构如图1所示。

刮板输送机保护装置结构组成主要包括接近开关、信号传输线路、监控系统等。保护装置运输过程中，接近开关对刮板机链条通过时提取检测信号，并通过传输线路传输至监控系统进行信号分析，判断链条是否出现异常。当刮板机链条出现断裂时，刮板会相互错开，监测系统正是通过监测信号判断刮板是否平行，来确定链条是否断裂。监测到输送机链条存在异常时，监测系统通过选煤厂集中控制系统发出语音报警信号，通知相关操作人员进行检修并立刻停止设备运行。

将断链保护装置安装在刮板输送机合适位置，如刮板机中部，安设高度距刮板15mm，设置合理的信号检测间隔时间（根据刮板输送机运输速度确定）。避免刮板输送机运输时碰撞到断链保护装置，实现对刮板输送机链条的准确检测，信号的稳定传输，确保控制动作可靠，降低刮板输送机链条保护装置误操作带来影响。具体的断链保护装置控制系统运行结构如图2所示。

3.2保护功能实现

3.2.1刮板链断裂引起刮板歪斜保护

刮板输送机刮板链出现断链后，会引起刮板的歪斜。正常状态下，将刮板机断链保护接近开关信号检测时间间隔设定为150ms，刮板机相临链条通过接近开关不超过150ms。当刮板输送机链条出现断裂时，通过信号传输线路将检测信息传输至监测系统进行相邻接近开关检测信号对比，发现检测信号间隔超过150ms。刮板输送机断链保护装置会通过选煤厂集中控制系统发出紧急停机信号，实现对刮板输送机断链保护。

3.2.2刮板输送机链条及刮板严重磨损保护

正常情况下接近开关与刮板间的间距保持不变，同时接近开关对刮板的测距也是一定的。当刮板机链条或者刮板磨损严重时，接近开关无法正常运行，不能准确地获取脉冲信号，监控系统对接近开关的脉冲信息进行对比分析，发现异常时，便通过选煤厂集中控制系统向就近的工作人员发出语音警报，同时工作人员对刮板机磨损情况进行检查，避免后续出现严重问题，实现对刮板输送机保护。

3.2.3对刮板输送机刮板错装、漏装以及脱落保护

刮板输送机链条以及刮板磨损严重，更换的频次相对较高。为了确保刮板输送机运输效果，刮板在链条上按照一定间距安装，且分布均匀，刮板错装以及漏装都会给输送机的正常工作带来不利影响。采用的刮板输送机断链保护装置可以对刮板错装、漏装以及脱落进行检测，当临近的接近开关埋藏信号间的时间间隔超过设定值时，监控系统就会通过选煤厂集中控制系统发出紧急停机指令，实现对刮板输送机保护。

3.3断链保护装置电气控制程序

采用的断链保护装置的电气控制程序如图3所示，具体的控制流程为：（1）刮板输送机正常启动运行后，接触器KM接通，计时器TON在预置3000s后开始正常工作;（2）计时器T1（预置1800ms）以及T2（预置1800ms）对刮板输送机的运行状况进行监测，当监测到异常时直接向断链保护装置开关量发出指令;（3）计时器T3（预置2500ms）对T1以及T2计时器的断链开关量信号进行分析;（4）两个向上计数器C1以及C2对断链开关量进行计数，并通过计时器T4（预置1000ms）做出控制;（5）就地控制以及集中控制用以对刮板输送机工作现场的直接控制，以便现场的调试、检修工作开展。

3.4采用的断链保护装置技术优势

采用的断链保护装置主要结构由接近开关、信号传输线路以及监控系统。主要的技术优势是：断链保护装置上的两个接近开关在输送机上方并行排列，收集刮板机运行时的信号;检测信号通过信号传输线路传送至监控系统，对检查信号的间隔时间、强度等进行分析，以便确保刮板是否平直，从而确定刮板机链条是否正常;保护装置安装在在刮板输送机中部位置，高度距离刮板15mm，降低了对刮板输送机正常运行产生的干扰;监控系统采用PLC进行控制，可靠性高，可以保证强制停机、语音报警等功能的顺利实现;保护装置电气控制系统内部有延迟启动时间，待刮板输送机正常运行一段时间后自动投入运行。

采用的断链保护装置具有结构紧凑、抗干扰能力强、日常维护工作量小等优点，通过设置合理的参数可以快速实现对刮板输送机运行状态判断，自动化程度高，运行可靠，故障率低，监测结果可靠性高等优点。

4结论

该选煤厂现有16部刮板输送机，在2017年12月全部采用上述的断链保护装置，使用1年半时间以来，断链保护装置运行一直较为平稳，可以向选煤厂监控中心提供刮板输送机运行状态，该保护装置运行过程中未出现磕碰、磨损以及损坏情况。在断链保护装置使用的1年半时间内，16部刮板输送机共出现5次掉链，1次断链事故，保护装置均实现了快速报警以及紧急强制停机等功能，降低了掉链及断链对刮板輸送机的影响，避免了事故的扩大，降低了故障影响范围、处理难度及费用投入。

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