选煤厂刮板输送机断链故障分析及保护技术研究

肖文远

(神东煤炭集团公司 洗选中心，陕西 神木 719315)

在选煤厂刮板输送机的日常运行过程中，因断链、跳链引起的机电故障约占整个设备故障的62%以上，严重影响生产的安全稳定运行，因此对刮板输送机断链保护的改造势在必行。根据生产经验判断分析，刮板机在煤矿采煤工作面中断链事故影响产量占链板运输机总影响产量的52.2%[1].现阶段选煤厂使用的断链掉链保护装置形式多样，较为常见的为：在刮板输送机顶部安装保护装置触发刮板机的刮板，采集相关信号进行分析和比对，进而对故障进行报警。该类保护存在保护装置体积较大，安装维修不方便，对刮板输送机的正常稳定运行存在较大干扰，装置零部件数量多，检查、维修不方便等缺陷[2].

1 刮板输送机断链原因分析

1.1 质量问题引起的断链

引起刮板机断链的大部分原因是采购了材质和加工质量均不达标的劣质圆环链，导致其在使用中发生脆性断裂或塑性变形断裂[3,4].

1.2 自然损坏引起的断链

一方面，粒度大的煤块、比重较大的矸石、杂物加速了链条的磨损。另一方面，链条与刮板输送机槽箱底板、链条与链条、链条与头尾轮、链条与煤块、杂物等之间形成的滑动摩擦也会在一定程度上加速链条的磨损；恶劣的作业环境加剧了链条的腐蚀，降低了链条的受力截面积和强度[5].

1.3 使用维护不当引起断链现象

紧链时链条过紧，一方面增大了链条的初张力，加速了刮板链的磨损，另一方面，当刮板链被卡时，增大了链环的动张力负荷，超过极限值时可能使链条断裂；链条过松时容易发生跳牙，造成链环变形、断裂和刮板弯曲；刮板链在满载或超载的情况下频繁启动，或停机后没有清空溜槽上的煤而再次启动，会使刮板链承受很大的动张力，易造成断链；刮板输送机在使用过程中底槽积於煤泥、矸石或刮板机链设置较松，刮板链卡堵情况下，强行启动刮板机，刮板机链因受冲击载荷造成断链[6].

1.4 保护设置不合理引起断链现象

神东洗选中心布尔台选煤厂前期对刮板机的断、跳链组合保护进行改造并投入使用，见图1，在头轮、尾轮两侧分别安装跳链保护，该组合保护在使用过程中过度灵敏、刮板机正反转运行时都可以进行监测，但由于矿井原煤系统杂物较多，致使刮板机断链、跳链保护在运行过程中经常出现误动作及传感器损坏等故障，不仅造成传感器频繁损坏、刮板机保护检测准确率下降，还严重影响生产的稳定运行。

1—头轮右跳链保护 2—头轮左跳链保护 3—尾轮左跳链保护 4—尾轮右跳链保护

2 刮板输送机断链的预防措施

2.1 严格把控刮板、链条的质量

在制作标书、招标采购环节，优先选用销售业绩突出、信誉、服务态度良好的供应商。另外在到货验收环节，须按照标书里面涉及的技术要求逐项检测，确保产品质量达标。最后，在使用过程中，如发现问题，按照相关制度、规定、流程与供应商积极协商，逐步改善产品质量，提高产品稳定性，最终达到设备稳定运行的状况[7].

2.2 减少自然损坏

在设备实际运行过程中，优先使用带有软启动的液力偶合器，减少设备启动时刮板、链条所受的动载荷和冲击载荷。另外在设备运行过程中，需要高度关注刮板输送机链条的受力、变形、疲劳、磨损、腐蚀等情况，在条件允许的情况下，应每隔一个周期将链条拆卸后，翻转90°再使用[8].

2.3 加强设备的日常维护保养

加强设备日常维护和保养，发现问题及时处理；在更换刮板输送机底板、滑道等日常维护管理过程中，将滑道、底板上面的积煤、矸石、杂物等清理干净，确保底板平直；新更换的刮板、链条运行一段时间后对链条进行预紧[9]；严格按照刮板输送机的设计运行能力进行加载负荷。

2.4 优化刮板输送机跳链、断链保护

在刮板输送机上滑道两侧(头轮第二根刮板处)安装断链保护机械传动检测机构，见图2.刮板输送机利用在运行过程中刮板的自身重力对机械传动机构进行一个压、放循环稳定脉冲检测过程，将均匀的机械检测信号传送到刮板机箱体外的脉动电器传感器，然后利用电器传感器进行间接检测，将信号返回PLC控制程序中，对刮板输送机的运行状态进行检测。两侧传感器同步延时设置在200～400 ms,便于对刮板机的跳链、断链进行检测。如刮板输送机左侧或右侧断链保护返回的检测信号间隔时间大于400 ms，则设定为刮板输送机出现断链事故，程序设定自动停车，人工对刮板输送机进行相关检查确认。刮板输送机在运行方向左右两侧分别安装头轮跳链保护、断链保护、尾轮跳链保护，在正常运行过程中头轮跳链保护只检测头轮处刮板运行高度，断链保护检测刮板运行的同步性并在使用过程中进行组合判断。当头轮跳链保护动作后PLC程序设定为刮板输送机报警状态。同时在头轮跳链保护报警的过程中，断链保护也出现报警时判断为故障报警，PLC设定程序立即停机。通过增设一组跳链、断链联合保护装置，进一步提高了刮板输送机跳链、断链的准确性，减少了设备误动率，降低了机电事故的发生。为了不影响生产的稳定运行，快速查找故障发生的位置，头轮跳链分为机头左跳链、机头右跳链2种类型，使用方便快捷，故障查找精准便捷，安全可靠性强。

1—尾轮右跳链保护 2—刮板输送机上滑道 3—刮板输送机刮板 4—右断链保护 5—头轮右跳链保护 6—头轮左跳链保护 7—左断链保护 8—尾轮左跳链保护

刮板输送机断链保护结构见图3.断链保护旋转机构机械转动杆焊接在断链保护主体翘板下，断链保护旋转机构机械转动杆安装在上滑道下焊接的钢管里，形成旋转结构，在刮板输送机槽箱两侧打一定直径的孔，将钢管引出，便于电器传动器检测转动杆的信号。同时，断链保护旋转机构限位杆焊接在主体翘板侧面，为了确保断链保护的完好性以及精准稳定检测信号，在上滑道下焊接了断链保护旋转机构限位座。

1—刮板输送机断链保护主体翘板 2—刮板输送机上滑道 3—刮板输送机箱体 4—电器传感器 5—断链保护旋转机构机械转动杆 6—钢管 7—断链保护旋转机构限位杆 8—断链保护旋转机构限位座

该断链保护的运行原理示意图见图4.

1—刮板 2—断链保护主体翘板 3—上滑道 4—断链保护旋转机构机械转动杆 5—断链保护旋转机构限位杆 6—断链保护旋转机构限位座

3 结 语

排除刮板、链条等质量原因以及正常保养维护外，通过对刮板输送机跳链、断链联合保护装置的优化，实现了对刮板及链条的精准检测，减少了煤流系统中因杂物而导致的保护误动作现象。另外，通过断链与跳链保护装置的组合使用，降低了刮板机的故障次数和员工的劳动强度，节约了维护成本，实现了刮板输送机的稳定运行。