断链保护装置在刮板输送机上的应用分析

2022-05-12武日刚

机械管理开发 2022年2期

武日刚

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司洗煤厂，山西介休 032000）

引言

刮板输送机具备运输量大、占用空间小、运输效率高以及安全可靠等优点，在工业生产领域中应用较为广泛[1]。选煤厂采用刮板输送机短距离运输原煤、精煤、矸石等物料，但是当运输的物料中含有坚硬矸石或者物料自身含水率较高时，容易导致刮板输送机出现断链、掉链等故障[2-3]。有关统计数据表明，刮板输送机断链事故占总事故数的34%以上，若不能及时发现、排除断链事故，会导致刮板输送机出现设备严重损坏、压死等故障，给选煤厂的安全生产带来较大制约[4-5]。现阶段刮板输送机断链保护多采用监测链轮的方式，此种保护方式存在断链故障发现不及时、断链故障影响显著等问题[6-7]。为此，本文提出一种新型断链保护装置，以期提高选煤厂刮板输送机运行安全保障能力。

1 选煤厂刮板输送机断链原因及影响分析

1.1 断链原因分析

1）选煤厂生产用水来自于生产矿井井下排水，矿井水中含有较多的腐蚀性物质，刮板链在水的作用下锈蚀严重，链环出现了一定程度的脱皮、生锈等问题，降低了链环强度，从而导致链环断链故障发生率增加。

2）刮板输送机在正常工作过程中，若突然遇到坚硬矸石或者金属等卡涩情况时，刮板链受到的作用力瞬间增加，容易导致刮板链在冲击力作用下突然出现破断。刮板链断口位置常发生在焊缝热影响区、焊接对口、链环弯曲部等位置。

3）刮板输送机在运行过程中常出现运行速度周期性变化、大块煤矸石等对链条产生冲击等现象，刮板链周期受到冲击、卸载，会使刮板链内部出现一定疲劳应力，从而导致刮板链出现疲劳变形、断裂等问题。

4）刮板链运输过程中出现回煤会导致底槽受力增加、刮板链负载增加；链条长时间、高负载运行，在增加链条磨耗量的同时会降低链条韧性以及强度；刮板溜槽受到底板不平、安装以及碰撞等原因影响，会导致刮板链环对口错位，当链环卡住刮板时会增大负载，严重时导致刮板链断裂。

1.2 断链影响

当刮板输送机链条出现断裂时，刮板链上链受到的牵引力消失，而下链会继续移动，从而导致链条在底槽以及机头位置堆积，增加链轮负载，严重时出现链轮损坏、牵引电机过载甚至损坏问题。当刮板输送机出现断链事故后，若未能及时停止输送机运行，会增加后续作业人员处理故障时间，因此就需要安排大量人员占用大量时间进行拖链、接链，同时还会缩短刮板输送机使用寿命。

在刮板输送机断链事故发生时，必须立即停止刮板输送机运行才可降低断链故障影响及后续的经济损失。因此，快速检测刮板链断链事故并能及时停止刮板输送机运行，对提高刮板输送机安全保障能力具有重要意义。

2 断链保护装置的应用

2.1 断链保护装置结构

选煤厂刮板输送机上使用的断链保护装置结构如下页图1 所示，由细钢丝、花兰螺丝、导向管、接近开关以及铁滑块等构成。断链保护装置导管开口处的断面图如下页图2 所示。将细钢丝固定在刮板输送机机头下方位置，松紧程度通过花兰螺丝调节；接近开关是一种非接触式检测设备，将接近开关置于导向管开口位置；铁滑块主要用以触发接近开关，当铁滑块邻近接近开关时，接近开关即会发出信号。铁滑块在导向管内可以灵活、可靠移动，为此在导向管拐角位置增加滑轮布置，减少钢丝与导向管之间的阻力。

图1 断链保护装置结构图

图2 断链保护装置导管开口处断面图

当刮板输送机链条出现断链故障时，链条会出现一定程度松弛，松弛的链条作用到机头下方细钢丝上，钢丝受到压力作用后会带动铁滑块在导向管内移动，当铁滑块移动到接近开关位置时，接近开关会发出信号，从而使得控制电路中常闭触点断开，刮板输送机停止供电，避免刮板输送机链条断链故障扩大。

2.2 刮板输送机停机接线方式

接近开关是整个断链保护装置核心组件，接近开关采用电感式接近开关，具有较高的金属敏感性。接近开关控制刮板输送机运行的接线方式有两种：一种是将接近开关输出线直接与刮板输送机控制开关回路常闭点相连接，通过断开常闭点使得刮板输送机停止供电，具体线路连接如图3 所示；第二种是将接近开关连接到PLC 控制器中，PLC 控制器接收到接近开关信号后，切断刮板输送机供电，从而实现刮板输送机停机。选煤厂刮板输送机部分未采用PLC 控制，部分则通过PLC、变频器实现软启动。