部建興
（安鋼運輸部安陽455004）
【摘要】闡述了應用皮帶機機電保護裝置的合理性和必要性,介紹了在原料翻車機受卻系統(tǒng)皮帶機上應用機電保護裝置，大大減少了皮帶機事故，確保了安全生產(chǎn)。
【關鍵詞】帶式輸送機；機電保護；跑偏；檢測
1前言
現(xiàn)代化的物料運輸設備種類較多，其中膠帶輸送機在運輸部門得到廣泛應用。安鋼運輸部兩個原料車間現(xiàn)有膠帶運輸機110多臺，膠帶總長度達20多km。擔負著安鋼進場原料受卸、運轉(zhuǎn)及輸送至料場的任務，是確保安鋼生產(chǎn)正常和煉鐵高爐順行的重要紐帶。其中運輸部第一原料車間翻車機受卸皮帶機輸送的是各種含鐵粉礦、塊礦和球團，從翻車機受料后，再輸送至料場堆存，然后輸送至燒結(jié)機和高爐。在工藝布置上，原料轉(zhuǎn)運落差較大，交叉、折返工藝星羅棋布。投產(chǎn)初期，由于設計上的缺陷和皮帶輸送機工況條件惡劣，事故較為頻繁,設備損耗嚴重，給生產(chǎn)造成一定影響，諸多問題歸納為兩點：
(1)進場原料雜物較多,其中的鋼鐵料經(jīng)常刮傷皮帶、甚至縱向撕裂皮帶。
(2)進場原料濕粘，造成皮帶機漏斗堵塞、皮帶跑偏、失速打滑。
經(jīng)過對皮帶輸送系統(tǒng)改造和優(yōu)化，解決了上述問題，效果明顯。
2皮帶刮傷、撕裂
2.1造成皮帶刮傷、撕裂有各種原因
(1)由于進場原料和生產(chǎn)過程中有部分雜物和鋼鐵料混入輸送系統(tǒng)，導致輸送帶被刺穿或由于雜物堵塞溜槽而引起輸送帶撕裂。
(2) 頭部滾筒清掃器刮板的刀口刮在輸送帶表面的金屬絲上。
(3)托棍端蓋未焊好，自由旋轉(zhuǎn)的端蓋就像旋轉(zhuǎn)刀片一樣把輸送帶割開。
(4)長條金屬物料夾在溜槽與承載托輻之間，從而在承載托棍處把輸送帶撕裂。
2.2采取的改進措施
(1) 在初始裝料處裝上電磁除鐵器和金屬探測器。
(2)在輸送帶撕裂可能性大的地方，選用普通帆布帶而不選用鋼繩芯帶或合成纖維帶。
(3)導料槽設計要便于大塊物料通過等。
2.3防撕裂棒形裝置
輸送帶的防撕裂保護裝置有兩類檢測方式，一是發(fā)生撕裂后輸送帶外部變化的檢測，二是輸送帶內(nèi)部狀態(tài)變化的檢測，根據(jù)現(xiàn)場實際工況條件和工藝布置配置了外部檢測系統(tǒng)。
棒形防撕裂裝置由一根彎曲成槽形輸送帶輪廓的棒或管子構(gòu)成,將其按裝在每組緩沖托輻之間緊貼輸送帶下面，若有物料刺穿輸送帶,則物料使棒偏斜，觸發(fā)連接在桿上的限位開關或壓力傳感器，指令輸送帶停機,用桿件把若干組探測棒連接起來就能用同一開關來操作。
2.4物料泄漏檢測器
多數(shù)輸送帶還裝設了撕裂檢測系統(tǒng)，當輸送帶有發(fā)生撕裂趨勢時能及時檢測出，使輸送帶停止運轉(zhuǎn)以防止輸送帶撕裂。
當輸送帶被撕裂時，輸送的物料通過裂口泄漏出，檢測器就是利用輸送帶撕裂后泄漏出來的物料,觸發(fā)保護開關指令輸送帶停機。
3皮帶機漏斗堵塞、皮帶跑偏、失速打滑
受工況條件和下雨影響，皮帶機輸送的物料往往含有大量水分,濕黏的物料容易造成漏斗堵塞。另外輸送流動性強的球團礦時，皮帶輸送機承受著非常大的動載荷，特別是受料處由于存在較大的落差，對皮帶產(chǎn)生很大的沖擊。根據(jù)散料重力學拋物線原理,物料從帶式輸送機端部滾筒卸下時，其軌跡的曲線是由端部滾筒的轉(zhuǎn)速、半徑、物料的性質(zhì)、輸送量、輸送機的布置形式及物料的重力等參數(shù)決定的。物料的實際運動十分復雜，除受到輸送帶的速度、滾筒半徑、輸送機布置形式、物料與輸送帶的摩擦系數(shù)影響外，還受到物料內(nèi)部運動的影響。忽略空氣阻力和物料黏性的影響，當輸送帶繞過卸料滾筒時，物料的的受力有物料的重力、輸送帶給物料的反力、物料的離心力、輸送帶與物料間的摩擦力以及物料相對輸送帶加速所引起的物料的慣性力。確定了物料離開輸送帶時速度的大小和方向之后，就可以計算岀物料的軌跡和拋料曲率半徑，而輸送濕黏物料和流動性極強的球團礦時，物料拋物線軌跡很難精確算出，這就會導致落料點偏離，從而導致受料皮帶受力失衡，出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象,造成皮帶壓死打滑、跑偏，危害皮帶機和漏斗的正常使用，是輸送帶遭受破壞的主要原因。在無法改變物料特性的生產(chǎn)條件下，通過一系列機電裝置，采取措施抑制皮帶跑偏，就顯得尤為重要。針對這些問題，采取了以下防護措施。
3.1 優(yōu)化輸送機結(jié)構(gòu)形式
(1) 采用側(cè)托輾設置前傾的方法,對于槽形托輾,將側(cè)托輻設置2°以下的前傾角，雖然運行中稍微增大了輸送機的運行阻力，對輸送帶的磨損相應加大些,但是可以有效防止輸送帶的跑偏。
(2)設置調(diào)心托輻組，輸送機每隔一定長度設置防跑偏的調(diào)心托餛組,一般每隔30-50m布置一組。
(3)對于短距離輸送機，在其頭、尾部設幾組帶 膠環(huán)的空載平托輾，以增加輸送機的抗跑偏能力。
3.2增設跑偏保護裝置
跑偏措施盡管在一定程度上起到了防偏的作用,但不能保證完全消除跑偏,為使輸送機避免因跑偏而造成傷害，經(jīng)論證研究,在輸送機上增設了跑偏保護裝置。
⑴單立輾雙凸輪結(jié)構(gòu):具有立輻自動復位功能, 當輸送帶跑偏而與立銀接觸時，立輻被輸送帶推著擺動，帶動裝置內(nèi)的凸輪轉(zhuǎn)動。該裝置有兩個動作位置，當跑偏不嚴重時，立輾擺至第I位置(擺動角150°),內(nèi)側(cè)凸輪松開第一級行程開關，其常閉點復位,輸岀報警信號，提醒操作人員注意，這種情況下，輸送機正常運行;當嚴重跑偏時，立輻擺至第∏位置(擺動角350°),內(nèi)側(cè)凸輪松開第二級行程開關,輸出信號使輸送機停機，以防止惡性事故。這種裝置一般都設在輸送機的頭、尾部,長距離或可逆輸送機還要在機架中部安裝該裝置,但注意使用數(shù)量切忌過多，另外存在的不足是，這種裝置雖能防止惡性事故發(fā)生,卻不能調(diào)偏。
(2)跑偏自動調(diào)整裝置:這種裝置是通過接觸托銀和檢測用電位計測出輸送帶的跑偏，輸送帶跑偏檢測器將與接觸器傾角成比例的電信號輸入操作機構(gòu)的位置控制器,當輸送帶發(fā)生跑偏時，發(fā)岀跑偏信號,操作機構(gòu)的位置信號由電位計信號的反饋輸入位置控制器。兩個信號的偏差幅度是操作電動機前進、后退的指令，按發(fā)岀的偏差進行自動校正。
3.3對輸送機漏斗進行改造和優(yōu)化
在采用機電保護的基礎上，對輸送機漏斗也進行了部分改造和優(yōu)化：
(1) 提高輸送帶和托輻的抗沖擊性能。
(2)改造受料漏斗結(jié)構(gòu),盡量使給料與輸送機運行方向一致并和輸送帶速度相等。
(3)設計出較為合理的受料承載裝置,減小落料速度,改進緩沖結(jié)構(gòu)，提高緩沖程度。
3.4帶速檢測保護裝置
輸送機另一種容易造成惡性事故的現(xiàn)象就是失速打滑,造成漏斗堵塞、輸送帶溫度升高，嚴重時會燒壞輸送帶,甚至還有發(fā)生火災的危險。帶速檢測裝置一旦給出帶速信號,只要有相應的事故判斷準則，就可以采用繼電器、開關對系統(tǒng)進行保護。
(1)速度傳感器：安裝在頭部改向滾筒上，對改向滾筒轉(zhuǎn)速進行檢測，一旦傳動滾筒失速、打滑,造成改向滾筒轉(zhuǎn)速發(fā)生相應變化時,信號傳輸給控制系統(tǒng),就會進行停機保護。
(2)測速發(fā)電機保護:把機械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，輸出的電壓與轉(zhuǎn)速成正比關系，該保護裝置能滿足低速、打滑及超速等保護要求。
(3)接近開關速度保護:通常與安裝在被測輸送機的鐵凸塊一起使用，根據(jù)凸塊與傳感器的接近次數(shù)反應滾筒的轉(zhuǎn)速，優(yōu)點是線路設計考慮周全，當保護裝置自身發(fā)生故障時也能起到保護作用。
4結(jié)語
運輸部第一原料車間自投產(chǎn)以來，設備故障出現(xiàn)最多的就是帶式輸送機，經(jīng)過對生產(chǎn)系統(tǒng)輸送機的改造和應用機電保護裝置,無論從生產(chǎn)成本上還是降低工人勞動強度上都得到了一定程度的改觀，對車間生產(chǎn)穩(wěn)步運行起到了積極的作用，有效促進了生產(chǎn)，具有推廣價值。
參考文獻
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[2] 宋偉剛.通用帶式輸送機設計.北京:機械工業(yè)出版社. 2006.