通訊作者：陳真真，1988年2月，女，漢族，河北滄州人，現(xiàn)任職于大地工程開發(fā)（集團）有限公司天津分公司，中級工程師，本科。研究方向：選煤廠機械工程設(shè)計。

摘要：本文選取某個選煤廠為研究案例，分析了有效降低刮板輸送機故障率的有效技術(shù)，目的是確保刮板輸送機運行的安全性及平穩(wěn)性，降低人工勞動，減少材料配件費用。

關(guān)鍵詞：刮板輸送機;故障率;技術(shù)分析;效益分析

一、前言

選煤廠不可缺少的設(shè)備之一就是刮板輸送機，刮板輸送機可以確保煤礦的安全生產(chǎn)，因此是一種非常重要的輔助設(shè)備[1]。本次研究的選煤廠共有十臺刮板輸送機，小功率輕型刮板輸送機主要負(fù)責(zé)輸送回收末煤和精礦，大功率重型刮板輸送機主要負(fù)責(zé)輸送產(chǎn)品精煤和洗原煤。但是刮板輸送機在實際運用中，會由于各種原因?qū)е鹿收蠁栴}的出現(xiàn)，在故障頻發(fā)的情況下，影響設(shè)備的正常運行。

二、優(yōu)化并研究刮板輸送機故障監(jiān)測保護裝置

（一）刮板輸送機故障監(jiān)測裝置原理分析

故障監(jiān)測保護裝置被設(shè)計在刮板輸送機尾輪處接近開關(guān)的位置。該故障監(jiān)測裝置的工作原理圖見圖1所示。刮板輸送機處于運行狀態(tài)下，尾輪輪壁被開關(guān)感測到時，接近開關(guān)被接通。此時處于凹陷且旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的尾輪，金屬物體不能被接近開關(guān)感測到，接近開關(guān)斷開。接近開關(guān)在尾輪旋轉(zhuǎn)一周的情況下會通斷兩次，波形脈沖信號也就產(chǎn)生了兩個，輸入到PLC中的高速脈沖信號，經(jīng)處理后，實時監(jiān)測刮板輸送機的運行狀態(tài)[2]。如果波形脈沖信號保護在PLC接收不到的情況下，停止指令發(fā)出，刮板輸送機不再運行。

（二）本次研究案例的故障監(jiān)測保護裝置分析

本次研究的選煤廠案例采用的是刮板輸送機故障監(jiān)測保護裝置，在刮板輸送機設(shè)備運行的初期選用的接近開關(guān)型號為E2E-X10MF1-Z型。0～10 mm為E2E-X10MF1-Z型接近開關(guān)的監(jiān)測距離，正是由于尾輪與其監(jiān)測距離不能靈活調(diào)整，才需要對接近開關(guān)重新安裝并調(diào)試，距離尾輪較近的部位安裝接近開關(guān)。被調(diào)整后的接近開關(guān)，在刮板輸送機運行一段時間后，會發(fā)生多種問題，如刮板輸送機設(shè)備停止運行、監(jiān)測裝置報警等[3]。相關(guān)人員對故障問題仔細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)無論凹陷部位積累的大量導(dǎo)電金屬雜質(zhì)是導(dǎo)致故障問題頻發(fā)的主要原因。一旦接近開關(guān)與尾輪凹陷部位接近，受大量導(dǎo)電金屬雜質(zhì)的影響，故障監(jiān)測保護裝置將不能將斷點監(jiān)測到，此時出現(xiàn)誤報信號，接著會引發(fā)報警。期間PLC也感知不到脈沖信號，在脈沖信號無法接收的情況下，PLC將不能發(fā)出相應(yīng)的指令控制信號，促使設(shè)備停止運行，此時刮板輸送機會發(fā)生誤動作問題。針對上述研究的選煤廠案例刮板輸送機存在的問題需要研究人員進一步優(yōu)化并改進刮板輸送機，將原來的E2E-X10MF1-Z型接近開關(guān)用NJK-5003B型PNP三線常閉24VM10 mm霍爾傳感器來代替，此種類型的傳感器精確程度較高，耐振動，且受油污、灰塵以及水汽等污染物的影響較小。該傳感器的工作原理是當(dāng)經(jīng)過永久磁場時才會產(chǎn)生輸出脈沖，將圓形永久磁鐵放在刮板輸送機尾輪凹陷部位，一旦尾輪輪壁被傳感器檢測到，傳感器尚未聯(lián)通，只有磁鐵被會兒傳感器檢測到后，傳感器變?yōu)槁?lián)通狀態(tài)?；魻杺鞲衅髟谖草喰D(zhuǎn)一周的情況下波形脈沖信號的輸出數(shù)量為兩個，尾輪持續(xù)旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生的脈沖信號輸送給PLC，PLC根據(jù)脈沖信號向刮板輸送機發(fā)送相關(guān)指令。

三、刮板輸送機斷鏈保護裝置應(yīng)用研究

（一）斷鏈保護裝置研究的必要性

刮板輸送機在實際運行過程中，錯鏈、斷鏈以及鏈條掉落等機電故障較多，一旦故障不能被及時發(fā)現(xiàn)，刮板機一直運行會促使故障問題持續(xù)性變大，引發(fā)卷鏈、設(shè)備損壞等嚴(yán)重事故，嚴(yán)重威脅生產(chǎn)安全性。針對上述問題就必須在大功率重型刮板輸送機上安裝斷鏈保護裝置[4]。

（二）故障發(fā)生時斷鏈保護裝置的應(yīng)用流程

其中刮板輸送機的斷鏈保護裝置見圖2所示。刮板輸送機的斷鏈保護裝置為圖中的虛線部分，框架作為刮板輸送機斷鏈保護裝置，該框架是由鋼管焊接而成，規(guī)格為Φ20 mm，該框架在頭輪后距離頭輪齒高出一半的位置水平安裝，確?？蚣艿母叨扰c頭輪中心高度一致。并將規(guī)格為Φ12 mm×120 mm的兩根鋼筋焊接在框架上，確保鋼筋對齊頭輪兩齒中心，比頭輪齒高1/2。最后使用螺栓對框架進行加固處理，其目的是避免框架發(fā)生誤旋轉(zhuǎn)問題。注意螺栓不能太緊，以免螺栓太緊導(dǎo)致固定過牢，影響了保護裝置的正常啟動[5]。斷鏈保護裝置中使用的檢測片為金屬鋼板，金屬鋼板的規(guī)格為5 mm×50 mm×70 mm，在框架任意一側(cè)很焊接上金屬鋼板。其目的是確保在一個拖動電機控制回路同時存在檢測片與開關(guān)，且兩者呈現(xiàn)出串聯(lián)的關(guān)系。檢測片監(jiān)測時，閉合接近開關(guān)觸點，接通電機控制回路，反之?dāng)嚅_控制回路。

刮板輸送機出現(xiàn)問題，框架正好承接住掉落下來的刮板，受沖擊力的影響，框架旋轉(zhuǎn)帶動檢測片旋轉(zhuǎn)，檢測片不能被接近開關(guān)檢測到，此時接近開關(guān)觸點和電機控制回路斷開。拖動電機主回路接觸器線圈處于失電狀態(tài)，會斷開借助器主觸頭，拖動電機在失電的情況下會停止運行，刮板輸送機也難以繼續(xù)運行。如果框架沒有接住刮板，刮板輸送機頭輪不會停止運行，在斷鏈故障發(fā)生的最初階段，鋼筋碰撞鏈條，帶動框架旋轉(zhuǎn)，但是檢測片依然不動。檢測片與接近開關(guān)不連接，接觸開關(guān)觸點和電機控制回路斷開，電機主回路接觸器線圈處于失電狀態(tài)，借助器主觸頭會斷開，失電下的拖動電機不會繼續(xù)運行，刮板輸送機也不會繼續(xù)運轉(zhuǎn)。由此可見，斷鏈保護裝置有較好的保護作用，可以將職工勞動強度和刮板鏈損耗程度明顯減小，并提高刮板輸送機開機效率，該類型的保護裝置可以被廣泛應(yīng)用到刮板輸送機中。

四、優(yōu)化并研究刮板輸送機中間槽和入料槽

（一）優(yōu)化中間槽

中間槽是刮板輸送機非常重要的組成部分，中間槽主要起到承載物料和刮板鏈的作用。刮板鏈和物料振動摩擦?xí)绊懼虚g槽，導(dǎo)致磨爛、漏煤等問題常見。因此為了解決上述問題，本次研究的選煤廠進一步優(yōu)化并改進了中間槽，改變中間槽原材料，使用耐磨鋼板來代替滑道、底襯板、槽體側(cè)面護板，該設(shè)計可確保中間槽強度。但是耐磨鋼板上有橫向裂紋，其表面粗糙程度遠遠大于刮板鏈接觸面，刮板鏈與耐磨鋼板在運行過程中相互摩擦，進一步增加了刮板鏈的磨損程度，難以保證其使用壽命[6]。據(jù)生產(chǎn)實踐證實，每個月刮板輸送機斷鏈故障平均發(fā)生3次?；谝陨蠁栴}，最終將耐磨鋼板換成了特殊陶瓷，特殊陶瓷表面阻力系數(shù)較小，抗腐蝕性和耐磨性均較高，且不易粘接物料，能明顯鹽城刮板鏈的使用壽命[7]。

（二）優(yōu)化入料槽

實際運行中的刮板輸送機，不均勻入料時，刮板輸送機鏈條上會落下部分物料，物料的存在直接影響了刮板輸送機運行的平穩(wěn)性，運行不穩(wěn)定馬蹄環(huán)斷裂問題時常發(fā)生。此時不及時更換掉鏈條，將影響刮板輸送機正常運行，影響選煤廠正常生產(chǎn)。針對上述問題，需要進一步優(yōu)化并改造刮板輸送機中的入料槽，將不銹鋼材質(zhì)的擋板安裝在刮板輸送機的入料槽中，并將絲桿焊接在擋板側(cè)面，在溜槽內(nèi)部用螺栓固定好[8]。加裝不銹鋼材質(zhì)的擋板便于及時更換，一旦物料借助到擋板會促使擋板角度進行調(diào)整，使得在槽體中間位置均勻落下物料[9]。擋板可有效解決刮板拉斜掉鏈問題。本次研究的選煤廠使用了改造后入料槽的刮板輸送機，經(jīng)過一段時間的使用，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備的運行狀況明顯平穩(wěn)，馬蹄環(huán)損壞的頻率明顯減少，在此基礎(chǔ)上促使材料配件的消耗程度明顯降低。

五、所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益分析

本次研究的選煤廠對優(yōu)化改造后的刮板輸送機使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障發(fā)生頻率明顯降低，提升了設(shè)備開機率，延長了刮板鏈?zhǔn)褂脡勖?，選煤廠刮板輸送機運行期間斷鏈?zhǔn)鹿蕵O大減少，降低了職工勞動強度，提高了材料配件利用率。分析刮板輸送機故障問題與影響生產(chǎn)時間之間的關(guān)系，原來的影響生產(chǎn)時間由4 h/a降低到2 h/a，如果2 h/a為節(jié)約生產(chǎn)時間計量，1 h可以生產(chǎn)出來的精煤為500t，精煤單價在900元/噸，則可以計算優(yōu)化改造后的刮板輸送機可以新增產(chǎn)值90萬元。加上在及時停車的情況下，刮板鏈磨損問題會極大緩解，職工勞動強度明顯降低，材料配件更換費用節(jié)約了10萬元，平均每年累計增加的經(jīng)濟效益有100多萬元。

六、結(jié)語

綜上所述，以上就是本文對刮板輸送機故障問題解決技術(shù)的相應(yīng)分析，強化對故障解決技術(shù)的研究可以確保刮板輸送機運行的安全性及平穩(wěn)性，降低人工勞動，減少材料配件費用。

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