肖文遠(yuǎn)

(神東煤炭集團(tuán)公司 洗選中心，陜西 神木 719315)

在選煤廠刮板輸送機(jī)的日常運(yùn)行過(guò)程中，因斷鏈、跳鏈引起的機(jī)電故障約占整個(gè)設(shè)備故障的62%以上，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此對(duì)刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)的改造勢(shì)在必行。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)判斷分析，刮板機(jī)在煤礦采煤工作面中斷鏈?zhǔn)鹿视绊懏a(chǎn)量占鏈板運(yùn)輸機(jī)總影響產(chǎn)量的52.2%[1].現(xiàn)階段選煤廠使用的斷鏈掉鏈保護(hù)裝置形式多樣，較為常見(jiàn)的為：在刮板輸送機(jī)頂部安裝保護(hù)裝置觸發(fā)刮板機(jī)的刮板，采集相關(guān)信號(hào)進(jìn)行分析和比對(duì)，進(jìn)而對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警。該類(lèi)保護(hù)存在保護(hù)裝置體積較大，安裝維修不方便，對(duì)刮板輸送機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行存在較大干擾，裝置零部件數(shù)量多，檢查、維修不方便等缺陷[2].

1 刮板輸送機(jī)斷鏈原因分析

1.1 質(zhì)量問(wèn)題引起的斷鏈

引起刮板機(jī)斷鏈的大部分原因是采購(gòu)了材質(zhì)和加工質(zhì)量均不達(dá)標(biāo)的劣質(zhì)圓環(huán)鏈，導(dǎo)致其在使用中發(fā)生脆性斷裂或塑性變形斷裂[3,4].

1.2 自然損壞引起的斷鏈

一方面，粒度大的煤塊、比重較大的矸石、雜物加速了鏈條的磨損。另一方面，鏈條與刮板輸送機(jī)槽箱底板、鏈條與鏈條、鏈條與頭尾輪、鏈條與煤塊、雜物等之間形成的滑動(dòng)摩擦也會(huì)在一定程度上加速鏈條的磨損；惡劣的作業(yè)環(huán)境加劇了鏈條的腐蝕，降低了鏈條的受力截面積和強(qiáng)度[5].

1.3 使用維護(hù)不當(dāng)引起斷鏈現(xiàn)象

緊鏈時(shí)鏈條過(guò)緊，一方面增大了鏈條的初張力，加速了刮板鏈的磨損，另一方面，當(dāng)刮板鏈被卡時(shí)，增大了鏈環(huán)的動(dòng)張力負(fù)荷，超過(guò)極限值時(shí)可能使鏈條斷裂；鏈條過(guò)松時(shí)容易發(fā)生跳牙，造成鏈環(huán)變形、斷裂和刮板彎曲；刮板鏈在滿(mǎn)載或超載的情況下頻繁啟動(dòng)，或停機(jī)后沒(méi)有清空溜槽上的煤而再次啟動(dòng)，會(huì)使刮板鏈承受很大的動(dòng)張力，易造成斷鏈；刮板輸送機(jī)在使用過(guò)程中底槽積於煤泥、矸石或刮板機(jī)鏈設(shè)置較松，刮板鏈卡堵情況下，強(qiáng)行啟動(dòng)刮板機(jī)，刮板機(jī)鏈因受沖擊載荷造成斷鏈[6].

1.4 保護(hù)設(shè)置不合理引起斷鏈現(xiàn)象

神東洗選中心布爾臺(tái)選煤廠前期對(duì)刮板機(jī)的斷、跳鏈組合保護(hù)進(jìn)行改造并投入使用，見(jiàn)圖1，在頭輪、尾輪兩側(cè)分別安裝跳鏈保護(hù)，該組合保護(hù)在使用過(guò)程中過(guò)度靈敏、刮板機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)都可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但由于礦井原煤系統(tǒng)雜物較多，致使刮板機(jī)斷鏈、跳鏈保護(hù)在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)作及傳感器損壞等故障，不僅造成傳感器頻繁損壞、刮板機(jī)保護(hù)檢測(cè)準(zhǔn)確率下降，還嚴(yán)重影響生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1—頭輪右跳鏈保護(hù) 2—頭輪左跳鏈保護(hù) 3—尾輪左跳鏈保護(hù) 4—尾輪右跳鏈保護(hù)

2 刮板輸送機(jī)斷鏈的預(yù)防措施

2.1 嚴(yán)格把控刮板、鏈條的質(zhì)量

在制作標(biāo)書(shū)、招標(biāo)采購(gòu)環(huán)節(jié)，優(yōu)先選用銷(xiāo)售業(yè)績(jī)突出、信譽(yù)、服務(wù)態(tài)度良好的供應(yīng)商。另外在到貨驗(yàn)收環(huán)節(jié)，須按照標(biāo)書(shū)里面涉及的技術(shù)要求逐項(xiàng)檢測(cè)，確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。最后，在使用過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，按照相關(guān)制度、規(guī)定、流程與供應(yīng)商積極協(xié)商，逐步改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，最終達(dá)到設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的狀況[7].

2.2 減少自然損壞

在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，優(yōu)先使用帶有軟啟動(dòng)的液力偶合器，減少設(shè)備啟動(dòng)時(shí)刮板、鏈條所受的動(dòng)載荷和沖擊載荷。另外在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，需要高度關(guān)注刮板輸送機(jī)鏈條的受力、變形、疲勞、磨損、腐蝕等情況，在條件允許的情況下，應(yīng)每隔一個(gè)周期將鏈條拆卸后，翻轉(zhuǎn)90°再使用[8].

2.3 加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)

加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；在更換刮板輸送機(jī)底板、滑道等日常維護(hù)管理過(guò)程中，將滑道、底板上面的積煤、矸石、雜物等清理干凈，確保底板平直；新更換的刮板、鏈條運(yùn)行一段時(shí)間后對(duì)鏈條進(jìn)行預(yù)緊[9]；嚴(yán)格按照刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)運(yùn)行能力進(jìn)行加載負(fù)荷。

2.4 優(yōu)化刮板輸送機(jī)跳鏈、斷鏈保護(hù)

在刮板輸送機(jī)上滑道兩側(cè)(頭輪第二根刮板處)安裝斷鏈保護(hù)機(jī)械傳動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，見(jiàn)圖2.刮板輸送機(jī)利用在運(yùn)行過(guò)程中刮板的自身重力對(duì)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)壓、放循環(huán)穩(wěn)定脈沖檢測(cè)過(guò)程，將均勻的機(jī)械檢測(cè)信號(hào)傳送到刮板機(jī)箱體外的脈動(dòng)電器傳感器，然后利用電器傳感器進(jìn)行間接檢測(cè)，將信號(hào)返回PLC控制程序中，對(duì)刮板輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。兩側(cè)傳感器同步延時(shí)設(shè)置在200～400 ms,便于對(duì)刮板機(jī)的跳鏈、斷鏈進(jìn)行檢測(cè)。如刮板輸送機(jī)左側(cè)或右側(cè)斷鏈保護(hù)返回的檢測(cè)信號(hào)間隔時(shí)間大于400 ms，則設(shè)定為刮板輸送機(jī)出現(xiàn)斷鏈?zhǔn)鹿?，程序設(shè)定自動(dòng)停車(chē)，人工對(duì)刮板輸送機(jī)進(jìn)行相關(guān)檢查確認(rèn)。刮板輸送機(jī)在運(yùn)行方向左右兩側(cè)分別安裝頭輪跳鏈保護(hù)、斷鏈保護(hù)、尾輪跳鏈保護(hù)，在正常運(yùn)行過(guò)程中頭輪跳鏈保護(hù)只檢測(cè)頭輪處刮板運(yùn)行高度，斷鏈保護(hù)檢測(cè)刮板運(yùn)行的同步性并在使用過(guò)程中進(jìn)行組合判斷。當(dāng)頭輪跳鏈保護(hù)動(dòng)作后PLC程序設(shè)定為刮板輸送機(jī)報(bào)警狀態(tài)。同時(shí)在頭輪跳鏈保護(hù)報(bào)警的過(guò)程中，斷鏈保護(hù)也出現(xiàn)報(bào)警時(shí)判斷為故障報(bào)警，PLC設(shè)定程序立即停機(jī)。通過(guò)增設(shè)一組跳鏈、斷鏈聯(lián)合保護(hù)裝置，進(jìn)一步提高了刮板輸送機(jī)跳鏈、斷鏈的準(zhǔn)確性，減少了設(shè)備誤動(dòng)率，降低了機(jī)電事故的發(fā)生。為了不影響生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，快速查找故障發(fā)生的位置，頭輪跳鏈分為機(jī)頭左跳鏈、機(jī)頭右跳鏈2種類(lèi)型，使用方便快捷，故障查找精準(zhǔn)便捷，安全可靠性強(qiáng)。

1—尾輪右跳鏈保護(hù) 2—刮板輸送機(jī)上滑道 3—刮板輸送機(jī)刮板 4—右斷鏈保護(hù) 5—頭輪右跳鏈保護(hù) 6—頭輪左跳鏈保護(hù) 7—左斷鏈保護(hù) 8—尾輪左跳鏈保護(hù)

刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)桿焊接在斷鏈保護(hù)主體翹板下，斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)桿安裝在上滑道下焊接的鋼管里，形成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在刮板輸送機(jī)槽箱兩側(cè)打一定直徑的孔，將鋼管引出，便于電器傳動(dòng)器檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)桿的信號(hào)。同時(shí)，斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限位桿焊接在主體翹板側(cè)面，為了確保斷鏈保護(hù)的完好性以及精準(zhǔn)穩(wěn)定檢測(cè)信號(hào)，在上滑道下焊接了斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限位座。

1—刮板輸送機(jī)斷鏈保護(hù)主體翹板 2—刮板輸送機(jī)上滑道 3—刮板輸送機(jī)箱體 4—電器傳感器 5—斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)桿 6—鋼管 7—斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限位桿 8—斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限位座

該斷鏈保護(hù)的運(yùn)行原理示意圖見(jiàn)圖4.

1—刮板 2—斷鏈保護(hù)主體翹板 3—上滑道 4—斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)桿 5—斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限位桿 6—斷鏈保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限位座

3 結(jié) 語(yǔ)

排除刮板、鏈條等質(zhì)量原因以及正常保養(yǎng)維護(hù)外，通過(guò)對(duì)刮板輸送機(jī)跳鏈、斷鏈聯(lián)合保護(hù)裝置的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)刮板及鏈條的精準(zhǔn)檢測(cè)，減少了煤流系統(tǒng)中因雜物而導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)作現(xiàn)象。另外，通過(guò)斷鏈與跳鏈保護(hù)裝置的組合使用，降低了刮板機(jī)的故障次數(shù)和員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)了刮板輸送機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。