仝富

斜井膠帶斷帶保護裝置及應用

仝富

介紹了用于煤礦井下膠帶運輸機的KHP-119型斷帶保護裝置的結(jié)構、工作原理、安裝及應用。關鍵詞 膠帶運輸機；斷帶保護；速度傳感器；壓帶偏心輪

隨著煤炭生產(chǎn)的發(fā)展，礦井生產(chǎn)機械化程度不斷提高，煤炭運輸量不斷增大，膠帶運輸機已成為煤礦井下運輸?shù)闹饕O備。它結(jié)構簡單，在連續(xù)裝載條件下可實現(xiàn)連續(xù)運輸，運輸能力大。在生產(chǎn)中，膠帶長期運轉(zhuǎn)及各種意外因素的原因，斷帶事故時有發(fā)生。特別是作為提升用的斜井運輸機，傾角大，負荷大，一旦發(fā)生斷帶下滑和膠帶倒轉(zhuǎn)事故，就會摧毀機架，損壞設備，阻塞井筒，造成長時間停工，甚至人員傷亡，而且清理現(xiàn)場工作量大，后果極其嚴重。怎樣杜絕斷帶或在斷帶事故發(fā)生后能把損失控制在最小范圍，用最短時間恢復生產(chǎn)，成為研究的焦點。為此，大同煤礦集團公司為馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機安裝了KHP-119型斷帶保護裝置。

1 馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機技術參數(shù)

①膠帶機：全長 944 m；運量 900 t/h；帶速3.15 m/s；帶寬1 m；帶強，GX3000；提升斜面，16°；原驅(qū)動方式，調(diào)速型液力偶合器。

②驅(qū)動電動機：主電機功率400 kW，主電機數(shù)量3臺，電機額定電流47.3 A，供電電壓6 kV。

③其他：減速機減速比1∶35.5，主滾筒直徑1 430 mm。

2 斷帶保護裝置的主要結(jié)構及工作原理

KHP-119型斷帶保護裝置采用凸輪壓帶式，分左、右對稱兩部分，分別布置在膠帶兩側(cè)，根據(jù)智能測速控制裝置的命令由電磁控制機構控制，動作同步可靠、受力均勻。斷帶抓捕裝置執(zhí)行機構設計為弧形紋面壓帶形式，體積小，抓捕力在設計規(guī)定范圍內(nèi)隨著膠帶下滑力的變化而變化。

KHP-119型斷帶保護裝置采用機電一體化設計，主要由測速裝置、電磁控制機構、彈簧儲能裝置、機身、弧形紋面壓帶凸輪、控制連桿機構、限位裝置、電磁控制裝置等組成。結(jié)構形式為敞開式，不占用用戶的有效使用面積，在輸送機斷帶、失速（超速）時實施抓捕動作，并同時斷掉輸送機控制回路電源，發(fā)出聲光報警，抓捕動作同步可靠。該裝置的特點是體積小、結(jié)構緊湊，抓捕皮帶動作同步可靠，拉力大。它主要適用于膠帶跑偏量小、撕邊不嚴重，物料離膠帶邊緣有一定距離，工況較好的膠帶運輸系統(tǒng)，一般與敞開式結(jié)構膠帶輸送機失速、斷帶保護裝置配套使用于下皮帶。敞開式抓捕機構的特點是具有固定式抓捕機構的優(yōu)點，且壓帶機構安裝在膠帶一旁可以防止機構刮物料，解決大塊物料等通過斷帶保護裝置時物料堵塞、堆積問題，能夠適應工況較差的膠帶運輸系統(tǒng)。敞開式結(jié)構斷帶抓捕機構主要用于上皮帶。

KHP-119型斷帶保護裝置的主要性能參數(shù)：電源，AC127 V；最大工作電流3.2 A，測速精度≤1%；最大抓捕拉力≥5 t(通用型)。

KHP-119型斷帶保護裝置的測速控制系統(tǒng)能較準確地檢測皮帶的運行方向及速度，然后根據(jù)此速度判斷皮帶是否超速或失速下滑。當速度傳感器檢測到膠帶斷帶或失速時，裝置發(fā)出抓捕指令，斷帶保護裝置的電磁閥動作，壓帶偏心輪轉(zhuǎn)動，皮帶受到偏心輪一個沿接觸面方向的摩擦力（摩擦力方向自左向右），同時皮帶受到偏心輪一個垂直于接觸面方向的壓力，這兩個力的合力構成偏心輪對皮帶的制動力。實驗得到單件偏心輪的制動力不小于39.2 kN實施抓捕，并發(fā)出報警，同時切斷輸送機控制回路電源。第45頁圖1為斷帶保護裝置抓捕受力圖。

3 斷帶保護裝置的安裝

圖1 斷帶保護裝置抓捕受力示意

馬脊梁礦主斜井膠帶輸送機全長944 m，經(jīng)計算上抓捕裝置需19對，下抓捕裝置需7對。根據(jù)實際情況，上抓捕裝置安裝了18對，留1對備用；下抓捕裝置初期安裝了3對，應用了7個月，在更換新膠帶時影響安裝將其拆下，經(jīng)過分析下托輥間距為3.6 m，斷帶后不易下滑，故未安裝下抓捕器。

①在選定位置將連接支架1和連接支架2用U型螺栓、M16×45螺栓和M16×120螺栓對接固定在輸送機兩組托輥之間，并讓連接支架盡可能靠近兩組托輥中靠下的一組托輥，為速度傳感器留出安裝空間。

②將抓捕裝置 (左)和抓捕裝置 (右)用M16×45螺栓分別固定在連接支架上（注意敞開方向），調(diào)節(jié)安裝位置，保證皮帶下平面與抓捕裝置下壓板面平行，然后緊固螺栓。

③將智能測速控制儀用M8×35螺栓固定安裝在連接支架的同一側(cè)。

④將速度傳感器總成用M12×40螺栓固定安裝在連接支架的中間位置，并且保證安裝的方向與皮帶運行的方向一致。速度傳感器不宜安裝過密，2～3套斷帶保護裝置安裝1套速度傳感器即可。

電氣線路的連接：

①智能測速控制儀中1，2端接入AC127 V電源（見圖2），中間用127 V三相電源接線排過渡轉(zhuǎn)接（1，2端與127 V三相電源接線排已經(jīng)連接，只須將電源線與127 V三相電源接線排相對應的另一端連接即可），注意切勿短路。

②3，4端與其中一側(cè)斷帶保護裝置的電磁閥連接，15，16端與另一側(cè)斷帶保護裝置的電磁閥連接。

③智能測速控制儀中一側(cè)5，6端與上一臺5，6端相接，另一側(cè)5，6端與下一臺5，6端相接，兩兩之間“5”端和“5”端相接，“6”端和“6”端相接，切勿接錯。

圖2 智能測速儀內(nèi)部接線

④7，8，9端接入輸送機急?；蚩刂苹芈分校_保斷帶保護裝置動作時切斷膠帶輸送機開關控制回路電源。

⑤10，11，12接速度傳感器：10接“+”，11接“S”，12接“-”，切勿接錯。

4 斷帶保護裝置的使用

2008年10 月在高山主斜井強力膠帶輸送機上安裝KHP-119型斷帶保護裝置。共安裝上抓捕器18套，特留出1套備用。該主井膠帶工況較差，刷邊嚴重，下抓捕器難以實施抓捕；同時下托輥間距為3.6 m，斷帶后不易下滑，沒有安裝下抓捕器。經(jīng)歷7個月的運行，通過現(xiàn)場模擬膠帶下滑反向信號，證明其設計合理，動作可靠，各項功能均可以實現(xiàn)，對現(xiàn)場使用無影響，絕大部分部件狀況良好。一次在檢修皮帶時，由于逆止器注油過多，導致皮帶下滑，斷帶保護裝置成功實施抓捕，由此說明該斷帶保護裝置性能、質(zhì)量、可靠性達預期目的。

5 存在問題

KHP-119型斷帶保護裝置的使用將會大大減少斷帶事件帶來的惡性事故，減少設備損失及人員傷害，提高經(jīng)濟效益，是帶式輸送機的必備保護設施，社會效益顯著。存在問題是：在控制室內(nèi)不能夠觀察到抓捕器的工作狀態(tài)，比如有的抓捕器轉(zhuǎn)臂受大的物料撞擊而發(fā)生動作的現(xiàn)象就不能夠及時反映出來。對于此問題我們已經(jīng)開始研究，不久將可得到解決。

Inclined Tape Belt Protection Device and its Application

Tong Fu

This article introduced the structure,working principles,installation and application of the KHP-119 belt protection devices,which is used in coal mine belt conveyor.

belt conveyor;belt protection;speed sensor;eccentric wheel

TD55+1

A

1000-4866（2010）03-0044-02

2010-06-16

仝富，男，1957年出生，山西礦業(yè)學院（工業(yè)自動化專業(yè)）畢業(yè)，現(xiàn)在大同煤礦集團公司技術中心工作，工程師。

修回日期：2010-07-08