董瑞佳

（唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化工程系， 河北 唐山 063200）

1 背景介紹

帶式輸送機(jī)通過摩擦傳動(dòng)可以遠(yuǎn)距離輸送物料，與此同時(shí)，帶式輸送機(jī)具有輸送能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，在港口機(jī)械中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。某港口是渤海灣最重要的煤炭中轉(zhuǎn)港之一，建設(shè)5～15 萬(wàn)t 泊位10 個(gè)，設(shè)計(jì)煤炭下水量達(dá)1 億t/a，配備8 條翻車機(jī)-堆料機(jī)流程和8 條取料機(jī)-裝船機(jī)流程，與之配套的 BF、BD、BQ、BJ、BM 等帶式輸送機(jī)達(dá) 60 多套，長(zhǎng)度近百公里[1]。

拉繩急停開關(guān)是帶式輸送機(jī)中重要的電氣保護(hù)開關(guān)，一般以40 m 間距安裝在帶式輸送機(jī)的兩側(cè)，相鄰兩個(gè)拉繩急停開關(guān)用細(xì)鋼絲繩連接，帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)緊急情況需要停機(jī)的時(shí)候，可以拉動(dòng)鋼絲繩使拉繩急停開關(guān)動(dòng)作，中止帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)人員及設(shè)備，但該煤炭中轉(zhuǎn)港口在翻車、堆料及取料、裝船作業(yè)過程中拉繩急停開關(guān)誤動(dòng)作故障頻發(fā)，尤其是冬季，故障率更高，經(jīng)常造成翻車機(jī)—堆料機(jī)流程和取料機(jī)—裝船機(jī)流程終斷，帶式輸送機(jī)重載啟動(dòng)非常困難，需要人工清除帶式輸送機(jī)上的一部分煤炭，然后再啟動(dòng)，待帶式輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，再通過人工將從帶式輸送機(jī)上清除的那部分煤炭裝回，即使帶式輸送機(jī)能啟動(dòng)，也會(huì)造成電機(jī)、聯(lián)軸器、液力耦合器、驅(qū)動(dòng)滾筒、膠帶等較大損耗，而且電能消耗也非常大，停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了港口的煤炭中轉(zhuǎn)生產(chǎn)作業(yè)。

2 帶式輸送機(jī)拉繩急停開關(guān)故障原因分析

1）煤塊等雜物從堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)、轉(zhuǎn)接塔等設(shè)備上高空墜落，砸中帶式輸送機(jī)拉繩急停開關(guān)或鋼絲繩，引起拉繩急停開關(guān)震動(dòng)而瞬間動(dòng)作又瞬間復(fù)位，中控系統(tǒng)雖然不報(bào)故障但是帶式輸送機(jī)會(huì)卻因此停止運(yùn)轉(zhuǎn)，造成流程終斷，帶式輸送機(jī)重載啟動(dòng)非常困難，同時(shí)對(duì)電機(jī)、聯(lián)軸器、液力耦合器、驅(qū)動(dòng)滾筒、膠帶等損耗較大，而且電能消耗也很大。

2）帶式輸送機(jī)拉繩急停開關(guān)內(nèi)有潮氣，特別是冬季，由于氣溫較低，潮氣會(huì)在觸點(diǎn)表面結(jié)成薄薄的一層冰，從而引起拉繩急停開關(guān)報(bào)故障。雖然大多數(shù)拉繩急停開關(guān)密封很好，但由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，潮氣仍會(huì)少量侵入拉繩急停開關(guān)內(nèi)部，直接影響開關(guān)的穩(wěn)定性。

3）帶式輸送機(jī)拉繩急停開關(guān)內(nèi)部安裝的微動(dòng)開關(guān)長(zhǎng)時(shí)間使用后拉簧彈力會(huì)逐漸減弱；與此同時(shí)，帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中引起的支架震動(dòng)時(shí)常會(huì)造成微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)發(fā)生接觸不良的現(xiàn)象。

3 帶式輸送機(jī)拉繩急停開關(guān)優(yōu)化改造方案

3.1 對(duì)拉繩急停開關(guān)外部安裝連接方式進(jìn)行優(yōu)化改造

原拉繩急停開關(guān)安裝在帶式輸送機(jī)兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)上，相鄰拉繩急停開關(guān)之間用鋼絲繩連接，鋼絲繩穿在焊接在凸出皮帶機(jī)兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)圓環(huán)內(nèi)（如圖1），這種安裝方式的弊端是鋼絲繩容易被堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)、轉(zhuǎn)接塔等高空墜落的煤塊等雜物砸中，引起開關(guān)動(dòng)作。

經(jīng)過反復(fù)論證研究，將支撐鋼絲繩的圓環(huán)焊接在帶式輸送機(jī)兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)下方，鋼絲繩從鋼結(jié)構(gòu)下側(cè)穿過，在很大程度上避免煤塊等雜物從堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)、轉(zhuǎn)接塔等高空中墜落意外砸中拉繩急停開關(guān)或鋼絲繩，引起拉繩急停開關(guān)誤動(dòng)作（如圖2）[2]。此改造已經(jīng)在四條起步BM 帶式輸送機(jī)上得到應(yīng)用，改造后BM 皮帶機(jī)在裝船作業(yè)過程中因煤塊等雜物砸中拉繩急停開關(guān)引起流程突停的故障次數(shù)驟降。

圖1 改造前拉繩急停開關(guān)外部安裝連接方式

圖2 改造后拉繩急停開關(guān)外部安裝連接方式

3.2 對(duì)拉繩急停開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造

拉繩急停開關(guān)內(nèi)有兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)，通過內(nèi)部安裝不同角度的兩個(gè)凸輪片動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)一開一閉，帶式輸送機(jī)實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，僅僅使用了一常閉觸點(diǎn)，常開觸點(diǎn)并沒有接線使用（如圖3）。

圖3 改造前拉繩急停開關(guān)凸輪片

將拉繩急停開關(guān)安裝不同角度的兩個(gè)凸輪片進(jìn)行調(diào)整，使兩個(gè)凸輪片處于同一角度，使得拉繩急停開關(guān)內(nèi)的兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)都處于常閉點(diǎn)，將拉繩急停開關(guān)控制線路并聯(lián)接在兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)上，使其雙路控制，即使兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)誤動(dòng)作或損壞，另一個(gè)微動(dòng)開關(guān)仍保持通路，這樣拉繩急停開關(guān)的穩(wěn)定性能能夠至少提高一倍。設(shè)備檢修或緊急情況拉急停開關(guān)時(shí)，兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)同時(shí)動(dòng)作，兩個(gè)閉點(diǎn)同時(shí)到開點(diǎn)，帶式輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，拉繩急停開關(guān)的安全性能不受影響（如圖4）[3]。通過由開關(guān)單觸點(diǎn)到雙觸點(diǎn)的改進(jìn)，可對(duì)防止帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)支架震動(dòng)引起拉繩急停開關(guān)觸點(diǎn)誤動(dòng)作，拉繩急停開關(guān)內(nèi)微動(dòng)開關(guān)其中一觸點(diǎn)結(jié)薄冰引起的突發(fā)故障發(fā)生起到很好的預(yù)防作用。

3.3 給拉繩急停開關(guān)添加防護(hù)罩

拉繩急停開關(guān)安裝方式為固定在帶式輸送機(jī)橋架兩側(cè)，易被堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)、轉(zhuǎn)接塔等高空墜落的煤塊等雜物砸中，引起開關(guān)動(dòng)作（如圖5）。

在拉繩急停開關(guān)上方添加防護(hù)罩，固定在開關(guān)兩側(cè)的托輥架上，在避免煤塊等雜物從高空中墜落意外砸中開關(guān)，引起拉繩急停開關(guān)誤動(dòng)作（如圖6）。

圖4 改造后拉繩急停開關(guān)凸輪片

圖5 拉繩急停開關(guān)添加護(hù)罩前

圖6 拉繩急停開關(guān)添加護(hù)罩后

3.4 為拉繩急停開關(guān)增添短暫延時(shí)動(dòng)作

為了更加有效地減少拉繩保護(hù)開關(guān)的誤動(dòng)作，根據(jù)拉繩急停開關(guān)動(dòng)作大多能夠瞬間自動(dòng)復(fù)位的規(guī)律，在硬線急停控制線路和程序中添加0.3 s 延時(shí)，對(duì)能自動(dòng)復(fù)位的拉繩開關(guān)誤動(dòng)作現(xiàn)象能夠有效地屏蔽。通過對(duì)生產(chǎn)影響、經(jīng)濟(jì)效益影響和安全等因素綜合分析，添加0.3 s 延時(shí)對(duì)防止拉繩保護(hù)開關(guān)誤動(dòng)作起到很大作用，同時(shí)不會(huì)對(duì)設(shè)備及人員安全造成影響。

4 改造效果及應(yīng)用分析

通過對(duì)帶式輸送機(jī)拉繩急停開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化改造，帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)更加穩(wěn)定，改造投資小、見效明顯，減少了流程再啟動(dòng)的次數(shù)，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，特別是帶式輸送機(jī)高壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)的使用壽命，同時(shí)減少了重啟增加的電能消耗，節(jié)省維修費(fèi)用、能耗費(fèi)用，對(duì)同類設(shè)備具有一定借鑒和參考意義。