李浩然

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)同忻煤礦地面皮帶隊(duì)山西大同037000）

0 引言

精煤輸送皮帶機(jī)作為煤礦產(chǎn)、運(yùn)、銷過程中的重要一環(huán)，運(yùn)行平穩(wěn)直接關(guān)系到礦井的整體生產(chǎn)運(yùn)行。同忻煤礦擁有年設(shè)計(jì)外運(yùn)能力1 000萬噸的現(xiàn)代化大型裝車站，精煤輸送皮帶機(jī)占整個(gè)煤流運(yùn)輸?shù)?0%，是全礦洗選精煤外運(yùn)的大動(dòng)脈。其中皮帶驅(qū)動(dòng)任務(wù)重、負(fù)荷大，液壓拉緊油缸作為關(guān)鍵部件，它的拉緊力高低直接影響著皮帶的安全高效運(yùn)行[1-3]。為此，針對皮帶機(jī)液壓拉緊裝置的實(shí)際情況，依據(jù)拉緊油缸的極限行程位置，提出了具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的“三段式”液壓拉緊裝置綜合保護(hù)改造方案，能夠及時(shí)的通過蜂鳴器提醒作業(yè)人員，從而到達(dá)遇到故障及時(shí)停機(jī)處理，防止事故擴(kuò)大的目的。

1 液壓拉緊裝置的組成結(jié)構(gòu)

精煤輸送751 皮帶全長568 m，帶速4 m/s，帶強(qiáng)1 600 N/mm，采用兩滾筒（φ1 000·2 200）三臺（630 kW）變頻電機(jī)中部驅(qū)動(dòng)，液壓拉緊油缸拉緊，拉緊力為150 kN。751 皮帶在啟動(dòng)和運(yùn)行過程中，存在著不可避免的重負(fù)荷啟動(dòng)或過負(fù)荷現(xiàn)象，液壓拉緊力的高低直接影響著皮帶的安全高效運(yùn)行。在實(shí)際裝車過程中，拉緊力的大小被準(zhǔn)確地反映到油箱上的壓力表上，壓力太高容易增高皮帶的張緊度，縮短皮帶的使用壽命，長周期運(yùn)轉(zhuǎn)極易使皮帶拉長，造成永久性型變或斷裂；壓力太低又容易造成皮帶松弛，導(dǎo)致滾筒與皮帶的摩擦阻力減小，產(chǎn)生皮帶打滑現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會直接使皮帶磨斷，給實(shí)際生產(chǎn)外運(yùn)帶來不可估計(jì)的損失。

同時(shí)，由于皮帶負(fù)荷的變化，液壓拉緊小車的鋼絲繩也有突然斷裂的可能。鋼絲繩突然斷裂，不僅會對設(shè)備本身造成損壞，還給作業(yè)人員的人身安全帶來威脅，事故一旦發(fā)生必定造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，針對751 皮帶液壓拉緊裝置的實(shí)際情況，根據(jù)拉緊油缸的極限行程位置，提出了具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的“三段式”液壓拉緊裝置綜合保護(hù)改造，能夠及時(shí)的通過蜂鳴器提醒作業(yè)人員，從而到達(dá)停機(jī)處理，防止事故擴(kuò)大化的目的。

2 液壓拉緊裝置技術(shù)革新改造內(nèi)容

（1）油箱壓力異常報(bào)警改造

在驅(qū)動(dòng)站現(xiàn)場實(shí)際拉緊力由油箱上面的壓力表顯示，液壓拉緊力預(yù)設(shè)在10 MPa～13.5 MPa。具體改造內(nèi)容是在液壓拉緊高、低壓電氣控制回路（KA1為控制高壓繼電器，KA2為控制低壓繼電器）中并聯(lián)一個(gè)時(shí)間繼電器，并設(shè)置時(shí)間繼電器（KT）的延時(shí)時(shí)間為5 s，當(dāng)壓力過高超過預(yù)設(shè)壓力5 s后現(xiàn)場蜂蜜器響起進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)提醒在崗崗位工進(jìn)行停機(jī)處理，壓力過低降到預(yù)設(shè)最低壓力5 s以上不進(jìn)行自動(dòng)升壓時(shí)，現(xiàn)場蜂蜜器響起進(jìn)行報(bào)警，以下圖1為改造前后的電氣控制原理圖：

圖1 改造前后電氣控制原理對比圖

（2）鋼絲繩超行程限位報(bào)警改造

當(dāng)液壓拉緊裝置在拉緊或放松時(shí)，油缸伸出端有段極限位置，此極限位置就可當(dāng)做兩個(gè)行程卡在鋼絲繩上的距離（50 mm），從而確定兩個(gè)限位開關(guān)的具體位置，如圖2所示，畫紅色虛線框的為改造部分：

圖2 鋼絲繩超行程限位示意圖

在圖1 改造后電氣控制原理圖的基礎(chǔ)上，增加限位開關(guān)中間繼電器（KA3 和KA4），KA3 為限位開關(guān)1即壓力過低時(shí)限位裝置，KA4 為限位開關(guān)2 即壓力過高時(shí)限位裝置，再通過中間繼電器（KA5）使其在其兩個(gè)超限位置上都能起到報(bào)警保護(hù)作用，以下為控制原理圖3：

圖3 改造后的控制原理圖

在安裝的整個(gè)過程中，都是在液壓拉緊油缸處在完全伸出時(shí)的位置進(jìn)行的，這樣就使行程限位開關(guān)能夠最大限度的發(fā)揮其功效。與此同時(shí)，在選擇安裝行程開關(guān)位置時(shí)，我們盡量選擇在離皮帶工較近的地方來安裝，這樣有利于在鋼絲繩突然斷裂時(shí)，能夠及時(shí)通過串聯(lián)的蜂蜜器提醒在崗崗位工來停止皮帶，從而避免事故的進(jìn)一步發(fā)生，保證設(shè)備的安全。

（3）拉緊小車限位開關(guān)報(bào)警改造

當(dāng)液壓拉緊裝置在拉緊位置時(shí)，在小絞車輪緣前方10 cm 處安裝一個(gè)行程限位開關(guān)。同時(shí)，在靠近皮帶工的上方一側(cè)安裝拉繩開關(guān)。如下圖4所示：

圖4 拉緊小車限位開關(guān)示意圖

此改進(jìn)不需要改變原有的設(shè)備本身，只是在原有的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)行程限位開關(guān)和一個(gè)拉繩開關(guān)即可，因?yàn)槔K開關(guān)和限位開關(guān)可以很好的形成互補(bǔ)，正常情況下，當(dāng)拉緊小車碰觸行程限位開關(guān)時(shí)，會自動(dòng)切斷皮帶電路，使皮帶停止。當(dāng)行程限位開關(guān)由于某種原因，比如線路故障或是程序出錯(cuò)時(shí)，崗位工在聽到蜂鳴器報(bào)警后，可以人工通過上方拉繩開關(guān)進(jìn)行急停，從而避免了因設(shè)備故障而帶來的不必要事故。再則，如果發(fā)生的是慢斷裂，人員的肉眼就很難及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，這樣只有通過處在小絞車輪緣前方的限位開關(guān)來精確地它的前移量，從而判斷是否該停止皮帶，這樣兩個(gè)設(shè)備起到了很好的互補(bǔ)作用，降低了事故發(fā)生的可能性，設(shè)備和人員的安全更有了保障，同時(shí)也提高了生產(chǎn)的效率，實(shí)際應(yīng)用效果如圖5所示。

圖5 實(shí)際應(yīng)用效果圖

3 結(jié)語

通過改造，有效降低了液壓拉緊裝置事故發(fā)生率，設(shè)備和人員的安全運(yùn)行環(huán)境有了保障，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率和開機(jī)率，對比改造前，煤流輸送每天能增加2萬噸。設(shè)計(jì)改造方案就地取材，成本低，且維護(hù)方便，巧妙地利用了行程限位開關(guān)的特點(diǎn)，既解決了及時(shí)停止皮帶的作用，又保證了設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。改造方案沒有改變原來設(shè)備的設(shè)置和狀況，有效避免因機(jī)械設(shè)備的配合問題引起設(shè)備運(yùn)行的故障和不穩(wěn)定現(xiàn)象，解決了原有鋼絲繩存在的問題，方案可行有效，值得同類礦井推廣。