皮带输送机综合保护装置的应用及改进研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

皮带输送机综合保护装置的应用及改进研究

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第21期作者：刘晓敏

[导读] 摘要：以ZBR带式皮带机综合保护装置为例，介绍了综合保护装置的工作原理，详细分析矿用本安PLC、电源变换箱、磁力启动器、保护传感器、信号联络装置等系统组成部分，以及探讨了综合保护装置在煤矿中的应用。

        国家能源集团神东柳塔煤矿内蒙古鄂尔多斯 017209
        摘要：以ZBR带式皮带机综合保护装置为例，介绍了综合保护装置的工作原理，详细分析矿用本安PLC、电源变换箱、磁力启动器、保护传感器、信号联络装置等系统组成部分，以及探讨了综合保护装置在煤矿中的应用。
        关键词：皮带输送机；综合保护装置；应用
        1 引言
        为了确保安全，许多煤矿井下都采用多种型号皮带保护装置，这些装置的作用与原理基本上相同，具有超温、低速、撕带、降低紧张力等各种保护以及自动洒水和防跑偏装置，对确保安全生产具有重要作用。因此，探究综合保护装置的应用及改进具有实用价值。
        2 皮带运输机常见故障
        （1）皮带打滑事故
        在企业生产过程中，皮带运输机作为主要运输设备，主要是通过皮带与驱动滚筒的摩擦力提供货物向前运输的力。在实际运行中，经常会因为皮带机运行张力不足、超负荷运载、皮带与驱动滚筒摩擦力降低等原因出现皮带打滑现象，从而造成皮带运输机满载停机，重新启动时滚筒与胶带之间产生较高的摩擦热量，若未及时处理轻则磨断皮带，重则引发火灾，在一定程度上会降低产品输送效率，造成不必要的经济损失。
        （2）皮带跑偏事故
        作为一种连续运输装置，皮带运输机的组成部分包括机架、输送带、托辊轮、张紧装置、传动装置等，其具有较强的适应性、较低的能耗以及较高的效率等特点，但在运行中很容易出现跑偏事故，如果调整不及时，轻则造成撒料，重则磨损皮带边缘，造成皮带刮损事故。皮带运输机跑偏事故不仅会对设备的使用寿命造成一定影响，而且还会造成停机事故或有人员伤亡。
        （3）皮带断裂事故
        在皮带输送机运行过程中，如果运输货物内混入钢钎、锚杆等锋利的金属或石块，会在货物压力下划伤皮带或割断皮带，虽然皮带具有较强的承载力，但无法抵挡利物的切割，皮带断裂后会造成严重的机电事故，而且大部分企业的皮带断裂事故都伴随有严重的人员伤亡；如果皮带跑偏比较严重或长期缺乏保养，达到承载极限后也会造成皮带断裂；胶带长期处在潮湿、高温等的环境下，容易使胶带主芯编制层、牵引钢丝绳锈蚀，长期使用后会使皮带疲劳断带。
        3 综合保护装置
        3.1 工作原理
        以ZBR带式皮带机综合保护装置为例，其主要功能是矿用防爆产品，用于设备的电气控制系统和综合保护。综保装置智能化程度相对较高，而且使用方便快捷，安装操作简单，并且极易学会，不仅适用于固定式皮带机传输，也可以用于伸缩式，并且能够确保机软起动、功率平衡、自动张紧等，这些复杂控制都能够实现，并且达到综合保护要求，该装置的优势性在此得到极大的体现，不仅能够实现单机控制，而且还可以进行数据的传输，也可通过组网的形式，从而实现大面积集中监控，在煤矿井下作业过程中起到极为关键性的作用。
        3.2系统组成
        综保装置系统主要由矿用本安PLC、电源变换箱、磁力启动器、保护传感器、信号联络装置等等组成。控制器：其从本质上分析属于系统的控制核心，具体工作内容包括：检测信号、控制设备、状态显示、故障报警等等。电源变换箱：属于控制器非常关键的连接设备，提供控制器本安电源，由此能够实现本安与隔爆信号，两者能够相互转换，从而对控制器起到良好的应用效果，主要控制隔爆电器信号，还有接收隔爆信号。
        光电速度传感器：作用在于监测胶带速度，与此同时还输出与胶带速度向对应的0～1 000 HZ频率信号，提供给控制器，并且对胶带打滑或是断带给予有效的保护。
        拉绳急停闭锁开关：主要是位于胶带机沿线位置，一旦胶带机出现故障，控制胶带机实现紧急停止，同时实现闭锁。与此同时还兼具分线盒，沿线跑偏开关，纵撕传感器，就近范围之内实现拉绳急停，闭锁开关。
        跑偏开关：目的在于监测胶带跑偏故障。而跑偏开关需要设置在就近的拉绳急停闭锁开关。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3.3 传感器的安装
        堆煤传感器：通常情况下吊挂于胶带卸载位置。针对正常煤流运动来说，其不能碰击传感器。然而卸载点出现煤堆故障时，就会导致滞留的积煤，将会触及堆煤传感器，由此使其发生倾斜。
        速度传感器：假设胶带重载及轻载时，胶带升降幅度就会发生变化，在辊筒附近安装最适宜。在安装过程中，注意调整好角度和位置，这样才能保障胶带可以满载与空载，控制好偏差范围，促使传感器和胶带紧密相连。
        沿线闭锁开关：通常是安装在胶带机行人一侧，注意是位于机架上。按照具体要求，每间隔100 m位置，设立闭锁开关。
        跑偏开关：主要是以成对安装，具体来说是位于胶带机的两侧。依据需要沿着机架均匀间隔，或是设置在与以下部位：机头、机尾、中间给料点，安置在以下重点位置。在具体安装过程中，筛选的位置必须要靠近某个闭锁开关，这样能够便于连线。
        烟雾保护传感器：具体来说悬挂位置相对比较固定，主要是位于两个主传动滚筒上方、风流下行位置悬挂高度，主要是位于上带来料处，但是不能触及到原料，选取专用吊架吊挂。传感器而言，需要每月地面试验，从而保障其自身的灵敏程度。
        4 综合保护装置的应用及改进
        4.1 堆煤保护
        （1）该设备采用电极式的探头，探头和堆煤接触时必然会降低煤电阻，当电阻低于1MΩ时就会延时1s~3s，从而发生故障而保护停车。
        （2）使用行程触点式的煤位探头，当探头和堆煤接触偏转大约150时，启动保护动作，从而实现保护停车，这种保护装置应用非常普遍。
        4.2 跑偏保护
        输送机常常发生输送带跑偏现象，导致胶带边缘和机架互相摩擦，从而损坏胶带边缘。如果跑偏比较严重，胶带在托辊边缘或机架纵向发生撕裂。近些年来，从实际生产需求及逐年总结基础上，要采取相应措施防治跑偏和防撕裂的措施，保障输送机正常运转。其改进做法为：设计、制作跑偏的托辊装置；事实上输送带跑偏是导致胶带刷边的根本原因，因此就应该将防跑偏装置加装到机架上，最好是每间隔10架就夹装两个，确保跑偏胶带能够自动纠正，这种方法不但操作简单而且效果好。
        4.3 烟雾保护
        当出现烟雾，传感器就会将这个信号传送到主机，立即启动烟雾保护，自动切断皮带机的电源，可以监控皮带机因为皮带距离摩擦等造成火灾以及环境污染。但是如果采煤使用炮采，皮带在回风巷中运转，因此放炮后就会有炮烟通过，同样会造成烟雾保护出现频繁误动作，从而影响正常运转。考虑到摩擦必定会升温，因此就可以串接温度保护装置，两种保护同时启动时，保护器才会启动；当然也可对烟雾感应器适当改进，让该设备能够识别烟雾浓度，只有烟雾达到相应浓度时才启动。
        4.4 温度保护
        温度传感器设定一个标准温度，一旦监测点温度超过这个温度值，温度保护装置就会立即启动温度故障保护，开启自动洒水装置动作。当然其安装位置要依据保护对象确定，可以监控皮带机轴承的温度，也可以监控其他部件及周围缓解的温度。
        4.5 撕带保护
        现在使用托辊绝大部分都是端面与托辊表面形成直角形，这个直角非常锋利，如果托辊转动不灵活但胶带上有货物，在重点影响下皮带必定会弯曲，托辊边缘犹如一把刀嵌入到皮带中，将胶带纵向撕开。因此要解决这个问题，就必须要改进装置，可以将直角形设计成圆弧形，采用这种形状的托辊，即便输送带上的载荷较大，胶带在重力下形成弯曲，也不会影响运输带，这种方法有效解决胶带被纵向撕裂。该保护装置处于皮带机头上皮带的底部，如果皮带发生纵向撕裂，该保护装置就会立即停车，从而实现保护功能。但是皮带发生跑偏漏煤就易发生保护误动作，因此应该和机头防跑偏装置联合使用，防止因误动作影响运行。可以改装成红外线，各类故障均有不同指示，一旦启动就会发生语音报警。保护后都能够处于故障自锁状态，同时发出相应语音报警声。
        作者简介：刘晓敏，男，助理工程师，2012年7月毕业于陕西理工学院机械设计制造及其自动化专业，主要从事矿井机电管理工作。