凌长辉
国家能源集团神东皮带机公司 内蒙古鄂尔多斯 017200
摘要：在日常工业生产及煤炭开采活动中，带式输送机是运输物料的常见生产设备之一，它能够一次性完成大量物料的输送，而且在输送过程中不会造成物料的损耗，既降低了人工输送工作量，又提高了物料输送的效率。然而带式输送机的安全可靠运行非常重要。为保证带式输送机的安全可靠运行，在带式输送机设备安装应用时设置多个保护装置，其中沿停保护开关在带式输送机正常运行时起到很大作用，它能够保证带式输送机在正常运行当中出现故障以及发生人员伤害时，能够自动或人为及时拉动沿停保护拉线绳可有效停止带式输送机运行，有效保护人员以及减少故障引起的损失。该文中主要讲述了带式输送机沿停保护拉线开关拉线电缆挂钩的在传统的设计和制造以及使用过程中存在拉线时阻力大、电缆易脱落，易划伤人，电缆下垂，锈蚀粘接电缆，易卡阻，从而拉动紧急停车时拉线闭锁失效，导致带式输送机运行时存在安全隐患的因素进行分析，并提出了切实可行的改进方案，并通过优化设计出了电缆滚动悬挂装置，并详细概述了设计的过程、材料选择、结构特点、加工工艺以及工作原理等，以有效地解决这一问题。
关键词：拉线电缆 沿停保护 优化设计 滑轮 悬挂
近年来，国内对于带式输送机的使用量不断增加，随着科技的发展，带式输送机运输能力及运输距离不断提高，机身长度也从几百米到几千米甚至上万米都已实现。作为带式输送机保护装置一部分的沿停保护拉线开关和拉线电缆用量也十分巨大。每一百米布置一个沿停保护，它的作用是在带式输送机的任何部位都可以自动或人为地停止输送机的运转，及时控制带式输送机事故的发生和扩展。拉线式沿停保护装置，又称沿线急停开关。它用铁丝或细钢丝控制一个小的行程开关，行程开关接入带式输送机控制系统。这种保护装置通常安装在带式输送机机架靠人行道一侧。每个沿停保护之间通过拉线绳来连接。带式输送机需要紧急停止时通过拉动拉线绳来触动沿停保护上的行程闭锁开关，使其实现紧急停止动作。以往带式输送机沿停保护，除了通讯电缆以外专门设置拉线绳。现如今随着技术的提高，拉线绳和通讯电缆集成为一体，同时实现了通讯和拉线绳的功能。但是，随之而来的是拉线电缆直径的增大，以及因电缆自身的重量引起的下垂。就目前来看，国内通用带式输送机沿停保护拉线电缆，一般都是直接挂在用普通钢材折弯成型的金属挂钩上，挂钩只起到支撑作用。
1、拉线电缆滚动悬挂装置设计的目的
目前国内通用带式输送机沿停保护拉线电缆普通电缆钩存在以下技术缺点：
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1）拉线阻力大、易卡阻。拉线电缆一般直径为8mm到20mm，与金属挂钩直接接触，接触面积大，增加拉线阻力,同时也加剧拉线电缆局部磨损，存在安全隐患，因电缆的下垂，以及结构架挂钩的结构特性，拉线电缆容易卡阻，导致在紧急停车时拉线闭锁失效。
2）金属挂钩容易锈蚀。在井下潮湿环境下金属挂钩容易锈蚀，表面粗糙度变大，增加与电缆接触的摩擦力，同时也容易与电缆粘接，金属挂钩易锈蚀变形或折断。
3）拉线电缆易脱落。由于电缆钩挂口处无封闭，所以在操作时容易脱落，导致拉线闭锁失效。
4）金属挂钩尖锐部分容易与其它物体缠绕或挂伤工作人员。
2、拉线电缆滚动悬挂装置设计所要解决的技术问题
1）因沿停保护是100m设置一部，一般需布置100m长的拉线电缆。为防止电缆下垂，电缆钩布置4-6m一个。为了降低拉线阻力，使其电缆不直接接触挂钩，使滑动摩擦转变为滚动摩擦。
2）普通金属材料在矿井潮湿环境下容易锈蚀，所以采用非金属材料或其它不锈钢金属材料。
3）拉线电缆钩设计时，考虑易操作，容易挂上，也容易取下，不易脱落。
4）设计简单化、标准化，易于安装，便于更换，减少挂钩数量，se减少材料的浪费。
5）要优化设计，人性化设计，挂钩尖锐部分不易伸出，不能成为发生安全事故的隐患。
3、拉线电缆滚动悬挂装置具体设计方式
本装置的结构，主要由1轴、1支撑板、4抓钩、1滑轮、2间隔垫和1轴用弹性挡圈组成。
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其主要部件的位置关系为：抓钩与支撑板焊接、支撑板与轴单侧焊接固定，形成抓钩架，并将滑轮、间隔垫、轴用弹性挡圈依次组装在旋转轴上，滑轮与轴形成间隙配合，使其旋转灵活。
1）根据拉线电缆的直径设计了尼龙滑轮，滑轮与轴间隙配合，形成滑动轴承，降低了阻力。尼龙滑轮具有自润滑，寿命长，耐磨性好等优点。
2）主体框架结构采用不锈钢材料，强度提高的同时防止锈蚀。抓钩在支撑板上均布四等分固定焊接，不锈钢轴采用同心圆设计，外圆与支撑板固定，外径为φ20mm内径为φ11mm，轴与带抓钩支撑板形成同心结构，并与支撑板单边焊接，组焊抓钩架。将尼龙滑轮装配到抓钩架轴上，用不锈钢间隔垫在滑轮两侧间隔，弹性挡圈卡到抓钩架轴沟槽上，使尼龙滑轮固定在轴上，尼龙滑轮与轴、间隔垫、支撑板均为间隙配合，达到低阻旋转的要求，完成组装。采用弹性挡圈主要是便于组装拆卸，节省空间。该装置在带式输送机上布置时，每4-6m布置一台，根据使用要求在中间架纵梁或槽型托辊架或H架上焊接φ10销轴，用开口销定位固定，或在架体上预留φ11的安装孔，通过M10的螺栓进行安装固定。
3）设计时采用四个抓钩均布在支撑板的结构，抓钩挂钩朝圆心方向。为了安装方便完全对称设计，并形成手抓形状，抓钩带圆角和上翘圆弧过渡设计，有利于拉线电缆的挂起。拉线电缆悬挂时，先将拉线电缆挂到一个抓钩，再挂到滑轮上，将该装置旋拧一定角度，把拉线电缆挂到另一个挂钩上，通过拉线电缆自重，该装置自然回位到工作位置。该装置正常工作状态为如图2左图所示，通过上部的两个抓钩向下压拉线电缆使其固定在滑轮沟槽里，两个抓钩和滑轮钩槽可以直接约束拉线电缆的上下和左右的移动，使其只能沿着滑轮旋转前后方向进行灵活移动。拉线电缆拉动时两个抓钩与电缆不直接接触，不会产生附加阻力。四个抓钩对称布局，可以在抓钩折断时起到备用作用。
4）主体结构紧凑，滑轮采用尼龙设计，减轻了重量，设计简单、并标准化设计，结构架体上只焊接销轴或预留安装孔，与结构架连接简单，安装更换方便快捷，整机中间单元设计时减少了挂钩数量。并进行优化设计，人性化设计，挂钩无尖锐部分，工艺要求去除毛刺打磨平整，无安全隐患。
4、拉线电缆滚动悬挂装置在带式输送机中应用所解决的问题及优点
1）降低拉线阻力，提高效率和可靠性，拉线电缆拉动时不易卡阻动作灵敏。防锈效果好，结构简单，重量轻，制造组装工艺简单。易安装悬挂，拉线电缆牢靠不易脱落。安装维护方便快捷。
2）在该装置上滑轮的应用。滑轮与轴间隙配合，将滑动摩擦转变为滚动摩擦。
3）滑轮材料采用尼龙。尼龙具有自润滑，寿命长，耐磨性好等优点。
4）拉线电缆的摘挂方式和固定方式。通过旋拧该装置一定角度可轻易将拉线电缆摘下和挂起。该装置正常工作时，上部的两个抓钩将电缆固定在滑轮沟槽里，同时约束了拉线电缆的上下和左右的移动，使其只能沿着滑轮旋转前后方向进行灵活移动。
5）四个抓钩对称布局，电缆悬挂时不分方向，且四个抓钩可以在抓钩折断时起到备用作用。
4 结束语
带式输送机进行物料运输时，要想保证带式输送机能够正常发挥其功效，就必须从对输送机的可靠安全运行方面入手，对输送机设备的运转状态加以重视。在使用时沿停保护开关在紧要关头能有效的闭锁便可保证制止人员伤害和事故及故障的蔓延，通过该优化设计的拉线电缆滚动悬挂装置的介入应用使带式输送机的紧急闭锁停止的响应更加灵敏，使用更加便捷，可有效提高带式输送机运行可靠性和稳定性，使其更安全可靠稳定高效的为矿井服务。
参考文献:
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