输煤皮带机皮带撕裂检测装置的设计

1、输煤皮带机皮带撕裂检测装置的设计顾凯陈伟汪大春摘要针对榆煤皮带机常用的皮带撕裂检测装置存在的诸多问题，设计了三种价廉、可靠实用、针对性强的新型皮带撕裂检测装置，保证了设备的安全运行。关键词输煤皮带机皮带撕裂检测装置设计中图分类号文献标识码一、概述输煤皮带机是煤炭港口的主要设备之一，而皮带撕裂故障是皮带机最常见也是最严重的一种故障。皮带机的可靠运行直接关系到整个港口的经济效益，在输煤系统的诸多设备中，皮带自身的安全却是一个薄弱环节，而一条输煤皮带的成本又占整个机器成本的以上，因此保护监测皮带，使其最小程度受到损坏对保证煤炭港口正常运行关系重大。皮带常见撕裂原因和现象丰要有：（）皮带跑偏撕裂。运行

2、过程中，皮带单侧偏移较多时，在一侧形成褶皱堆积或折叠。受到小均衡拉力或与设备钢结构摩擦刮伤等，造成撕裂，这种情况下撕裂一般发生在皮带两侧。（）抽芯撕裂（只发生于钢丝芯皮带）。皮带在剧烈的冲击力作用下，有时会造成皮带中的钢丝断裂，经过长时间的磨、压、折、拉等外力作用，断裂的钢丝断头露出橡胶之外。（）物料卡压堵塞撕裂。这种情况发牛在溜槽下部。由于溜槽前沿和皮带面之间的距离有限，且皮带下面的缓冲托辊呈间隔分布，当大块物料下落，落于托辊之间，将皮带砸破导致撅裂，励磁电机在的转矩另外当装载点处给料突然增大，使皮带装料堵塞。经过长时间的摩擦，从而引起皮带撕裂。（）异物划伤。这种损伤也是发生在溜槽下部，根据

3、流程需要，两条皮带的首尾衔接处要达到一定的空间落差，这样就给上部皮带的物料积蓄了一定的势能，当落到下部皮带时自然产生一定的速度。如果物料中意外混入尖锐利器，在接触皮带时由于惯性作用。利器下部直接穿透皮带卡在托辊上，形成利刀，在皮带向前运动的过程中造成撕裂。目前常见的防撕裂装置存在造价高昂，维护复杂。误动作多、延误生产等渚多不足。为保障港输煤设备的持续安伞运转，设计了三种造价低廉、町靠实用的皮带撕裂检测装置，现介绍如下。二、新型钢丝拦索式撕裂检测装置的设计钢丝拦索式的皮带撕裂检测装置，是最为常见的一种皮带保护装置。它具有结构简单的优点，针对上述一些普遍存在的撕裂现象，使用钢丝拦索检测皮带，也在理

4、论卜具有较高的灵敏度。但市场上常见的钢丝式撕裂检测装置设计上存在不足，对撕裂故障的检测并不令人满意，比如，装置中大都采用了钢珠、弹为，输出电流为，疏松麦糟时电机运行频率约为。输出电流为。恒功率调速电机电流随负载而变，和实际工况相符，排糟时电机运行频率约为，输出电流为。然后电流随着麦糟减少逐渐变小，最后在波动。工艺改进效果显著（）改造前麦汁过滤只能进行间接快速耕糟，青岛啤酒麦汁过滤时间，崂山啤酒麦汁过滤时问。改造后实现连续慢速耕糟，青岛啤酒麦汁过滤时间，崂山啤酒麦汁过滤时间，以此计算糖化产能可增加约。（）麦汁过滤均匀彻底，糟层内麦汁残留减少，结合其他降低粮耗措施，酿造粮耗由去年的下降至。图电机有

5、效转矩曲线（）麦汁过滤过程中“滤死”现象消失，冷麦汁浊度降低明显，保证了啤酒质量。畲墨苦线。）测试电机实际转速并以脉冲形式反馈给变频器，通过闭环控制达到稳定低频运行，实现二艺要求。三、改造效果设备运行良好恒转矩调速电机电流基本不变，过滤麦汁时电机运行频率约作者通联：青岛啤酒第五有限公司山东青岛市崂山区崂山路号：唧编辑凌瑞）团设苗罾理与维俺万方数据牧大尼龙小轮钢丝改向支架图新型钢丝式撕裂检测装置构成簧卡子、机械式开关，这样的设计不但降低了原有的灵敏度，而且在港口的盐雾，煤尘等恶劣环境下，动作机构之间容易因腐蚀或煤尘堵塞，导致保护作用失效。并且皮带承载面底部轮廓为近似梯形而这种检测装置的钢丝却呈近

6、似圆弧形，因此其钢丝布局也存在不合理的问题。因此，新装置的设计既要发挥钢丝拦索检测的优点，同时又要弥补原有设计存在的不足。结构简介如图所示，该装置采用钢丝与滑轮的组合结构。钢丝在皮带下方，横跨皮带底部。钢丝一端同定在皮带一侧的竖垂直角钢上，经钢丝改向支架顶端上带凹槽的尼龙小轮（直径），使钢丝呈梯形状布置，与皮带截面的轮廓相似，钢丝改向支架固定在底部的槽钢横梁上。皮带由于表面张力等原因，截面只是一个近似的梯形槽面，槽的两个底角实际为圆弧角，在布置钢丝改向支架的时候，应使支架顶端的尼龙小轮在这个圆弧角处，如图中放大所示。以便保证尼龙小轮的上边缘到皮带底部的距离和钢丝到皮带底部的距离近似相等。通过多

7、次现场试验，钢丝距离皮带底部为宜。钢丝的另一端经过一个鼓形尼龙轮连接了配重，配重悬挂在皮带另一侧的槽钢槽内，由于重力使钢丝张紧，配重与钢丝之间由铜质的小钩连接。正对配重，安装一枚电感型接近开关，接近开关的信号通过继电器输入到皮带控制系统。装置中的钢丝改向支架（图）底部有一个旋转轴，可以使支架向皮带运行方向倒伏，在通常情况下，支架被拉簧拉起，保持与底座垂直。支架的高度和底座位置均可以调节，以适应不同宽度与倾角的皮带。图钢丝改向支架侧视图旋转轴圆钢棒凹槽尼龙轮装置安装与保护动作原理装置安装在转接塔漏斗和溜槽附近，沿运行方向距离落料点的托辊架之间。当皮带发生撕裂破损时，破损处突出的橡胶或外露的钢丝断

8、头，高速撞击此装置的钢丝，钢丝拉动配重向上运动脱离接近开关的检测范围，使接近开关输入给的开关量信号产生变化，保护程序将使皮带及时停转。假如发牛撕裂的位置恰好在皮带底部的圆弧角处，钢丝改向支架顶端的尼龙小轮受到撞击，支架将向皮带运行方向发生倒伏，同样可以使钢丝拉动配重，产生信号变化。装置产生信号后，若因皮带破损处的形状、位置等原因，钢丝没有与皮带破损处突出的橡胶或钢丝；卷断头即时脱离，而由于惯性。皮带仍旧向前运动，配重被持续拉到槽钢顶端的鼓形尼龙轮处，配重无法通过尼龙轮与槽钢的间隙，此时钢丝与配重之间的铜制小钩由于质地较软将发生形变，配重脱离钢丝，落于地面，因此在及时检出故障的同时，铜质小钩可以

9、有效防止因钢丝受拉力过大致使检测装置损坏的情况，也避免了对皮带的二次损伤。装置特点（）结构相对简单，成本低，制造和安装都比较方便。主体结构只分为个部分，底部槽钢横梁，钢丝周定端立柱（角钢），鼓形尼龙轮槽钢，钢丝改向支架。部分连接处均设计成可调节结构，对于宽度不同、槽倾角不同的皮带都口通用。（）采用配重张紧的钢丝设计，提高了灵敏度。尼龙轮和不锈钢轮轴旋转灵活，很好地避免了因锈蚀等原因而产生的动作卡死、失灵等情况；采用了全封闭外壳的电感型接近开关，比机械式开关更适应煤炭港口的煤尘、盐雾环境，寿命更长。（）钢丝改向支架的设计，保证了钢丝拦索近似于皮带承载面底部轮廓，保证了各个监测点到皮带底部的距离相

10、同。由于支架可以向前倒伏，即使皮带撕裂处撞击到支架也可以使钢丝拉动配重运动，这样整条钢拦缆索上没有检测的漏点。（）钢丝与配重间的铜质小钩，保证皮带破损橡胶或钢丝芯断头与检测钢丝钩死而无法快速脱离的时候，钢丝与配重及时断开，既可产生故障信号，又保证了设备的安全。设备篁理与维荫固万方数据三、尼龙辊型回程落煤撕裂检测装置的设计上述的新型钢丝拦索撕裂检测装置具有诸多的优点，但是由于钢丝拦索采用的是检测皮带底部轮廓的原理，若皮带因锋利的异物划破，产生纵向的裂口，裂口边缘光滑，而皮带承载面底部没有明显突出物的情况下，使用钢丝拦索检测皮带就有一定的局限性。在皮带发生上述撕裂情况时，皮带承载的物料（煤炭），会

11、从裂口处下落至回程皮带表面。因此，在这种状况下，可以通过检测皮带回程落煤的情况判断皮带是否发生撕裂。常见的落煤检测采用了漏斗型，即在皮带承载面和回程面之间安装接煤漏斗。它的原理是：当皮带发生这种撕裂情况时，煤块落在漏斗中，当煤块积累到一定重量后，漏斗的活动底板动作，与底板相连的机械或接近开关就产生了信号变化。但是，这种漏斗型的落煤榆测装置在实际的应用中效果并不理想，因煤尘积累、落料时煤块溅落于漏斗内、启动皮带时有较强的机械振动等原凶，装置产生误动作较多，影响生产效率。新设计的尼龙辊型的落煤检测装置既可以有效地判断落煤情况，同时减少误报警。结构简介如图所示，该装置有一个可旋转的尼龙辊，直径，尼龙

12、辊置于一个可以摆动的挂架上。尼龙辊旋转轴头部连接一个转数检测片，使用一枚电感！接近开关对其进行检测，当尼龙辊旋转一周时。可以产生一个脉冲信号。摆动轴的头部同样连接一个检测片，使用另一枚接近开关检测是否产生摆动。两个接近开关的信号都通过信号继电器输入给皮带机控制系统的。装置安装与保护动作原理该装置沿取料机作业皮带线。按一定间距均匀布置若干个，位于网程对于作业时偶尔溅落在回程面上的少量煤块，产生的脉冲数量很少，在超过预设值之前脉冲消失，累加器此时停止递增，程序则保持当前累加值，在此过程中等待脉冲是否继续出现。如果有煤块继续落在皮带回程面，则脉冲继续出现，累加值继续增大，直至累加的脉冲超过预设值后报

13、警停机；若脉冲不再出现，后累加值开始按一定速率逐渐递减，直至累加值归。在递减的过程中，如果有煤块落在皮带回程产生脉冲，则停止递减而在当前累加值基础上继续按脉冲数递增（转数检测程序略去）。装置特点相对于常见的漏斗式落煤检测装置而言，尼龙辊型落煤检测装置避免了因煤尘块积累而产生误报警的情况发生，同时程序会自动将撕裂时产生的持续性落煤与正常作业时偶尔溅落的煤块加以区分，并且对于皮带机启动时产生的机械振动也不会产生误动作。四、尾滚筒皮带防撕裂检测装置的设计对于整条皮带而言，尾部滚筒是一个比较特殊的位置。在作业的过程中，如果杂物落于皮带回程面，最终都将到达尾部滚筒处。若坚硬、锋利的异物绞入尾部滚筒与皮带

14、之间，则会对皮带图尼龙辊型回程落煤检测装置构成初始状态转数累加器累加值信号保持皮带二方。尼龙辊与回程皮带间的距离经试验后根据实际落煤大小而定。当撕裂发生回程落煤如果较多并从装置下侧通过时，将顶起尼龙辊及其挂架，使尼龙辊沿回程运行方向摆动，摆动轴此时带动摆动检测片转动一定角度。接近开关用于检测摆动角度，如果摆动信号超过预设时间仍未复位，此时产生报警停机信号。假如撕裂时落煤流量较小，则落煤在装置下侧通过时，由于尼龙辊与皮带间隙较小，落煤将与尼龙辊产生摩擦。在摩擦力作用下，不断带动尼龙辊旋转。转数检测片将使接近开关口不断产生脉冲，程序通过脉冲的累加值和脉冲的连续性判断是否产生报警、停机信号。对于正常

15、作业中偶尔会掉落在回程皮带上：的小煤块，程序将不会产生报警停机信号。转数检测程序如图。当回程皮带表面有物料时，尼龙辊开始转动，转数脉冲出现，累加器开始计数。累加值大于预设值（临界值）则报警停机。累加值清零（或使用中控复位清零）一一一转数累加值按脉冲数递减裂萝陬，翮累加值预设值？报警、停机信号一否有脉冲？嚣黟图转数检测程序流程图一匿圈管理与维售万方数据造成损伤，严重时也可造成大面积撕裂。通常在尾部滚筒前都装有皮带清扫器，而这种清扫器对于小体积异物清理效果理想，但体积、质量较大的异物，比如沿线掉落的破损托辊。因开焊等原因脱落的一些金属部件，砸穿皮带的巨大石块等等，在遇到清扫器时会因剧烈碰撞而弹起，

16、越过清扫器，最终仍旧绞入皮带尾部。前面所述的两种撕裂检测装置，对于这种可能落于回程上。体积较大的单个杂物没有检测功能。此外，皮带承载面上部因经常接受落料冲击或杂物掉落，会发生非穿透性的橡胶破损，断钢丝等情况，这往往是皮带发生穿透性破损、撕裂的前兆。钢丝拦索型撕裂检测装置用于检测承载面底部，尼龙辊型检测装置用于检测皮带落煤，但这两种撕裂检测装置只可以检测穿透性的破损、撕裂，对于这种非穿透性的破损则无法实现及时报警。尾滚筒皮带防撕裂检测装置针对上述两种情况设计，作为钢丝拦索型和尼龙辊型撕裂检测装置的有效补充，它可以及时检出尾部滚筒处是否绞人大块杂物，或者皮带承载面上部的橡胶、钢丝是否破损和断裂。结

17、构简介尾滚筒皮带防撕裂检测装置的主要结构如图所示，该装置的检测和动作机构为一个可以翻动的框架，框架上固定金属检测铁片，使用一枚电感式接近开关检测铁片位置。框架上带有弹簧卡锁机构。装置安装与保护动作原理该装置安装于尾部滚筒的斜下方（图），装置的翻动框架上侧与尾部滚筒处的皮带相距。在正常情况下，由于配重的重量，翻动框架保持与地面垂直的状态。当皮带回程上的杂物绞入尾部滚筒与皮带之间的间隙时，会造成尾部滚筒上的皮带表面出现鼓包状的凸起，随着尾部滚筒和皮带的运转（滚筒旋转方向如图中箭头），凸起的鼓包撞击装置的翻动框架，框架将沿箭头（图）方向翻转。此时固定在框架上的检测铁片脱离接近开关的检测范围，皮带机控

18、制系统产生停机报警信号。可翻动框架的弹簧卡锁机构使框图尾滚筒皮带防撕裂检测装置构成和安装位置万方数据架不能自动恢复到原位，停机信号将一直保持，直到排除故障后手动将弹簧卡锁机构复位。如果皮带承载面上部发生非穿透性的橡胶破损、钢丝断丝，当破损处运转至尾滚部滚筒时，由于皮带此时成弯曲状，破损处的橡校、钢丝断头将从皮带表面伸出，碰撞装置的翻动框架，产生停机报警信号。同理，对于某些形态的穿透性撕裂，如撕边、抽条等也可以及时检测。装置特点（）相对于被动检测撕裂的装置而言，该装置在尾部滚筒皮带绞人异物时就可以及时产生报警信号，具有一定的预防撕裂作用。另外当皮带承载面上部发生非穿透性的破损时，也可以预防破损情况恶化。（）由于尾部滚筒表而的皮带在运行时的振动很小，装置的翻动框架可以