一种新型矿用刮板机电气保护

摘 要：刮板机是矿类工厂输送矿物的重要运输设备，一旦刮板机出现故障，轻则导致设备停机，重则导致工厂停产数周，因此，行之有效的刮板机保护意义重大。刮板机断链和斜链是引发刮板机事故的主要原因之一，可靠的刮板机电气保护，是防止刮板机出现断链和斜链后，故障进一步扩大的关键所在。现有的刮板机电气保护，由于存在中间机械机构，机构不稳定，易出现机构故障和误动作。本文涉及一种新型刮板机电气保护，经神华宁夏煤业集团有限责任公司宁东洗煤厂XX分厂实际使用验证，效果极好，误动作次数几乎为零。

关键词：刮板机；断链；斜链；电气保护

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.092

1 引言

刮板机是输送矿物的重要设备，如果刮板机出现故障会引起工厂停机、停产。在刮板机工作过程，由于矿石的体积、重量和硬度都较大，加之矿石本身存在较多的杂质和在开采的过程中会混入一些铁器和木头，使刮板机的工作环境非常恶劣，一旦出现较小的故障，如若不立刻停机都可能诱发不可挽回更严重的故障。刮板机大部分故障出现的初期，都伴随着刮板机链条的断裂或倾斜；如何在刮板机出现断链和斜链时，既是故障即将发生的萌芽时刻，检测到刮板机断链和斜链并立即停机，是防止刮板机故障进一步扩大的关键。本文涉及一种新型刮板机电气保护，经实际应用验证效果较好。

2 刮板机电气保护工作原理

（1）刮板机断链保护。刮板机断链保护基本工作原理如图1所示，利用电磁式接近开关来检测刮板机的刮板条，且刮板机的刮板条是均匀分布的，所以在刮板机正常运行时，电磁式接近开关所检测到的开关信号频率是一定的，假设该开关信号的频率为f，把开断频率采集器的频率设置为f±x，其中x为频率误差（根据具体情况设定）；如果开断频率采集器采集的数据在f±x的范围内，刮板机将正常运行；如果开断频率采集器采集的数据不在f±x的范围内，PLC将输出开断信号令刮板机立即停机。

（2）刮板机斜链保护。刮板机斜链保护基本工作原理如图二所示，斜链保护需要2个电磁式接近开关采集频率信号（原理同前面断链保护），假设1号开断频率采集器采集的频率为f1，假设2号开断频率采集器采集的频率为f2，假设f1-f2=x；在刮板机没有出现斜链时，理想情况下f1=f2，即f1-f2=0，但是实际情况下有一定的误差，所以可以设定f1-f2=x（x为误差）为刮板机未出现斜链的正常工作；当f1-f2≤x时，PLC判定刮板机未出现斜链，刮板机正常运行；当f1-f2≥x时，PLC判定刮板机出现斜链故障，并发出开断信号令刮板机立刻停机。

3 新型刮板机电气保护与一般刮板机电气保护的比较

（1）刮板机误动作原因分析。一般刮板机的电气保护结构如图三所示，新型刮板机电气保护结构如图四所示；从图3和图4可以看出，两者的区别在于新型刮板机的电气保护省去了中间的机械传动机构，正是由于中间机械传动机构的存在，一般刮板机电气保护极易出现机构故障和误动作，导致设备停机工厂停产，具体原因分析如下：

1）中间机械结构故障。一般的刮板机电气保护的中间机械结构在正常运行时，是随着刮板机的运行而在不断的快速运动的，由于运动的速度和频率较快，我们尝试了很多不同结构材质的中间机械结构，效果都不好，还是经常出现中间机械结构故障，导致电气保护的误动作，导致设备停机工厂停产；经实践证明在刮板机保护误动作的原因里，由机械结构导致的占一半以上。

2）中间机械结构导致频率采集误差较大。在频率采集的过程中，由于中间机械机构的存在，由中间机械机构不可避免的会产生一定的误差，如果误差超出了设定的频率范围，刮板机电气保护就会出现误动作，导致设备停机工厂停产；经实践证明机械机构导致的测量误差也是刮板机保护误动作的主要原因之一。

一般的刮板机的电气保护都是通过中间机构把信号传给限位开关的（如图3所示），新型刮板机电气保护（如图4、图5所示），没有了中间的传动机构，这样限位开关可直接检测频率信号，优点有3个，一是避免了中间机械结构故障的误动作，二是避免了中间机械结构导致的测量误而出现的误动作.；所以新型刮板机的电气保护稳定性和灵敏性非常好，不容易出现误动作，从而减轻了刮板机电气保护的维修率，提高了工厂刮板机运行的稳定性。总之，新型刮板机电气保护是经实践证明的一种更加实用的刮板机电气电气保护。

（2）新型刮板机使用注意事项。1）一般的刮板机电气保护是通过中间机构的摆动来接收信号的，每过一个刮板，中间机构就可以来回摆动，限位开关可以得到多个信号，而新型刮板机电气保护，每过一个刮板限位开关只得到一个信号。由于刮板机刚启动时，速度比较慢，改造后的限位开关可能会长时间接收不到信号，如图五所示，当限位开关刚好在1号刮板的后面（也就是说启车时，限位开关刚好接收不到1号刮板的信号），那么从1号刮板的后面到3号刮板的前面限位开关只接收一个信号，PLC就会误认为断链了，就会出现刮板机启动不了的现象；这就需要在程序中加一个延时，让电气保护延时投入（大概3s即可）；一旦刮板机运行起来，两者接收信号的个数就一样了，因为刮板机的运行速度比较快，不等中间机构来回摆动，下一个刮板已经到了，一般的摆动式的电气保护也变成一个信号了。2）因为新型刮板机的限位开关在刮板机里面，离刮板比较近，限位开关可能会被煤撞坏，解决方法是：在限位开关的前面安装一个比限位开关还低的槽钢，用来挡煤从而保护限位开关。最后注意刮板机里面水分可能比较大，要注意密封防水。

4 结论

由于新型刮板机电气保护没有了中间的传动机构，一是避免了中间机械结构故障的误动作，二是避免了中间机械结构导致的测量误而出现的误动作；电气保护的稳定性和灵敏性都得到了大幅度的提高，基本不出现误动作，从而减轻了刮板机电气保护的维修率，提高了工厂刮板机运行的稳定性。经实践证明效果较好，总之，新型刮板机电气保护是经实践证明的一种更加实用的刮板机电气电气保护。

参考文献：

[1]赵耘.矿用刮板机断链事故分析与预防[J].煤矿机械，2002（06）.

[2]汤政，刘征，葛德武.刮板机常见故障分析与处理方法研究[J].山东省煤田地质局第一机械厂，2011（16）.