董瑞佳

（唐山工业职业技术学院自动化工程系， 河北 唐山 063200）

1 背景介绍

带式输送机通过摩擦传动可以远距离输送物料，与此同时，带式输送机具有输送能力强、结构简单、便于维护、易于实现自动化等优点，在港口机械中具有不可替代的作用，应用极其广泛。某港口是渤海湾最重要的煤炭中转港之一，建设5～15 万t 泊位10 个，设计煤炭下水量达1 亿t/a，配备8 条翻车机-堆料机流程和8 条取料机-装船机流程，与之配套的 BF、BD、BQ、BJ、BM 等带式输送机达 60 多套，长度近百公里[1]。

拉绳急停开关是带式输送机中重要的电气保护开关，一般以40 m 间距安装在带式输送机的两侧，相邻两个拉绳急停开关用细钢丝绳连接，带式输送机在运转中出现紧急情况需要停机的时候，可以拉动钢丝绳使拉绳急停开关动作，中止带式输送机运转，保护人员及设备，但该煤炭中转港口在翻车、堆料及取料、装船作业过程中拉绳急停开关误动作故障频发，尤其是冬季，故障率更高，经常造成翻车机—堆料机流程和取料机—装船机流程终断，带式输送机重载启动非常困难，需要人工清除带式输送机上的一部分煤炭，然后再启动，待带式输送机正常运转后，再通过人工将从带式输送机上清除的那部分煤炭装回，即使带式输送机能启动，也会造成电机、联轴器、液力耦合器、驱动滚筒、胶带等较大损耗，而且电能消耗也非常大，停机时间长，严重影响了港口的煤炭中转生产作业。

2 带式输送机拉绳急停开关故障原因分析

1）煤块等杂物从堆料机、取料机、装船机、转接塔等设备上高空坠落，砸中带式输送机拉绳急停开关或钢丝绳，引起拉绳急停开关震动而瞬间动作又瞬间复位，中控系统虽然不报故障但是带式输送机会却因此停止运转，造成流程终断，带式输送机重载启动非常困难，同时对电机、联轴器、液力耦合器、驱动滚筒、胶带等损耗较大，而且电能消耗也很大。

2）带式输送机拉绳急停开关内有潮气，特别是冬季，由于气温较低，潮气会在触点表面结成薄薄的一层冰，从而引起拉绳急停开关报故障。虽然大多数拉绳急停开关密封很好，但由于现场环境恶劣，潮气仍会少量侵入拉绳急停开关内部，直接影响开关的稳定性。

3）带式输送机拉绳急停开关内部安装的微动开关长时间使用后拉簧弹力会逐渐减弱；与此同时，带式输送机运转过程中引起的支架震动时常会造成微动开关触点发生接触不良的现象。

3 带式输送机拉绳急停开关优化改造方案

3.1 对拉绳急停开关外部安装连接方式进行优化改造

原拉绳急停开关安装在带式输送机两侧钢结构上，相邻拉绳急停开关之间用钢丝绳连接，钢丝绳穿在焊接在凸出皮带机两侧钢结构圆环内（如图1），这种安装方式的弊端是钢丝绳容易被堆料机、取料机、装船机、转接塔等高空坠落的煤块等杂物砸中，引起开关动作。

经过反复论证研究，将支撑钢丝绳的圆环焊接在带式输送机两侧钢结构下方，钢丝绳从钢结构下侧穿过，在很大程度上避免煤块等杂物从堆料机、取料机、装船机、转接塔等高空中坠落意外砸中拉绳急停开关或钢丝绳，引起拉绳急停开关误动作（如图2）[2]。此改造已经在四条起步BM 带式输送机上得到应用，改造后BM 皮带机在装船作业过程中因煤块等杂物砸中拉绳急停开关引起流程突停的故障次数骤降。

图1 改造前拉绳急停开关外部安装连接方式

图2 改造后拉绳急停开关外部安装连接方式

3.2 对拉绳急停开关内部结构进行优化改造

拉绳急停开关内有两个微动开关，通过内部安装不同角度的两个凸轮片动作来实现触点一开一闭，带式输送机实际应用的时候，仅仅使用了一常闭触点，常开触点并没有接线使用（如图3）。

图3 改造前拉绳急停开关凸轮片

将拉绳急停开关安装不同角度的两个凸轮片进行调整，使两个凸轮片处于同一角度，使得拉绳急停开关内的两个微动开关都处于常闭点，将拉绳急停开关控制线路并联接在两个微动开关上，使其双路控制，即使两个微动开关误动作或损坏，另一个微动开关仍保持通路，这样拉绳急停开关的稳定性能能够至少提高一倍。设备检修或紧急情况拉急停开关时，两个微动开关同时动作，两个闭点同时到开点，带式输送机停止运转，拉绳急停开关的安全性能不受影响（如图4）[3]。通过由开关单触点到双触点的改进，可对防止带式输送机运转时支架震动引起拉绳急停开关触点误动作，拉绳急停开关内微动开关其中一触点结薄冰引起的突发故障发生起到很好的预防作用。

3.3 给拉绳急停开关添加防护罩

拉绳急停开关安装方式为固定在带式输送机桥架两侧，易被堆料机、取料机、装船机、转接塔等高空坠落的煤块等杂物砸中，引起开关动作（如图5）。

在拉绳急停开关上方添加防护罩，固定在开关两侧的托辊架上，在避免煤块等杂物从高空中坠落意外砸中开关，引起拉绳急停开关误动作（如图6）。

图4 改造后拉绳急停开关凸轮片

图5 拉绳急停开关添加护罩前

图6 拉绳急停开关添加护罩后

3.4 为拉绳急停开关增添短暂延时动作

为了更加有效地减少拉绳保护开关的误动作，根据拉绳急停开关动作大多能够瞬间自动复位的规律，在硬线急停控制线路和程序中添加0.3 s 延时，对能自动复位的拉绳开关误动作现象能够有效地屏蔽。通过对生产影响、经济效益影响和安全等因素综合分析，添加0.3 s 延时对防止拉绳保护开关误动作起到很大作用，同时不会对设备及人员安全造成影响。

4 改造效果及应用分析

通过对带式输送机拉绳急停开关进行优化改造，带式输送机运行状态更加稳定，改造投资小、见效明显，减少了流程再启动的次数，延长了设备的使用寿命，特别是带式输送机高压驱动电机的使用寿命，同时减少了重启增加的电能消耗，节省维修费用、能耗费用，对同类设备具有一定借鉴和参考意义。