矿用皮带机故障自动断电装置的研制

矿用皮带机故障自动断电装置的研制

 谢翠红1 周庆慧2

（兖矿能源集团股份有限公司 南屯煤矿 /员工教育培训中心 山东邹城 ）

【摘要】 矿用皮带机是通过主动滚筒对皮带产生的摩擦力带动皮带运动，从而实现物料承载和运输的设备。目前，矿用皮带机在运输过程中，受地质条件影响，大块煤矸石等容易因堵斗而造成皮带卡死，如果不及时停机，极易拉断或磨断皮带，存在较大安全隐患。同时，当皮带机使用时间过长后，皮带还会发生松动，如果不及时发现并更换，极易造成皮带跑偏甚至是脱离。针对上述问题，本文提出一种新型皮带机，该皮带机能同时对皮带卡死和皮带松动故障进行检测，并在检测到故障后自动切断电机电源。

【关键词】 皮带机运输自动断电 故障处理

该装置包括矿用皮带机的电机、主动滚筒、从动滚筒以及设于主动滚筒和从动滚筒之间的皮带，电机输出轴带动主动滚筒转动。该装置还包括两组磁性开关、两组时间继电器、两组电阻、圆形转盘以及磁铁等配件；本装置能同时对皮带卡死和皮带松动故障进行检测，并在检测到故障后自动切断电机电源，以防止皮带机受到更为严重的损坏。主要设计内容如下：

1.主体结构

本装置结构如图1所示，包括电机、主动滚筒、从动滚筒以及设于主动滚筒和从动滚筒之间的皮带，电机输出轴带动主动滚筒转动。该装置还包括第一磁性开关、第二磁性开关、第一时间继电器、第二时间继电器、第一电阻、第二电阻、圆形转盘以及磁铁；圆形转盘的中心轴线平行于水平面，圆形转盘的弧面下端与皮带低侧接触；圆形转盘通过转轴连于机架上；磁铁设于圆形转盘外缘。第一电阻一端分别连接第一磁性开关一端和第一时间继电器线圈一端，第一电阻的另一端接入电源；第二电阻一端分别连接第二磁性开关一端和第二时间继电器线圈一端，第二电阻的另一端接入电源；所述第一磁性开关另一端、第二磁性开关另一端、第一时间继电器线圈另一端以及第二时间继电器线圈另一端均接地；电机依次通过第二时间继电器的常闭触点和第一时间继电器的常闭触点与电源连接。第一磁性开关和第二磁性开关分别设于圆形转盘的左右两侧；当磁铁进入磁性开关的检测范围时，磁性开关的常开触点闭合；当磁铁离开磁性开关的检测范围时，磁性开关的常开触点断开。第一时间继电器和第二时间继电器均为通电延时型时间继电器，两个时间继电器的定时器设定时间均大于皮带正常工作时圆形转盘转动一周的时间，当磁性开关的触点闭合时，相应的时间继电器的线圈两端电压为0V，时间继电器的定时器计数值会清零；当磁性开关的触点断开时，相应的时间继电器的线圈两端电压会被拉高，时间继电器会启动定时器并开始计时，当定时器的计数值到达设定时间时，时间继电器的常闭触点会断开。

2.电路原理

该装置的电路原理图如图3所示，在正常工作时，第一时间继电器和第二时间继电器的常闭触点闭合，电机通电并开始工作，皮带在主动滚筒的带动下运动，皮带低侧同时带动圆形转盘转动，圆形转盘每转动一周，圆形转盘上的磁铁会分别进入第一磁性开关和第二磁性开关的检测范围一次，并使第一时间继电器和第二时间继电器的定时器计数值分别清零，这样一来，两个时间继电器的定时器的计数值始终无法到达它们的设定时间值，两个时间继电器的常闭触点始终闭合，电机一直通电工作；当皮带松动时，皮带的低侧发生下降，圆形转盘与皮带低侧不再接触（如图2所示），这样一来，圆形转盘不再随皮带进行转动，圆形转盘上的磁铁无法在时间继电器的设定时间内依次进入两个磁性开关的检测范围，因此，至少一个时间继电器的定时器会到达设定时间值，并使其自身的常闭触点断开，从而切断电机电源；当皮带卡死时，圆形转盘也无法在时间继电器的设定时间内转动一周，同样会有至少一个时间继电器的定时器能到达设定时间值，并使其自身的常闭触点断开，从而切断电机电源。

图1                   图2                图3                        

1-第一磁性开关；2-第二磁性开关；3-第一时间继电器；4-第二时间继电器；5-第一电阻；6-第二电阻7-电机；8-主动滚筒；9-从动滚筒；10-皮带；11-圆形转盘；12-磁铁

3.有益效果

3.1.该装置能同时对皮带卡死和皮带松动故障进行检测，并在检测到故障后自动切断电机电源，以防止皮带机受到更为严重的损坏。

3.2该装置通过两个不同位置的磁性开关对圆形转盘上的磁铁进行检测，避免当皮带卡死或松动时，磁铁正好停在一个磁性开关的检测范围内，从而使时间继电器无法计时的情况，有效提高了故障检测的准确性。

3.3该装置结构简单，安撤方便，成本低，且不改变现有皮带机的基本结构，具有较好的推广应用价值。

4.结语

本安型智能化设备的投入需要大量资金支持，作为五十年历史的老矿，在现有设备基础上进行最少投入的升级改造是我们工程技术人员始终努力的方向，本文仅作为矿用皮带机在遇到故障时自动断电的一种尝试，在应用实践中应与各类皮带机保护共同使用，作为各类皮带机保护的有益补充，以期实现作业现场的安全生产。

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