0 引言

　　帶式輸送機(jī)是在廠礦企業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種物料輸送設(shè)備，主要由輸送帶和驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及支承設(shè)備、控制和保護(hù)裝置等組成。通常由若干條帶式輸送機(jī)互相級(jí)聯(lián)交叉組成一套完整的輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物料的長(zhǎng)距離輸送。

　　帶式輸送機(jī)的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備和人員的安全。如何使帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置高效、可靠、穩(wěn)定地在生產(chǎn)運(yùn)行中充分發(fā)揮作用有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　本文討論的對(duì)象主要是拉繩開關(guān)、跑偏開關(guān)、打滑開關(guān)、撕裂開關(guān)、料流開關(guān)、堵料開關(guān)等帶式輸送機(jī)的一次保護(hù)裝置。

　　1 應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

　　1.1 拉繩開關(guān)

　　拉繩開關(guān)是用于帶式輸送機(jī)緊急停機(jī)的一種現(xiàn)場(chǎng)操作保護(hù)裝置。目前廣泛應(yīng)用的拉繩開關(guān)一般為無(wú)源機(jī)械式雙向拉繩開關(guān)，主要有旋轉(zhuǎn)式凸輪結(jié)構(gòu)和移動(dòng)式凸輪結(jié)構(gòu)兩種。由于旋轉(zhuǎn)式凸輪結(jié)構(gòu)的拉繩開關(guān)擺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作行程大、靈敏度高且不易卡死，故目前被更多地采用。

　　拉繩開關(guān)按照一定間隔(約40m)固定安裝于帶式輸送機(jī)兩側(cè)支架上，相互之間系上拉繩。緊急情況下，可以在帶式輸送機(jī)沿線任意位置拉動(dòng)拉繩，觸發(fā)開關(guān)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。拉繩開關(guān)動(dòng)作后的復(fù)位方式分為自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種。

　　拉繩開關(guān)通常都有常閉、常開接點(diǎn)各1個(gè)，一般使用常閉接點(diǎn)。由于拉繩開關(guān)數(shù)量較多，為了節(jié)省電纜，通常一條帶式輸送機(jī)所有拉繩開關(guān)的常閉接點(diǎn)串聯(lián)后接入帶式輸送機(jī)的分合閘控制回路;對(duì)于很長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)，有時(shí)采用將沿線拉繩開關(guān)分段分組接入的方式。

　　目前廣泛應(yīng)用的拉繩開關(guān)的主要缺點(diǎn)有：

　　a. 不能遠(yuǎn)程獨(dú)立顯示每個(gè)拉繩開關(guān)的工作狀態(tài)，更不能遠(yuǎn)程復(fù)位。當(dāng)有拉繩開關(guān)動(dòng)作后，難以確定具體是哪只動(dòng)作，需要到現(xiàn)場(chǎng)逐個(gè)檢查，特別是當(dāng)拉繩開關(guān)動(dòng)作狀態(tài)指示不明顯或者內(nèi)部接點(diǎn)分合不到位的情況下更加難以確定，而這對(duì)于較長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)來(lái)說(shuō)必然是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情。

　　b.拉繩開關(guān)本體的動(dòng)作狀態(tài)指示不明顯，必須近距離觀察才能鑒別。絕大部分產(chǎn)品動(dòng)作狀態(tài)指示方式為擺桿偏位鎖定或翻牌指示，能夠發(fā)出聲光指示的產(chǎn)品很少。

　　1.2 跑偏開關(guān)

　　跑偏開關(guān)是用于檢測(cè)帶式輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中輸送帶跑偏程度并進(jìn)行報(bào)警的一種保護(hù)裝置，有時(shí)也用于在輸送帶嚴(yán)重跑偏時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機(jī)。目前廣泛應(yīng)用的跑偏開關(guān)一般為無(wú)源機(jī)械式兩級(jí)跑偏開關(guān)。

　　跑偏開關(guān)按照一定間隔(約50m)固定安裝于帶式輸送機(jī)兩側(cè)支架上，跑偏開關(guān)的滾輪部分在受到偏離中心運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送帶的邊沿?cái)D壓后產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)滾輪偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)觸發(fā)開關(guān)接點(diǎn)動(dòng)作。

　　通常一條帶式輸送機(jī)所有的跑偏開關(guān)常閉接點(diǎn)串聯(lián)后接入帶式輸送機(jī)的分合閘控制回路或者報(bào)警指示裝置中;對(duì)于很長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)，有時(shí)采用將沿線跑偏開關(guān)分段分組接入的方式。

　　目前廣泛應(yīng)用的跑偏開關(guān)主要缺點(diǎn)有：

　　a.不能遠(yuǎn)程獨(dú)立顯示各個(gè)跑偏開關(guān)的工作狀態(tài)，一般也沒(méi)有接點(diǎn)動(dòng)作自鎖保持功能。當(dāng)有跑偏開關(guān)動(dòng)作時(shí)，難以確定具體是哪只動(dòng)作，需要到現(xiàn)場(chǎng)觀察才能確定輸送帶發(fā)生跑偏的具體位置。

　　b.機(jī)械式滾輪結(jié)構(gòu)難以長(zhǎng)期經(jīng)受輸送帶的沖擊，需要經(jīng)常檢修和更換跑偏開關(guān)。

　　1.3 打滑開關(guān)

　　打滑開關(guān)是用來(lái)檢測(cè)輸送帶與傳動(dòng)滾筒之間的滑動(dòng)并進(jìn)行報(bào)警的一種保護(hù)裝置，可用于在輸送帶發(fā)生打滑時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機(jī)。打滑是一種較為嚴(yán)重的故障現(xiàn)象，原因可能是超載、輸送帶受卡阻、斷帶、滾筒卡死、驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速異常等等，如不及時(shí)停機(jī)可能引起設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞、火災(zāi)以及人身傷害等嚴(yán)重事故[1]。

　　打滑開關(guān)的種類比較多，工作原理和檢測(cè)方法也各有不同。比如按照檢測(cè)方法劃分，有直接檢測(cè)輸送帶速度并與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)速度比較的觸輪式打滑開關(guān)，有檢測(cè)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速并與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速比較的打滑開關(guān)，有同時(shí)分別檢測(cè)滾筒轉(zhuǎn)速和輸送帶速度并進(jìn)行比較的對(duì)比式打滑開關(guān);按照內(nèi)部工作原理分，有磁阻式、磁電式、光敏式等等。部分打滑開關(guān)裝置還能夠?qū)崟r(shí)提供輸送帶線速度或滾筒轉(zhuǎn)速的信號(hào)顯示和輸出。

　　目前廣泛應(yīng)用的打滑開關(guān)安裝使用中經(jīng)常會(huì)碰到的問(wèn)題有：

　　a.打滑開關(guān)產(chǎn)品種類比較多，應(yīng)用中常出現(xiàn)選擇不當(dāng)?shù)那闆r。有的產(chǎn)品難以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境條件，如粉塵、潮濕、振動(dòng)等。有的產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)安裝困難，如測(cè)速探頭和控制箱分開的分體式產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)安裝和布線比較麻煩。

　　b.很多產(chǎn)品是通過(guò)比較輸送帶實(shí)際速度與額定標(biāo)準(zhǔn)速度的差異來(lái)判斷是否發(fā)生打滑，因而需要具備避開輸送機(jī)啟動(dòng)和停止過(guò)程的功能，也就無(wú)法判斷輸送機(jī)啟動(dòng)和停止過(guò)程中發(fā)生的打滑。但輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，由于加速度的存在，并要克服較大的靜摩擦力以及可能存在卡阻現(xiàn)象，非常容易發(fā)生打滑。

　　1.4 撕裂開關(guān)

　　撕裂開關(guān)是檢測(cè)輸送帶縱向撕裂并報(bào)警的一種保護(hù)裝置，可用于在輸送帶發(fā)生撕裂時(shí)自動(dòng)觸發(fā)緊急停機(jī)。大部分撕裂發(fā)生在輸送帶尾部落料斗出口，由于物料中的大塊硬物卡在落料斗出口而刮傷甚至刮穿輸送帶，有些撕裂的發(fā)生常常是由于輸送帶支架和托輥?zhàn)冃蔚仍蛟斐傻摹?/p>

　　按照不同的檢測(cè)手段和工作原理劃分，有安裝于輸送帶下方的光電式和導(dǎo)電橡膠式撕裂開關(guān);有安裝于輸送帶下方的拉線式開關(guān);有安裝于輸送帶尾部落料斗出口的擋板式撕裂開關(guān);此外，還有振動(dòng)感應(yīng)式撕裂開關(guān)等等。

　　目前廣泛應(yīng)用的撕裂開關(guān)主要缺點(diǎn)有：

　　a.大部分撕裂開關(guān)只能在輸送帶撕裂穿透后才能動(dòng)作，使得撕裂開關(guān)的保護(hù)作用十分有限。很多產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性都比較差，不少用戶干脆放棄安裝撕裂開關(guān)，而依靠加強(qiáng)巡檢、盡量減少物料中的大塊雜物等間接手段來(lái)減少撕裂發(fā)生的可能。

　　b.很多產(chǎn)品在輕微擾動(dòng)下容易發(fā)生誤動(dòng)作，影響輸送帶正常運(yùn)行。

　　c.大部分產(chǎn)品采用若干個(gè)感應(yīng)器探頭加一個(gè)控制箱的分體式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)不方便。

　　1.5 料流開關(guān)

　　料流開關(guān)是檢測(cè)輸送帶上是否有物料的保護(hù)裝置，有的產(chǎn)品可區(qū)分不同流量大小，在流量超大時(shí)還可以提供超載報(bào)警。料流開關(guān)有時(shí)還用來(lái)觸發(fā)降塵除塵設(shè)備如水噴淋裝置和除塵器等聯(lián)鎖工作。

　　按照不同的檢測(cè)手段和工作原理劃分，主要有安裝在輸送帶上方的懸臂式或鏈錘式料流開關(guān)、安裝在輸送帶下方的稱重式料流開關(guān)兩種。

　　目前廣泛應(yīng)用的料流開關(guān)主要缺點(diǎn)有：

　　a.部分產(chǎn)品配件強(qiáng)度不夠，易因沖擊、震動(dòng)等原因損壞。

　　b.只能檢測(cè)到輸送帶上某個(gè)位置是否有物料，不能反映整條輸送帶上的物料流動(dòng)情況。

　　1.6 堵料開關(guān)

　　堵料開關(guān)是安裝在落料斗或儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)檢測(cè)料位的一種保護(hù)裝置。帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中兩條輸送機(jī)之間通常是通過(guò)管狀落料斗連通，運(yùn)行中當(dāng)落料斗出口因各種原因受堵時(shí)物料會(huì)很快堵滿整個(gè)落料斗乃至大量溢出。在落料斗的中上部位置安裝堵料開關(guān)可以在堵料事故發(fā)生的初期報(bào)警并可自動(dòng)觸發(fā)緊急停機(jī)，從而避免大量堵料造成的輸送帶打滑、驅(qū)動(dòng)電機(jī)過(guò)載等嚴(yán)重后果。

　　堵料開關(guān)按照不同的檢測(cè)手段和工作原理劃分，主要有阻旋式、射頻導(dǎo)納式、電極式、音叉式、活動(dòng)擋板式、負(fù)壓式等多種形式。

　　目前廣泛應(yīng)用的堵料開關(guān)主要缺點(diǎn)有：

　　a.安裝比較麻煩，一般需要在落料斗側(cè)壁上開割安裝孔，安裝不當(dāng)可能影響落煤斗的耐磨襯板等結(jié)構(gòu)，安裝位置難以隨意調(diào)整。

　　b.部分產(chǎn)品配件強(qiáng)度不夠，易因沖擊、震動(dòng)等原因損壞。

　　c.射頻導(dǎo)納式等類型的產(chǎn)品誤動(dòng)率較高。

　　d.阻旋式產(chǎn)品需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)品壽命相對(duì)較短。

　　2 問(wèn)題總結(jié)

　　從調(diào)查情況可以看出，大部分產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中都存在不少問(wèn)題，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品長(zhǎng)期以來(lái)缺乏改進(jìn)也使得很多問(wèn)題一直沒(méi)有得到徹底解決。多年來(lái)，國(guó)產(chǎn)品牌相互之間低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致了產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)質(zhì)量都不能令用戶滿意，而煤炭、電力、石化、港口等行業(yè)的用戶對(duì)設(shè)備的性能和質(zhì)量要求很高，他們常常寧可花幾倍甚至十幾倍于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的價(jià)格選擇國(guó)外進(jìn)口品牌產(chǎn)品。

　　總體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置產(chǎn)品存在功能單一、性能落后、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形粗糙、可靠性差等缺點(diǎn)。高端產(chǎn)品市場(chǎng)基本被國(guó)外品牌瓜分，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力和影響力的品牌。另外，缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊的一個(gè)重要原因。

　　事實(shí)上，帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置產(chǎn)品的市場(chǎng)需求十分巨大，國(guó)內(nèi)廠家只要改變觀念，狠抓質(zhì)量，充分利用適合新技術(shù)，根據(jù)市場(chǎng)需求不斷開發(fā)出新的產(chǎn)品，必定可以搶回國(guó)外品牌占領(lǐng)的高端市場(chǎng)。

　　3 改進(jìn)及發(fā)展方向

　　結(jié)合近年來(lái)出現(xiàn)的一些新技術(shù)和新產(chǎn)品的應(yīng)用情況看，帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置有以下發(fā)展趨向。

　　第一，發(fā)展帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)。發(fā)展智能化保護(hù)裝置，使現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置具備通信功能;應(yīng)用通信和地址編碼技術(shù)，集中對(duì)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的整個(gè)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的所有保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方狀態(tài)顯示以及遠(yuǎn)方復(fù)位等功能。

　　帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)與帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)互相連接通訊，參與到整個(gè)帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)的邏輯控制過(guò)程中，可充分發(fā)揮保護(hù)裝置的作用。

　　目前已經(jīng)出現(xiàn)的帶式輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)主要側(cè)重于集中通信和信號(hào)采集功能，各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置的智能化開發(fā)和應(yīng)用比較少，有部分廠家采用單片機(jī)技術(shù)開發(fā)了智能式拉伸開關(guān)、智能式跑偏開關(guān)等[2]。

　　第二，發(fā)展一體化、小型化帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置。結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)便、性能可靠、免維護(hù)是未來(lái)各種狀態(tài)檢測(cè)裝置發(fā)展的必然方向。

　　第三，應(yīng)用新的檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)手段，針對(duì)當(dāng)前帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置使用過(guò)程中的缺點(diǎn)和不足，開發(fā)更能有效反映輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的、性能更為可靠和穩(wěn)定的保護(hù)裝置。

　　針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中接觸式測(cè)量方式存在的缺點(diǎn)，可以盡量采用非接觸式測(cè)量技術(shù)手段，以減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程的影響，并可以大大延長(zhǎng)保護(hù)裝置的使用壽命、減輕檢修維護(hù)的負(fù)擔(dān)，如非接觸型的感應(yīng)式跑偏開關(guān)[3]和感應(yīng)式料流開關(guān)等。

　　針對(duì)一般打滑開關(guān)不能全過(guò)程檢測(cè)輸送帶打滑的不足，可以采用同時(shí)檢測(cè)帶式輸送機(jī)的主動(dòng)輪滾筒、從動(dòng)輪滾筒以及輸送帶的運(yùn)行速度是否一致的方式，檢測(cè)輸送機(jī)從啟動(dòng)到運(yùn)行、到停止的全部過(guò)程中輸送帶的不同位置是否發(fā)生打滑。

　　針對(duì)料流開關(guān)只能單點(diǎn)測(cè)量的缺點(diǎn)，可以將皮帶秤的實(shí)時(shí)流量和帶速以及物料流向相結(jié)合，在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面上通過(guò)軟件技術(shù)合成與現(xiàn)場(chǎng)相一致的流量動(dòng)態(tài)曲線，更為形象具體地顯示現(xiàn)場(chǎng)輸送帶的物料的流量流速以及不同位置的物料多少。

　　以上分別從功能、結(jié)構(gòu)、性能等方面探討了帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展方向。有不少?gòu)S家已經(jīng)開發(fā)出了一些功能先進(jìn)的產(chǎn)品，但是要能夠獲得市場(chǎng)認(rèn)可還必須提高產(chǎn)品質(zhì)量、加大推廣力度?？偠灾瑤捷斔蜋C(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展必須要、也必然會(huì)與檢測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　目前我國(guó)廠礦企業(yè)正處在從粗放型向集約型、從勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型模式轉(zhuǎn)變的過(guò)程之中，如何在減少人員投入的情況下，又能保證生產(chǎn)安全、增加效率和效益、提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是擺在每個(gè)企業(yè)面前的一個(gè)重要課題。包括帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置在內(nèi)的狀態(tài)檢測(cè)裝置的改進(jìn)必定能夠提高廠礦企業(yè)設(shè)備運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性，并適合終體現(xiàn)為生產(chǎn)效率的大幅度提高。