0 引言

　　帶式輸送機是在廠礦企業中廣泛應用的一種物料輸送設備，主要由輸送帶和驅動電機以及支承設備、控制和保護裝置等組成。通常由若干條帶式輸送機互相級聯交叉組成一套完整的輸送系統，實現物料的長距離輸送。

　　帶式輸送機的運行狀況直接關系到生產過程中設備和人員的安全。如何使帶式輸送機保護裝置高效、可靠、穩定地在生產運行中充分發揮作用有著十分重要的現實意義。

　　本文討論的對象主要是拉繩開關、跑偏開關、打滑開關、撕裂開關、料流開關、堵料開關等帶式輸送機的一次保護裝置。

　　1 應用現狀及存在的問題

　　1.1 拉繩開關

　　拉繩開關是用于帶式輸送機緊急停機的一種現場操作保護裝置。目前廣泛應用的拉繩開關一般為無源機械式雙向拉繩開關，主要有旋轉式凸輪結構和移動式凸輪結構兩種。由于旋轉式凸輪結構的拉繩開關擺桿旋轉時動作行程大、靈敏度高且不易卡死，故目前被更多地采用。

　　拉繩開關按照一定間隔(約40m)固定安裝于帶式輸送機兩側支架上，相互之間系上拉繩。緊急情況下，可以在帶式輸送機沿線任意位置拉動拉繩，觸發開關動作實現緊急停機。拉繩開關動作后的復位方式分為自動復位和手動復位兩種。

　　拉繩開關通常都有常閉、常開接點各1個，一般使用常閉接點。由于拉繩開關數量較多，為了節省電纜，通常一條帶式輸送機所有拉繩開關的常閉接點串聯后接入帶式輸送機的分合閘控制回路;對于很長的帶式輸送機，有時采用將沿線拉繩開關分段分組接入的方式。

　　目前廣泛應用的拉繩開關的主要缺點有：

　　a. 不能遠程獨立顯示每個拉繩開關的工作狀態，更不能遠程復位。當有拉繩開關動作后，難以確定具體是哪只動作，需要到現場逐個檢查，特別是當拉繩開關動作狀態指示不明顯或者內部接點分合不到位的情況下更加難以確定，而這對于較長的帶式輸送機來說必然是一件費時費力的事情。

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

　　1.2 跑偏開關

　　跑偏開關是用于檢測帶式輸送機運行過程中輸送帶跑偏程度并進行報警的一種保護裝置，有時也用于在輸送帶嚴重跑偏時自動觸發緊急停機。目前廣泛應用的跑偏開關一般為無源機械式兩級跑偏開關。

　　跑偏開關按照一定間隔(約50m)固定安裝于帶式輸送機兩側支架上，跑偏開關的滾輪部分在受到偏離中心運轉的輸送帶的邊沿擠壓后產生偏轉，當滾輪偏轉到一定角度時觸發開關接點動作。

　　通常一條帶式輸送機所有的跑偏開關常閉接點串聯后接入帶式輸送機的分合閘控制回路或者報警指示裝置中;對于很長的帶式輸送機，有時采用將沿線跑偏開關分段分組接入的方式。

　　目前廣泛應用的跑偏開關主要缺點有：

　　a.不能遠程獨立顯示各個跑偏開關的工作狀態，一般也沒有接點動作自鎖保持功能。當有跑偏開關動作時，難以確定具體是哪只動作，需要到現場觀察才能確定輸送帶發生跑偏的具體位置。

　　b.機械式滾輪結構難以長期經受輸送帶的沖擊，需要經常檢修和更換跑偏開關。

　　1.3 打滑開關

　　打滑開關是用來檢測輸送帶與傳動滾筒之間的滑動并進行報警的一種保護裝置，可用于在輸送帶發生打滑時自動觸發緊急停機。打滑是一種較為嚴重的故障現象，原因可能是超載、輸送帶受卡阻、斷帶、滾筒卡死、驅動電機轉速異常等等，如不及時停機可能引起設備嚴重損壞、火災以及人身傷害等嚴重事故[1]。

　　打滑開關的種類比較多，工作原理和檢測方法也各有不同。比如按照檢測方法劃分，有直接檢測輸送帶速度并與設定的標準速度比較的觸輪式打滑開關，有檢測從動輪轉速并與設定的標準轉速比較的打滑開關，有同時分別檢測滾筒轉速和輸送帶速度并進行比較的對比式打滑開關;按照內部工作原理分，有磁阻式、磁電式、光敏式等等。部分打滑開關裝置還能夠實時提供輸送帶線速度或滾筒轉速的信號顯示和輸出。

　　目前廣泛應用的打滑開關安裝使用中經常會碰到的問題有：

　　a.打滑開關產品種類比較多，應用中常出現選擇不當的情況。有的產品難以適應現場惡劣的環境條件，如粉塵、潮濕、振動等。有的產品現場安裝困難，如測速探頭和控制箱分開的分體式產品，現場安裝和布線比較麻煩。

　　b.很多產品是通過比較輸送帶實際速度與額定標準速度的差異來判斷是否發生打滑，因而需要具備避開輸送機啟動和停止過程的功能，也就無法判斷輸送機啟動和停止過程中發生的打滑。但輸送機啟動過程中，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象，非常容易發生打滑。

　　1.4 撕裂開關

　　撕裂開關是檢測輸送帶縱向撕裂并報警的一種保護裝置，可用于在輸送帶發生撕裂時自動觸發緊急停機。大部分撕裂發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，有些撕裂的發生常常是由于輸送帶支架和托輥變形等原因造成的。

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

　　目前廣泛應用的撕裂開關主要缺點有：

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

　　b.很多產品在輕微擾動下容易發生誤動作，影響輸送帶正常運行。

　　c.大部分產品采用若干個感應器探頭加一個控制箱的分體式結構，現場檢修維護不方便。

　　1.5 料流開關

　　料流開關是檢測輸送帶上是否有物料的保護裝置，有的產品可區分不同流量大小，在流量超大時還可以提供超載報警。料流開關有時還用來觸發降塵除塵設備如水噴淋裝置和除塵器等聯鎖工作。

　　按照不同的檢測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、安裝在輸送帶下方的稱重式料流開關兩種。

　　目前廣泛應用的料流開關主要缺點有：

　　a.部分產品配件強度不夠，易因沖擊、震動等原因損壞。

　　b.只能檢測到輸送帶上某個位置是否有物料，不能反映整條輸送帶上的物料流動情況。

　　1.6 堵料開關

　　堵料開關是安裝在落料斗或儲料倉內檢測料位的一種保護裝置。帶式輸送機系統中兩條輸送機之間通常是通過管狀落料斗連通，運行中當落料斗出口因各種原因受堵時物料會很快堵滿整個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可以在堵料事故發生的初期報警并可自動觸發緊急停機，從而避免大量堵料造成的輸送帶打滑、驅動電機過載等嚴重后果。

　　堵料開關按照不同的檢測手段和工作原理劃分，主要有阻旋式、射頻導納式、電極式、音叉式、活動擋板式、負壓式等多種形式。

　　目前廣泛應用的堵料開關主要缺點有：

　　a.安裝比較麻煩，一般需要在落料斗側壁上開割安裝孔，安裝不當可能影響落煤斗的耐磨襯板等結構，安裝位置難以隨意調整。

　　b.部分產品配件強度不夠，易因沖擊、震動等原因損壞。

　　c.射頻導納式等類型的產品誤動率較高。

　　d.阻旋式產品需要長時間運轉，產品壽命相對較短。

　　2 問題總結

　　從調查情況可以看出，大部分產品在實際應用中都存在不少問題，國內產品長期以來缺乏改進也使得很多問題一直沒有得到徹底解決。多年來，國產品牌相互之間低價競爭導致了產品質量和售后服務質量都不能令用戶滿意，而煤炭、電力、石化、港口等行業的用戶對設備的性能和質量要求很高，他們常常寧可花幾倍甚至十幾倍于國內產品的價格選擇國外進口品牌產品。

　　總體來說，國內帶式輸送機保護裝置產品存在功能單一、性能落后、結構復雜、外形粗糙、可靠性差等缺點。高端產品市場基本被國外品牌瓜分，國內尚沒有具備較強競爭力和影響力的品牌。另外，缺少行業標準也是國內帶式輸送機保護裝置產品質量良莠不齊的一個重要原因。

　　事實上，帶式輸送機保護裝置產品的市場需求十分巨大，國內廠家只要改變觀念，狠抓質量，充分利用適合新技術，根據市場需求不斷開發出新的產品，必定可以搶回國外品牌占領的高端市場。

　　3 改進及發展方向

　　結合近年來出現的一些新技術和新產品的應用情況看，帶式輸送機保護裝置有以下發展趨向。

　　第一，發展帶式輸送機綜合保護自動化系統。發展智能化保護裝置，使現場保護裝置具備通信功能;應用通信和地址編碼技術，集中對安裝在現場的整個帶式輸送機系統的所有保護裝置進行監視和控制，實現遠方狀態顯示以及遠方復位等功能。

　　帶式輸送機綜合保護自動化系統與帶式輸送機控制系統互相連接通訊，參與到整個帶式輸送機控制系統的邏輯控制過程中，可充分發揮保護裝置的作用。

　　目前已經出現的帶式輸送機保護系統主要側重于集中通信和信號采集功能，各個現場保護裝置的智能化開發和應用比較少，有部分廠家采用單片機技術開發了智能式拉伸開關、智能式跑偏開關等[2]。

　　第二，發展一體化、小型化帶式輸送機保護裝置。結構緊湊、安裝簡便、性能可靠、免維護是未來各種狀態檢測裝置發展的必然方向。

　　第三，應用新的檢測技術和檢測手段，針對當前帶式輸送機保護裝置使用過程中的缺點和不足，開發更能有效反映輸送機運行狀態的、性能更為可靠和穩定的保護裝置。

　　針對實際應用中接觸式測量方式存在的缺點，可以盡量采用非接觸式測量技術手段，以減少對現場工藝流程的影響，并可以大大延長保護裝置的使用壽命、減輕檢修維護的負擔，如非接觸型的感應式跑偏開關[3]和感應式料流開關等。

　　針對一般打滑開關不能全過程檢測輸送帶打滑的不足，可以采用同時檢測帶式輸送機的主動輪滾筒、從動輪滾筒以及輸送帶的運行速度是否一致的方式，檢測輸送機從啟動到運行、到停止的全部過程中輸送帶的不同位置是否發生打滑。

　　針對料流開關只能單點測量的缺點，可以將皮帶秤的實時流量和帶速以及物料流向相結合，在工業控制計算機的人機界面上通過軟件技術合成與現場相一致的流量動態曲線，更為形象具體地顯示現場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、結構、性能等方面探討了帶式輸送機保護裝置的發展方向。有不少廠家已經開發出了一些功能先進的產品，但是要能夠獲得市場認可還必須提高產品質量、加大推廣力度。總而言之，帶式輸送機保護裝置的發展必須要、也必然會與檢測技術、通信技術以及自動化控制技術的發展緊密結合。

　　4 結束語

　　目前我國廠礦企業正處在從粗放型向集約型、從勞動密集型向技術密集型模式轉變的過程之中，如何在減少人員投入的情況下，又能保證生產安全、增加效率和效益、提高自身的市場競爭力，是擺在每個企業面前的一個重要課題。包括帶式輸送機保護裝置在內的狀態檢測裝置的改進必定能夠提高廠礦企業設備運行的可靠性、穩定性，并適合終體現為生產效率的大幅度提高。