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断链保护器的结构组成与其检测原理和应用场景密切相关,不同类型的保护器在结构上存在差异,但核心部件通常包括检测单元、控制单元、执行单元及辅助部件。以下是具体结构组成及功能解析:
一、检测单元
检测单元通过单一转速传感器实时监测刮板机运行速度,对比速度异常变化判断断链,主要包括:
1.转速传感器
安装于刮板机从动链轮(尾部)轴端,常用类型:
(1) 编码器:通过码盘旋转产生脉冲信号,精确测量实时转速(如每转输出1024个脉冲),适用于高精度监测场景。
(2) 接近开关(电感式/光电式):感应链轮齿盘的金属部件或反光标记,输出开关量信号,适用于粉尘、潮湿环境。
(3) 霍尔传感器:利用磁场变化检测链轮转动,通过齿轮上的永磁体触发信号,抗干扰性强。
2.信号传输组件
屏蔽电缆:连接传感器与控制单元,减少电磁干扰(如煤矿井下需使用防爆型电缆)。
信号调理模块:对传感器输出的脉冲信号进行整形、放大,确保控制单元准确识别。
二、控制单元
控制单元作为保护器的决策中枢,主要功能包括:
信号控制器:接收转速传感器的实时脉冲信号,计算当前运行速度(如通过单位时间内的脉冲数换算转速r/min)。
内置速度阈值判断逻辑:正常运行时速度在设定区间(如50~60r/min),断链时速度骤降(如低于30r/min)或停机,控制器触发保护信号。
集成时间延迟算法:避免因瞬间物料冲击导致速度波动而误动作(如设置0.5秒延迟确认断链)。
三、执行单元
执行单元在检测到速度异常后,快速执行停机并报警,包括:
1.制动与停机组件
(1) 机械制动器:
电磁制动器:安装于链轮轴端,接收到停机信号后,电磁线圈失电,刹车片抱紧制动轮,停机响应时间≤0.3秒。
液压制动器:通过液压站推动制动钳,适用于大功率刮板机,制动力矩可调节。
(2) 电气停机装置:
继电器/接触器:切断驱动电机电源或控制变频器停止输出,同时断开刮板机控制回路。
急停连锁模块:接入刮板机急停按钮回路,实现全系统停机。
2.报警装置
声光报警器:安装于设备显眼处,断链时发出≥85dB蜂鸣音和红色灯光闪烁。
远程通讯模块:通过RS485或无线传输将故障信号发送至中控室,显示“速度异常,断链保护触发”。
四、辅助部件(安装与防护支撑)
1.控制箱与固定支架
控制单元安装于防爆控制箱(如煤矿用ExdI防爆等级),支架固定于刮板机机身侧面,便于检修。
2.电源与滤波模块
配备稳压电源(如DC24V),防止电压波动影响传感器精度;滤波模块消除电机启动等干扰信号。
五、典型结构应用场景
1.煤矿刮板机速度监测保护器
采用“驱动端编码器+PLC控制器+液压制动器”结构,编码器实时监测链轮转速,PLC对比预设速度阈值(如正常运行速度55r/min,断链触发值20r/min),触发后液压制动器快速制动,适用于长距离、大功率运输场景。
2.建材行业小型刮板机保护器
配置“尾部接近开关+单片机控制器+电磁制动器”,接近开关感应链轮齿盘转动,单片机检测到速度持续低于10r/min时,控制电磁制动器停机,响应迅速且成本较低。
总结
基于速度监测的断链保护器以单端转速传感器为检测核心,通过控制器对实时速度的动态分析实现断链判断,结构上更简化且抗干扰性强。
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