贵州某铝业公司原料取料机（耙架结构）断链保护装置升级改造案例

    ​    ​一、项目背景

    ​    ​贵州某铝业有限公司年产氧化铝80万吨，原料堆场配备了两台桥式刮板取料机（耙架结构），用于铝土矿的均化取料作业。这两台设备已服役近8年，原厂仅配置了简易的接近开关式断链保护装置。随着设备老化及生产安全要求的提高，原有的保护装置已无法满足现场需求，断链事故风险日益突出。

    ​    ​2024年，其中一台取料机因料耙驱动链条断裂，造成料耙小车脱轨、主梁端部变形，直接维修损失超过35万元，停产时间长达9天。这一事故促使企业下定决心，对两台取料机的断链保护装置进行全面升级改造。

    ​    二、升级改造前的痛点分析

    ​    ​2.1原有保护装置的问题

    ​    ​两台取料机原配的是接近开关式断链保护器，安装在从动轮侧方，通过检测金属检测片的通过频率来判断转速。在使用过程中暴露出一系列问题：

取料机

    ​    ​粉尘覆盖失效：铝土矿堆场粉尘浓度极高，接近开关的感应面在运行2-3天后即被微尘覆盖，感应距离从初始的5mm衰减至1mm以下，经常无法检测到检测片信号。

    ​    ​振动导致位移：取料机在取料过程中产生强烈振动，接近开关的固定支架容易松动、位移，导致探头偏离检测片，信号时有时无。

    ​    ​误报频发：由于信号不稳定，保护器经常发生误报，工人被频繁误报警“折磨”后，索性将保护器屏蔽或拆除，导致设备处于无保护状态。

    ​    ​无自诊断功能：传感器失效后没有任何提示，现场人员误以为保护器仍然正常工作，安全隐患长期存在。

    ​    2.2升级改造的核心目标

    ​    ​-彻底解决粉尘导致的传感器失效问题

    ​    ​-消除振动对安装稳定性的影响

    ​    ​-实现断链后1-3秒内自动报警停机

    ​    ​-提供转速实时显示，便于巡检判断

    ​    ​-将转速信号接入中控室，实现远程监控

    ​    ​三、升级改造方案设计

    ​    ​3.1选型：MDR-SCD-10接触式测速断链保护器

    ​    ​经过技术对比，该铝业公司最终选定MDR-SCD-10接触式磁电测速断链保护器作为升级换代产品。该产品针对恶劣环境设计，与原有接近开关方案相比具有本质优势：传感器直接安装在从动轴轴心，与轴一起旋转，从根本上避开了粉尘覆盖和振动干扰问题；防护等级达到IP68整体灌封，完全防尘防水；设计寿命可达8-10年。

MDR-SCD-10断链保护器

​    ​    ​每台取料机配置2套MDR-SCD-10：一套安装在料耙驱动从动轴，另一套安装在底部刮板尾轮轴。

    ​    ​3.2安装技术方案

    ​    ​机械安装：分别在两台取料机的料耙驱动从动轴端和刮板尾轮轴端，进行轴心钻孔攻丝。使用磁力钻配合10.5mm钻头，钻深20mm，攻M12×1.5螺纹，将传感器旋入并紧固至20N·m。

    ​    ​电气接线：传感器电缆穿金属软管敷设至防水接线盒，接入PLC新增的数字量输入模块。每套保护器使用独立的输入通道。

    ​    ​参数设定：根据实测转速值设定额定转速（料耙轴约120r/min，刮板轴约450r/min），报警阈值设为70%，延时时间2-3秒。

    ​    ​系统集成：在PLC程序中增加断链报警逻辑，报警触发后立即停机并自锁。中控室上位机增加转速实时显示画面。

    ​    ​3.3施工组织

    ​    ​利用铝业公司季度停产检修日（停机3天）集中实施。两台取料机同步施工，每条链条安装时间约1.5小时，总安装时间控制在1个工作日内完成。

    ​    ​四、升级改造实施过程

    ​    ​4.1旧装置拆除与机械安装

    ​    ​拆除两台取料机上原有的接近开关及固定支架，清理各从动轴端面的积尘、锈蚀。

    ​    ​料耙驱动从动轴：使用磁力钻在轴心钻10.5mm底孔，深度20mm，攻M12×1.5螺纹。清理铁屑后，在螺纹孔内滴入锁固胶，将MDR-SCD-10传感器旋入，按20N·m力矩紧固。电缆沿轴支架敷设，穿金属软管保护。

    ​    ​刮板尾轮轴：同样步骤完成第二套传感器安装。2取料机同步完成相同施工。

    ​    ​4.2电气接线与调试

    ​    ​传感器电缆接入PLC新增数字量输入模块：1取料机使用I1.0和I1.1，2取料机使用I2.0和I2.1。在PLC程序中编写断链报警梯形图，设置延时2秒。中控室上位机增加四组转速显示画面。

    ​    ​空载测试：两台取料机分别空载运行，四套保护器转速显示正常，输出指示灯常亮。

    ​    ​模拟断链测试：手动盘车使从动轴减速至阈值以下，保护器在延时结束后输出报警，PLC执行停机，中控显示对应报警信息。

    ​    ​误报与断线测试：正常启停多次无误报；拔掉传感器电缆，保护器立即输出报警，验证故障安全功能。

    ​    ​4.3人员培训

    ​    ​对设备部、电气车间、操作岗位人员进行系统培训：转速表读数含义、报警复位操作流程、每月清理轴端积尘、传感器故障判断方法。

    ​    五、升级改造效果

    ​    ​5.1运行数据

    ​    ​截至2025年4月中旬，两台取料机已连续稳定运行超过60天（约1440小时），四套MDR-SCD-10保护器均未发生任何误报或漏报。

    ​    ​期间1取料机料耙驱动链条曾出现一次因异物卡阻导致的短暂转速下降（从120r/min降至85r/min），保护器在延时3秒后准确识别为异常并发出报警，操作人员及时停机清理异物，避免了一次潜在的断链事故。2取料机运行平稳，各项转速数据始终在正常范围内。

    ​    5.2经济效益

    ​    ​本次升级改造的总投入远低于一次断链事故造成的损失。按历史数据，每台取料机平均每2年发生一次断链事故，单次平均损失数十万元。改造后两台设备同步受益，预计每年可避免的损失显著，投资回收期通常在数月内即可收回全部改造成本。

    ​    ​5.3安全与管理效益

    ​    ​-彻底消除了断链后二次损坏导致的人员伤害风险

    ​    ​-巡检频率从每班3次降为每天1次，减少了高空作业暴露时间

    ​    ​-中控室可实时查看两台取料机的转速数据，夜班不再需要频繁巡检

    ​    ​设备部负责人评价：“以前取料机断链全靠运气，夜班更是提心吊胆。现在有了可靠的保护装置，每台设备的链条状态一目了然，终于可以安心了。”

    ​    ​六、经验总结

    ​    ​6.1成功的关键要素

    ​    ​选对原理是根本：接近开关在高粉尘、强振动的取料机环境中注定不可靠，必须选择接触式测速方案，从根本上避开环境干扰。

    ​    ​安装规范是保障：轴心钻孔攻丝必须精确对中，深度控制在20mm，使用锁固胶防松，电缆穿管防护到位。

    ​    ​参数适配很重要：料耙驱动为低速轴，需设置较长的延时（3秒），避免正常换向时的误报。

    ​    ​分链独立监测：料耙链和刮板链必须独立配置保护器，不能共用一套。

    ​    6.2推广价值

    ​    ​该升级改造案例适用于各类铝业、水泥、矿山、电力等行业的桥式及侧式刮板取料机。建议采取“先试点、后推广”的策略，优先改造事故率高、服役年限长的取料机，形成成熟经验后再批量推广。

    ​    ​七、结语

    ​    ​贵州某铝业公司原料取料机断链保护装置的升级改造，是一次从“形同虚设”到“真正可靠”的跨越。实践证明，MDR-SCD-10接触式测速断链保护器以其独特的测量原理和适应恶劣环境的设计，成功解决了高粉尘、强振动工况下断链保护失效的行业顽疾。一次升级，长期安心。