多弧度強(qiáng)力膠帶機(jī)在運(yùn)行和維護(hù)中的問(wèn)題研究

宋燕飛，董青海

(晉城煤業(yè)集團(tuán) 長(zhǎng)平公司，山西 晉城 048006)

·問(wèn)題探討·

多弧度強(qiáng)力膠帶機(jī)在運(yùn)行和維護(hù)中的問(wèn)題研究

宋燕飛，董青海

(晉城煤業(yè)集團(tuán) 長(zhǎng)平公司，山西 晉城 048006)

長(zhǎng)平公司2002膠帶機(jī)不僅運(yùn)輸距離長(zhǎng)，提升高度大，而且角度變化大，變坡點(diǎn)機(jī)架受力大，在生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)皮帶跑偏、托輥損壞頻繁及更換皮帶等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了安裝配重支撐防擺動(dòng)裝置，自制并在皮帶中部變坡Ⅱ處安裝高強(qiáng)度托輥以及在1#、4#滾筒加設(shè)固定皮帶卡的措施。經(jīng)運(yùn)行，效果良好，皮帶運(yùn)行平穩(wěn)，重載、空載時(shí)沒(méi)有嚴(yán)重跑偏；沒(méi)有再發(fā)生斷托輥現(xiàn)象；節(jié)省檢修時(shí)間12 h. 提高了運(yùn)轉(zhuǎn)效率，節(jié)省了材料、時(shí)間。

多弧度；強(qiáng)力膠帶機(jī)；張緊裝置；配重支撐防擺動(dòng)裝置；高強(qiáng)度托輥；皮帶卡

由于晉城煤業(yè)集團(tuán)長(zhǎng)平礦洗煤廠依山而建的特殊地理環(huán)境，洗選地點(diǎn)與主斜井井口地面海拔落差達(dá)到150 m，因此，運(yùn)輸原煤的設(shè)備至關(guān)重要。2002強(qiáng)力膠帶機(jī)運(yùn)輸路程長(zhǎng)，角度變化大，需要的鋼絲繩芯膠帶強(qiáng)度高(ST3150)，因此，在運(yùn)行維護(hù)中，難度較大。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，該廠針對(duì)性地進(jìn)行了改造。

1 輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

帶式輸送機(jī)工作原理：由撓性輸送帶作為物料承載件和牽引件的連續(xù)輸送設(shè)備，根據(jù)摩擦傳動(dòng)的原理，由傳動(dòng)滾筒輸送帶進(jìn)行物料的傳送運(yùn)輸。

此帶式輸送機(jī)主要部件有驅(qū)動(dòng)裝置(電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、逆止器)、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥、輸送帶、張緊裝置、卸料裝置、清掃器、加料裝置(溜槽和導(dǎo)料槽)、支承構(gòu)件、安全保護(hù)裝置等。

主要技術(shù)參數(shù)：

1) 運(yùn)輸物料：原煤

2) 物料粒度：0～100 mm

3) 煤的松散容重：ρ=850 kg/m3

4) 運(yùn)量：1 600 t/h

5) 機(jī)長(zhǎng)及提升高度：L=1 092.486 m，H=146.85 m

6) 帶速：2.5 m/s

7) 帶寬：1 400 mm

8) 角度： 0～16°

9) 膠帶：ST3150(8+8)*1山西鳳凰公司

10) 驅(qū)動(dòng)方式：輸送機(jī)采用雙滾筒三驅(qū)動(dòng)

11) 電機(jī)功率：500 kW，3臺(tái)；減速器速比：39.371；逆止器力矩：280 000 N·m

2 設(shè)計(jì)原則

此膠帶機(jī)的設(shè)計(jì)主要以上傾角皮帶運(yùn)行為主，主要部位位置：機(jī)頭滾筒(逆止器)-驅(qū)動(dòng)部位-配重張緊部-機(jī)尾滾筒。 2002膠帶機(jī)布置示意圖見(jiàn)圖1.

1) 從圖1可以看出，以機(jī)尾到Ⅱ段起弧度點(diǎn)，至大約700 m處，這一段的距離，此段角度的變化0～16°(0°—4°—6.5°—9°—11°—13.5°—16°)，角度變化幅度較大。

2) 在實(shí)際安裝、布置中，存在兩處較大弧段，分別位于上坡的800 m處即圖1Ⅱ處，以及張緊部位處的40 mⅠ處，半徑約為120 m和240 m.

3) 驅(qū)動(dòng)部布置在距離機(jī)頭約100 m處，配重與驅(qū)動(dòng)部距離約10 m，見(jiàn)圖2.

圖1 2002膠帶機(jī)布置示意圖

圖2 驅(qū)動(dòng)及張緊位置圖

3 主要問(wèn)題

1) 張緊部配重，在運(yùn)行過(guò)程中，擺動(dòng)幅度大，造成皮帶跑偏嚴(yán)重，并且配置上方下托輥經(jīng)常由于受力不均而損壞。

2) 在兩處的有弧度地方，由于受力較大，托輥頻繁折斷。

3) 檢修硫化皮帶或更換滾筒時(shí)，首先要確保皮帶不能靠自重向下滑，才能對(duì)此設(shè)備進(jìn)行后續(xù)的工作，因此每次檢修固定皮帶就成了首要考慮的工作任務(wù)。進(jìn)行固定皮帶卡時(shí)，打卡，拆卡，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，同時(shí)抬放工字鋼時(shí)，會(huì)給人員、設(shè)備帶來(lái)安全隱患。

4 解決方案

4.1 調(diào)偏跑偏方案

此強(qiáng)力膠帶機(jī)的配重部，重約20 t，而在配重正常運(yùn)行后，配重箱距離地面大約有4 m，在運(yùn)行中，尤其當(dāng)膠帶機(jī)剛剛啟動(dòng)時(shí)，配重?cái)[動(dòng)幅度較大，造成皮帶跑偏，受力不均。因此，在配重4個(gè)角，安裝防擺動(dòng)裝置，擺動(dòng)幅度控制在30 mm內(nèi)，同時(shí)在其裝置上安裝4個(gè)滾動(dòng)輪，增大活動(dòng)自由度。

首先在樓層板上與混凝土鋼筋焊接4根工字鋼，在基座進(jìn)行固定，然后在基座上焊裝4根10 m長(zhǎng)的槽鋼，使槽鋼能夠作為滾動(dòng)輪的軌道布置在配重的4個(gè)角，見(jiàn)圖3.

圖3 防擺動(dòng)裝置示意圖

4.2 解決托輥斷裂方案

1) 膠帶機(jī)Ⅱ處，由于弧度較大，受力大，下托輥頻繁斷裂。因此，根據(jù)具體的安裝位置，自行設(shè)計(jì)強(qiáng)度高的托輥，自制加強(qiáng)托輥示意圖見(jiàn)圖4.

圖4 加強(qiáng)托輥示意圖

2) 中心軸徑為100 mm，托輥兩側(cè)帶安裝基座。在2002皮帶中部變坡處Ⅱ處增加安裝5個(gè)高強(qiáng)度托輥，采用100#的槽鋼支架，固定于皮帶架上。

3) 經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行沒(méi)有發(fā)生斷托輥現(xiàn)象，效果良好。

4.3 減少硫化皮帶以及更換滾筒檢修時(shí)間方案

1) 根據(jù)2002膠帶機(jī)布置的實(shí)際清況，在1#、4#滾筒加設(shè)固定皮帶卡，見(jiàn)圖2.

2) 由于該膠帶機(jī)為多弧度的大傾角皮帶，皮帶卡以理論最大值16°計(jì)算，此強(qiáng)力膠帶機(jī)膠帶單位質(zhì)量約75 kg/m. 機(jī)尾到固定卡長(zhǎng)度約為900 m,而配重需要受力150 kN.固定卡受力情況見(jiàn)圖5.

圖5 固定卡受力圖

經(jīng)計(jì)算：F=900 m×75 kg/m×9.8 N/kg=661.5 kN

F1=F×cos16°=661.5 kN×0.96=635 kN

需要總力:F+G=635 kN+150 kN=785 kN

以20 t的千斤頂進(jìn)行計(jì)算，固定皮帶：

F=20×1 000 kg×9.8 N/kg=196 kN

785/196=4.005個(gè)，因此，需要5個(gè)千斤頂放置到固定卡位置進(jìn)行固定。固定裝置示意圖見(jiàn)圖6.

圖6 皮帶固定裝置示意圖

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

1) 膠帶機(jī)在未安裝固定皮帶卡裝置前，更換皮帶、硫化接頭或者滾筒時(shí)，打卡拆卡，至少需要8人12 h的工作量；安裝固定皮帶卡后，檢修時(shí)，只需要在皮帶上放置千斤頂，打壓，壓緊，4人2 h即可完成。

節(jié)省時(shí)間：10 h.按目前2002膠帶機(jī)的提升量1 000 t/h(最大提升量為1 600 t/h)計(jì)算，可提升10 000 t的原煤。

節(jié)省工時(shí)：以前：12 h×8人=96個(gè)工時(shí)；改造后：4人×2 h=8個(gè)工時(shí)。節(jié)省了：88個(gè)工時(shí)，約8 000元。

以工作強(qiáng)度而言：打卡、拆卡需要的30#工字鋼，理論重量為57.504 kg/m，大約2 m，每根重量約為：57.504×2=115 kg.檢修搬用工字鋼時(shí)，至少需要2人，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且極不安全。

2) 安裝配重支撐防擺動(dòng)裝置后，配重的擺動(dòng)幅度減小，保證了配重在規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行，避免了皮帶的跑偏、托輥的折斷。

3) 弧度點(diǎn)處更換高強(qiáng)度托輥后，明顯減少了更換托輥的數(shù)目和頻率。根據(jù)以前統(tǒng)計(jì)的托輥消耗情況看，平均一周更換5個(gè)，一年約50個(gè)，每個(gè)托輥以200元計(jì)算，每年可節(jié)省10 000元。

5.2 社會(huì)效益

1) 更換了吊托后，皮帶運(yùn)行平穩(wěn)，重載、空載時(shí)沒(méi)有嚴(yán)重的跑偏，減輕了維護(hù)強(qiáng)度。

2) 原來(lái)頻繁地更換滾筒，材料消耗大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，此皮帶機(jī)又涉及高壓電，所以頻繁的停高壓，給高壓接觸器給來(lái)了很大損耗，改造后，節(jié)省了材料，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3) 節(jié)省人力工時(shí)，縮短了檢修時(shí)間，在降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，保證了安全，提高了效率。

6 結(jié) 論

長(zhǎng)平公司隨著原煤產(chǎn)能的提升，年產(chǎn)量已達(dá)到600萬(wàn)t，而大部分原煤物料都通過(guò)膠帶機(jī)運(yùn)輸?shù)较疵合到y(tǒng)，面對(duì)大傾角多弧度的皮帶機(jī)，日常維護(hù)尤為重要，需要在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，不斷提高維護(hù)水平，才能保證其安全平穩(wěn)運(yùn)行。

Study on Problems of Operation and Maintenance of Multi-radian Type Strong Belt

SONG Yanfei, DONG Qinghai

The No.2002 belt in Changping Company not only has a long transportation distance and a big lifting height, but also has big angle and big load in turning and slope point. In the process of production and transportation, belt de-track and roller damage are frequently took place with parts consuming largely increased. By analysis of the actual operation, it is proposed to install the anti-nodding device with counterweight support, and make the self-made high-strength roller in the slope point of the belt and install the belt fixing devices in No.1 and No.4 rollers. Operation shows that the belt is running smoothly both in heavy and zero load conditions with no serious deetrack, no re-roller phenomenon occurs; so saved maintenance time of 12 hours, improved the operating efficiency, cost also reduced.

Multi-radian; Strong belt; Tensioning device; Anti-nodding device for counterweight support; High-strength roller; Belt fixing

2016-10-26

宋燕飛(1979—)，男，山西晉城人，2007年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，工程師，主要從事礦山機(jī)電安全、技術(shù)管理工作

(E-mail)815681099@qq.com

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1672-0652(2017)01-0028-03