ATXL500B型散裝水泥螺旋卸船機(jī)故障及修復(fù)

季貴波 袁錫康 章宇新

（杭州奧拓機(jī)電技術(shù)股份有限公司，浙江杭州311107）

1974年，瑞典BMH Marine公司設(shè)計(jì)制造全球第一臺(tái)螺旋卸船機(jī)，時(shí)隔三十年的2004年，我公司自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)散裝水泥螺旋卸船機(jī)正式投產(chǎn)，運(yùn)行性能優(yōu)異，標(biāo)志著我國(guó)已掌握了此類卸船機(jī)的核心技術(shù)，徹底打破了數(shù)十年來(lái)螺旋卸船機(jī)產(chǎn)品被國(guó)外公司技術(shù)壟斷和產(chǎn)品全部依賴進(jìn)口的市場(chǎng)格局，對(duì)行業(yè)裝備的技術(shù)進(jìn)步具有里程碑意義。

目前，螺旋卸船機(jī)可卸物料、適用船型、卸船能力、應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展和提升，由于其連續(xù)、高效、節(jié)能、環(huán)保的突出優(yōu)勢(shì)，受到干散物料行業(yè)廣泛追棒。但若用戶未嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用，會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的故障，從而嚴(yán)重影響其性能，甚至喪失最基本的功能。文章通過(guò)以下案例提醒業(yè)內(nèi)相關(guān)人士引起重視，以規(guī)避類似問(wèn)題的再次出現(xiàn)。

1 故障現(xiàn)象

2017年9月，我公司生產(chǎn)的一臺(tái)ATXL500B型散裝水泥螺旋卸船機(jī)在我國(guó)沿海某碼頭順利投產(chǎn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。投產(chǎn)初期的卸船機(jī)見(jiàn)圖1。

圖1 投產(chǎn)初期的ATXL500B型卸船機(jī)

該卸船機(jī)為卸船能力500 t/h的門(mén)座移動(dòng)式散裝水泥螺旋卸船機(jī)，取料和輸送核心部件由取料螺旋輸送機(jī)（帶取料器）、垂直螺旋輸送機(jī)和水平螺旋輸送機(jī)組成，即俗稱的三節(jié)臂型式。后續(xù)輸送系統(tǒng)采用安裝在卸船機(jī)門(mén)座上的斜槽與岸上帶收塵功能并帶行走式進(jìn)料小車的全封閉帶式輸送機(jī)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保型無(wú)塵卸船。

同年12月，該卸船機(jī)在累計(jì)正常卸載3萬(wàn)多噸散裝水泥后，出現(xiàn)取料螺旋輸送機(jī)、垂直螺旋輸送機(jī)異響、振動(dòng)等機(jī)械故障，我公司隨即組成故障聯(lián)合工作組前往調(diào)研。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)五種故障現(xiàn)象：⑴取料螺旋輸送機(jī)螺旋葉片變形嚴(yán)重，見(jiàn)圖2；⑵垂直螺旋輸送機(jī)中間支承裝置偏心磨損嚴(yán)重，見(jiàn)圖3；⑶取料螺旋輸送機(jī)關(guān)節(jié)處，兩臺(tái)液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸彎曲變形、前支撐軸承內(nèi)外環(huán)壓碎、小齒輪斷齒，見(jiàn)圖4；⑷關(guān)節(jié)處回轉(zhuǎn)支承一部分齒被啃壞，見(jiàn)圖5；⑸垂直螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口與立柱下端之間聯(lián)接部位的部分螺栓拉斷等現(xiàn)象。

圖2 螺旋葉片變形情況

圖3 中間支承裝置偏心磨損情況

圖4 液壓驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸彎曲變形、軸承碎裂、小齒輪斷齒

圖5 關(guān)節(jié)處回轉(zhuǎn)支承 齒被啃壞

2 故障原因分析

我公司大數(shù)據(jù)顯示：ATXL500B型散裝水泥螺旋卸船機(jī)的取料螺旋輸送機(jī)螺旋葉片正常使用壽命在卸載散裝水泥600萬(wàn)噸或運(yùn)轉(zhuǎn)24000小時(shí)以上；垂直螺旋輸送機(jī)中間支承裝置正常使用壽命在卸載散裝水泥120萬(wàn)噸或運(yùn)轉(zhuǎn)4800小時(shí)以上；維修檔案無(wú)取料螺旋關(guān)節(jié)處液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)支承齒輪、垂直螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口與立柱下端之間聯(lián)接部位螺栓等部位的維修記錄。顯然這臺(tái)卸船機(jī)產(chǎn)生的故障極不正常。

為找到產(chǎn)生故障的根本原因，工作組打開(kāi)了后續(xù)輸送設(shè)備，發(fā)現(xiàn)了殘留的大量異物，以鐵塊和石塊為主，其中鐵塊的最大平面尺寸達(dá)280×200mm，最大厚度達(dá)20mm，見(jiàn)圖6。從圖中可以看出：除20mm厚的圓形鐵餅變形較小外，其他鐵塊均有不同程度變形，石塊已被擠碎成大小不等且不規(guī)則的形狀，見(jiàn)圖7。

圖6 殘留的鐵塊

圖7 殘留的鐵塊和石塊

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)情況，公司組織相關(guān)部門(mén)進(jìn)行了會(huì)診。經(jīng)分析討論并向使用方操作工驗(yàn)證，對(duì)造成本次故障的原因作出結(jié)論：

船運(yùn)的散裝水泥除前二船正常，后面來(lái)的均含有異物?；烊胛锪现械拇箬F塊、石塊被取料器喂入后，由于尺寸過(guò)大，而取料螺旋輸送機(jī)的螺旋管軸（內(nèi)管）與外管之間的空間有限且受到螺旋葉片方向限制，因此，高速旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片就反復(fù)掏取、打壓異物，石塊在被擊碎后進(jìn)入取料螺旋輸送機(jī)內(nèi)，鐵塊在理順?lè)较蚧蜃冃魏筮M(jìn)入取料螺旋輸送機(jī)內(nèi)；在此過(guò)程中螺旋葉片也因受到反作用力而不斷變形、磨損，最終形成了故障現(xiàn)象⑴的結(jié)果。

進(jìn)入取料螺旋輸送機(jī)內(nèi)的異物順利轉(zhuǎn)運(yùn)至垂直螺旋輸送機(jī)內(nèi)，到達(dá)中間支承裝置后，由于中間支承裝置系三點(diǎn)支承的特殊結(jié)構(gòu)，其橫截面通道被均分為三個(gè)扇形的小通道，因此，異物被再次阻擋并經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的旋轉(zhuǎn)翻滾、擠壓、打擊，石塊在被無(wú)數(shù)次的擊碎后進(jìn)入下一段節(jié)內(nèi)，鐵塊在理順?lè)较蚧蜃冃魏筮M(jìn)入下一段節(jié)內(nèi)；異物就這樣依次通過(guò)所有中間支承裝置，最終進(jìn)入水平螺旋輸送機(jī)內(nèi)；在此過(guò)程中中間支承裝置也因受到反作用力而不斷變形、磨損，最終形成了故障現(xiàn)象⑵的結(jié)果，且由于偏心磨損造成失去原有動(dòng)平衡，從而產(chǎn)生垂直螺旋輸送機(jī)的振動(dòng)。

使用中存在設(shè)備操作規(guī)程禁止的整機(jī)邊走邊卸并同時(shí)打深洞取料行為，使取料螺旋輸送機(jī)頭部承受額外的行走阻力、物料坍塌時(shí)的側(cè)向沖擊力和側(cè)壓力，經(jīng)取料螺旋輸送機(jī)長(zhǎng)力臂放大后傳遞到關(guān)節(jié)處的扭矩很大，大大超出了正常操作的設(shè)計(jì)值，因此，造成關(guān)節(jié)處扭曲變形，從而大小齒輪嚙合偏離正常運(yùn)動(dòng)軌跡，最終造成了故障現(xiàn)象⑶、⑷、⑸的結(jié)果。由此可見(jiàn)，故障原因是違規(guī)操作造成的。

3 消除故障的措施

站在對(duì)客戶負(fù)責(zé)的高度，為盡快恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)研究決定采取以下解決措施：

3.1 對(duì)使用方操作的要求

（1）嚴(yán)格控制所卸物料中混入鐵塊和石塊等異物，特別是大尺寸的異物。

（2）嚴(yán)禁門(mén)機(jī)邊走邊卸、打洞取料操作，萬(wàn)一塌料、埋料時(shí)禁止臂架的任何操作（即塌料、埋料時(shí)臂架應(yīng)保持原狀，待物料排空后方可恢復(fù)正常操作）。

3.2 在使用方遵守以上要求的前提下，為徹底杜絕類似問(wèn)題再次出現(xiàn)，采取預(yù)防性修復(fù)措施

（1）重新制作一套取料螺旋輸送機(jī)、垂直螺旋輸送機(jī)的螺旋管軸，并將螺旋葉片厚度加厚2mm，靠中間支承裝置兩端采用雙頭螺旋葉片。

（2）更換中間支承裝置總成。

（3）垂直螺旋輸送機(jī)下端與垂直梁之間再增加一道抱箍。

（4）取料螺旋輸送機(jī)關(guān)節(jié)處，更換回轉(zhuǎn)支承、液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置及小齒輪，以恢復(fù)原功能。

（5）垂直螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口與立柱下端聯(lián)接處，改螺栓聯(lián)接為軟聯(lián)接，以釋放取料螺旋因受外力而傳遞過(guò)來(lái)的額外扭力。

4 整改效果

2018年2月，以上操作和修復(fù)措施落實(shí)到位，重新開(kāi)機(jī)試車，各項(xiàng)性能恢復(fù)如初，已穩(wěn)定運(yùn)行至今。

以上案例表明，執(zhí)行設(shè)備的操作規(guī)程是最基本的要求，有時(shí)也是預(yù)防設(shè)備故障的最關(guān)鍵因素，散裝水泥螺旋卸船機(jī)也不例外。