一種新型快速定量裝車系統(tǒng)平板閘門便捷式滑道設(shè)計(jì)

陳偉雄 王 磊

1 北部灣防城港碼頭有限公司 2 武漢開銳海洋起重技術(shù)有限公司

1 引言

1.輸送皮帶機(jī) 2.裝車樓支架 3.緩沖倉扇形閘門 4.平板閘門 5.擺動(dòng)式裝車溜槽 6.緩沖倉 7.定量倉 8.分煤溜槽圖1 裝車樓的結(jié)構(gòu)組成示意圖

快速定量裝車系統(tǒng)(以下簡稱裝車樓)在我國各個(gè)煤礦集運(yùn)點(diǎn)及港口碼頭廣泛使用，可實(shí)現(xiàn)煤炭、礦石、糧食等散裝物料的快速、自動(dòng)、定量裝車[1]。裝車樓主要包含輸送皮帶機(jī)、裝車樓支架、緩沖倉扇形閘門、平板閘門、擺動(dòng)式裝車溜槽、緩沖倉、定量倉和分煤溜槽，其主要結(jié)構(gòu)見圖1[2]。物料通過裝車樓進(jìn)行裝車的工藝為：物料通過后方堆場的皮帶機(jī)輸送到裝車樓的緩沖倉，緩沖倉的弧形閘門控制打開4個(gè)配料出口，物料通過配料出口輸送到定量倉[3]。定量倉是裝車樓輸入和輸出物料重量的計(jì)量工具，當(dāng)輸入的物料達(dá)到定量倉設(shè)定重量后，一方面裝車樓會通過關(guān)閉上方的弧形閘門來關(guān)閉配料出口，使物料不再進(jìn)入定量倉內(nèi)；另一方面打開定量倉下的平板閘門，將物料通過裝車溜槽卸車裝入車廂，從而完成一次定量卸料裝車的過程[4]。

平板閘門的主要組成部件為閘板和滑道，其主要功能有2個(gè)：配料和卸料。在定量倉的物料未達(dá)到額定重量前，閘板一直閉合，定量倉處于配料階段；在定量倉的配料達(dá)到額定重量后，移動(dòng)打開卸料口，進(jìn)行卸料。閘板沿滑道滑動(dòng)的過程中會產(chǎn)生一定的磨損，且滑道的磨損程度遠(yuǎn)大于閘板，造成滑道在使用過程中需要頻繁的進(jìn)行更換，另由于原有的平板閘門的滑道底座與框架固定在一起，在更換時(shí)必須將滑道底座與框架一起拆卸，不僅更換的工藝復(fù)雜，同時(shí)需要耗費(fèi)大量的人力物力，給現(xiàn)場的維保工作帶來巨大的困難。為解決平板閘門的滑道更換工藝復(fù)雜的問題，提出一種新型裝車樓平板閘門便捷式滑道的設(shè)計(jì)方案。

2 改進(jìn)前平板閘門的滑道更換工藝

改進(jìn)前平板閘門主要由閘板上限位底座連接件、閘板上限位底座、閘板、閘門本體、滑道底座連接件、滑道連接件、滑道底座和滑道構(gòu)成(見圖2)?；赖鬃探Y(jié)在閘門本體上，滑道通過滑道連接件固定在滑道底座上，閘板則被限制在閘板上限位底座、閘門本體和滑道底座空間內(nèi)，只能沿著滑道方向滑動(dòng)。

1.閘板上限位底座連接件 2.閘板上限位底座 3.閘板 4.閘門本體 5.滑道底座連接件 6.滑道連接件 7.滑道底座 8.滑道圖2 改進(jìn)前平板閘門的結(jié)構(gòu)示意圖

定量倉下平板閘門的閘板沿著滑道往返開閉運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)物料配料、卸料，在定量倉的物料未達(dá)到額定重量(約60 t)前，所有的物料重量均堆壓在閘板上；在定量倉的重量達(dá)到額定重量而需要打開閘板卸料裝車后，閘板沿滑道方向滑移并開閘卸料。由于閘板上物料的擠壓，閘板和滑道之間相互運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的摩擦阻力，該摩擦阻力是造成閘板和滑道快速磨損的主要原因。目前裝車樓平板閘門的滑道在使用過程中每隔20 d就需要進(jìn)行更換。

閘板上部為料倉，下部為溜槽，滑道改進(jìn)前布置在閘門本體內(nèi)部，不便于檢修和更換，若需更換滑道，其具體的更換工藝為：

(1)啟動(dòng)后方堆場的皮帶機(jī)，將物料通過皮帶輸送進(jìn)入裝車溜槽，直至將裝車溜槽使用物料填滿，便于更換操作人員進(jìn)入定量倉操作，俗稱“填倉”。

(2)操作人員進(jìn)入定量倉內(nèi)部，松開滑道底座連接螺栓，使閘門本體與滑道底座分離，從定量倉內(nèi)部整體取出滑道底座及滑道。

(3)松開滑道連接件，使滑道與滑道底座分離，使用新的滑道替代原有的磨損滑道，連接滑道與滑道底座，最后整體放入定量倉內(nèi)部，將滑道底座與閘門本體連接，完成此次更換工作。

(4)將填倉的物料經(jīng)過下料溜槽卸入自卸車內(nèi)，再轉(zhuǎn)運(yùn)回到原堆場。

由于在定量倉內(nèi)部進(jìn)行滑道更換操作，空間狹小且工作量大，每更換一次滑塊至少需耗費(fèi)6 h，填倉還造成一定的物料損耗，不僅影響整體的裝車效率，同時(shí)繁瑣的更換也給用戶帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，滑塊固定在閘門框架內(nèi)側(cè)，檢修人員不能便捷的檢查滑道的磨損情況，對于更換的時(shí)間不能提前預(yù)測，給日常生產(chǎn)和維護(hù)帶來困難

3 改進(jìn)后平板閘門的滑道更換工藝

為解決原有平板閘門滑道更換工藝復(fù)雜的難題，設(shè)計(jì)了一種新型平板閘門便捷式滑道，改進(jìn)后平板閘門主要由閘板上限位底座連接件、閘板上限位底座、閘板、閘門本體、滑道底座連接件、滑道連接件、滑道底座和抽屜式滑道構(gòu)成(見圖3)。

1.閘板上限位底座連接件 2.閘板上限位底座 3.閘板 4.閘門本體 5.滑道底座連接件 6.滑道連接件 7.滑道底座 8.抽屜式滑道圖3 改進(jìn)后平板閘門的結(jié)構(gòu)示意圖

主要針對閘門本體、閘板、滑道底座和抽屜式滑道進(jìn)行改進(jìn)，內(nèi)容如下：

(1)原閘門本體框架由壁厚8 mm的C32a槽鋼組成，由于港口物料礦石比重較大、沖擊力強(qiáng)、粘性大，很容易對框架造成損傷。改進(jìn)后的閘門本體使用20 mm鋼板拼接成型，增加了框架的牢固性，提高了抗沖擊能力，避免了礦石等大比重物料對框架沖擊造成的損傷；在閘門本體的側(cè)面預(yù)留30 mm滑道嵌入預(yù)留孔，便于將固定好滑道的底座從兩側(cè)推進(jìn)本體。

(2)閘板上下面增加承載滾輪，避免閘板滑動(dòng)時(shí)上下跳動(dòng)，使閘板偏離油缸中心線，造成油缸在伸縮過程中由于偏載荷使杠桿斷裂，提高了閘門伸縮油缸的使用壽命。

(3)滑道底座增加了滑道安裝孔，便于在定量倉的外部能夠直接松緊滑道與滑道底座的連接螺栓。

(4)滑道采用抽屜式滑道，由耐磨滑道和滑道抽板組成，耐磨滑道通過螺栓與滑道抽板和滑道底座固定，滑道抽板通過螺栓與閘門本體連接。

改進(jìn)后的滑道省去了原有的滑道更換需要進(jìn)入定量倉內(nèi)進(jìn)行更換的繁瑣工序，只需將抽屜式滑道從閘門本體兩側(cè)推出(見圖4)，即可對滑道進(jìn)行更換，其具體的更換工藝為：

(1)松開滑道底座連接件，將抽屜式滑道和滑道底座一起從閘門本體兩側(cè)推出。

(2)松開滑道連接件，將滑道與滑道底座分離，使用新的滑道替代原有的磨損滑道。

(3)擰緊滑道連接件，使滑道與滑道底座連接后，將抽屜式滑道和滑道底座一起從閘門本體兩側(cè)推入，最后擰緊滑道底座連接件，完成滑道更換工作。

1.閘板上限位底座連接件 2.閘板上限位底座 3.閘板 4.閘門本體 5.滑道底座連接件 6.滑道連接件 7.滑道底座 8.抽屜式滑道圖4 抽屜式滑道推出后的結(jié)構(gòu)示意圖

4 平板閘門的滑道改進(jìn)前后效果對比分析

相較于改進(jìn)前的固定式滑道，抽屜式滑道便于安裝、易于檢修，同時(shí)延長了滑道壽命，增加了本體框架的牢固性。以防城港碼頭公司煤炭礦石作業(yè)部2#裝車樓平板閘門的滑道作為分析對象，其改進(jìn)前后的使用效果對比如下。

(1)更換作業(yè)時(shí)間縮短，改進(jìn)前更換固定式的滑道，首先需要填倉，操作人員需進(jìn)入倉內(nèi)進(jìn)行更換作業(yè)，每次的更換時(shí)間最少需要6 h，如遇到夜晚或交班等緊急情況需要花費(fèi)的時(shí)間更長；改進(jìn)后的抽屜式滑道不用“填倉”，維保人員不需進(jìn)入倉體，只需在外部操作即可快速更換滑，更換時(shí)間從原來的6 h降至30 min。

(2)使用壽命延長，改進(jìn)前的固定式的滑道每次更換后的使用壽命為20 d，改進(jìn)后的閘板上下面增加承載滾輪，能夠有效降低閘板與滑道的摩擦系數(shù)，從而降低便捷式滑道的磨損，改進(jìn)后的滑道使用壽命至少在90 d以上。

(3)經(jīng)濟(jì)效益提升，改進(jìn)前的固定式的滑道每次更換前需要先使用皮帶機(jī)輸送物料填倉，更換完成后再將物料輸送到后方堆場，填倉過程中產(chǎn)生輸送系統(tǒng)的皮帶機(jī)能耗和物料損耗費(fèi)用，根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每次更換皮帶機(jī)的能耗費(fèi)用和物料損耗費(fèi)用約為3萬元；而改進(jìn)后的抽屜式滑道不用“填倉”，節(jié)省的更換時(shí)間至少可以多裝3組火車，能夠?yàn)樽鳂I(yè)部帶來約15萬元的經(jīng)濟(jì)效益。

改進(jìn)前后滑道的更換作業(yè)時(shí)間、使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益3個(gè)方面的對比數(shù)據(jù)見表1。

表1 滑道改進(jìn)前后使用效果對比表

5 結(jié)語

裝車樓平板閘門的滑道更換工藝復(fù)雜、使用壽命短、更換費(fèi)用高，一直是困擾防城港碼頭公司煤炭礦石作業(yè)部的難題。通過將原有的固定式滑道改進(jìn)為抽屜式滑道，提高了更換滑道的效率，大幅增加了滑道的使用壽命，有效降低了操作人員更換及檢修勞動(dòng)的強(qiáng)度，并且消除了以往在定量倉內(nèi)更換及檢修的安全隱患，也避免了在填倉過程中的粉塵污染、物料損耗，達(dá)到了環(huán)保、安全的使用要求，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。