皮帶機(jī)轉(zhuǎn)接漏斗結(jié)構(gòu)改造

周榮琛

河北港口集團(tuán)港口機(jī)械有限公司

1 引言

轉(zhuǎn)接漏斗是皮帶機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，是連接上下游皮帶機(jī)的重要樞紐，擔(dān)負(fù)著轉(zhuǎn)運(yùn)物料、環(huán)保密封、改變作業(yè)流程以及使物料合理分布等重要作用，廣泛應(yīng)用于各專業(yè)化散貨碼頭[1-2]。近年來，隨著設(shè)備投產(chǎn)年限的增長(zhǎng)和產(chǎn)量的逐年攀升，轉(zhuǎn)接漏斗普遍存在結(jié)構(gòu)老化和功能缺失，致使漏斗走料不暢，衍生出漏斗堵料、皮帶跑偏、物料灑漏等問題，影響了作業(yè)效率，增加了運(yùn)行和維護(hù)成本。因此，亟需對(duì)轉(zhuǎn)接漏斗進(jìn)行升級(jí)改造，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

2 問題分析

通常情況下，物料由上游皮帶機(jī)進(jìn)入頭部漏斗，然后順著電動(dòng)翻板打到的方向落到溜桶中，通過調(diào)料板完成轉(zhuǎn)向，落到緩沖叉完成緩沖，最終經(jīng)導(dǎo)料槽落在下游皮帶機(jī)上，從而完成整個(gè)上下游皮帶機(jī)的物料轉(zhuǎn)運(yùn)(見圖1)。

圖1 轉(zhuǎn)接漏斗結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于調(diào)料板、緩沖叉等構(gòu)件的老化、失效，造成漏斗走料不暢，致使設(shè)備故障頻繁。參考某煤炭樞紐港煤二期工程T2K7機(jī)房BH8-BD5皮帶機(jī)轉(zhuǎn)接漏斗(見圖2)的故障數(shù)據(jù)，2017年12月，該漏斗因走料不暢造成堵料故障2次、跑偏故障9次，而皮帶跑偏后造成的物料灑漏又衍生出撕裂、拉繩、打滑等故障誤報(bào)高達(dá)33次，占該設(shè)備當(dāng)月故障總數(shù)的77%，嚴(yán)重影響了作業(yè)效率，極大增加了設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本。

1.頭部漏斗 2.電動(dòng)翻板 3.電動(dòng)推桿 4.溜桶 5.調(diào)料板 6.緩沖叉 7.緩沖叉箱體 8.導(dǎo)料槽 9.緩沖托輥

通過數(shù)據(jù)采集和結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該漏斗主要存在以下幾個(gè)問題：

(1)由于該漏斗轉(zhuǎn)運(yùn)的煤種多為濕黏度較大的混合煤，斗內(nèi)濕度較大，加上調(diào)料板動(dòng)作較少，導(dǎo)致其調(diào)節(jié)絲杠多有銹蝕、基本失效。

(2)緩沖叉不夠耐磨，叉頭部分雖是硬質(zhì)耐磨材質(zhì)(硬輕軌18-1970)，但由于物料長(zhǎng)久沖刷，多有殘缺。殘余結(jié)構(gòu)不僅不能緩沖物料、攔阻雜質(zhì)，反而容易積料，致使走料不暢、落料不正，直接造成設(shè)備故障頻發(fā)。此外，由于緩沖叉設(shè)計(jì)缺陷、結(jié)構(gòu)臃腫，日常維護(hù)和拆裝工程量大。

(3)為了優(yōu)化作業(yè)流程，轉(zhuǎn)接漏斗普遍設(shè)計(jì)的高大，而轉(zhuǎn)運(yùn)的物料由于高度差，具有很強(qiáng)的沖擊力，僅靠緩沖叉和下游落料口幾處緩沖托輥很難完全緩解沖擊，加之目前緩沖叉的殘缺，致使物料直接沖刷皮帶，極大地降低了皮帶的使用壽命。

綜上所述，恢復(fù)調(diào)料板功能、替換緩沖叉耐磨材料和優(yōu)化漏斗緩沖結(jié)構(gòu)是解決問題的關(guān)鍵所在。

3 改造方案

3.1 恢復(fù)調(diào)料板功能

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)調(diào)料板絲桿分別進(jìn)行除銹、潤(rùn)滑處理，銹蝕嚴(yán)重的則進(jìn)行更換，使其恢復(fù)手動(dòng)調(diào)節(jié)物料方向的功能。設(shè)立點(diǎn)檢牌，定期維護(hù)保養(yǎng)，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 運(yùn)用新型緩沖叉結(jié)構(gòu)

緩沖叉利用叉頭打散、緩沖物料，但是現(xiàn)有的叉頭已經(jīng)磨損嚴(yán)重、殘缺不全，完全失去修復(fù)的意義，只能連帶箱體進(jìn)行整體更換。經(jīng)實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)接機(jī)房?jī)?nèi)部空間狹小且無維修吊車配合，只能制作多個(gè)臨時(shí)吊點(diǎn)，依靠人力操作手拉葫蘆配合來完成。整個(gè)更換過程不但繁瑣，且會(huì)長(zhǎng)時(shí)間影響多條皮帶線作業(yè)。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪和反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終選定用類似電動(dòng)翻板的沖擊面板結(jié)構(gòu)替換原叉型結(jié)構(gòu)來改造舊緩沖叉(見圖3)。首先，利用前期拆卸的廢舊緩沖叉，完全切除叉頭而保留轉(zhuǎn)軸部分，然后參照緩沖叉箱體的尺寸來確定沖擊面板大小?？紤]到著料后物料會(huì)松散、四溢的情況，加裝了兩側(cè)擋板，用于收攏物料、控制料流方向。為了加強(qiáng)其耐磨性，選擇與漏斗同材質(zhì)的δ10鋼板作為母板，再鑲嵌上δ16的耐磨襯板。最后，在沖擊面板和兩側(cè)擋板的底部焊接加強(qiáng)筋板，加固整個(gè)新型緩沖叉結(jié)構(gòu)(見圖4)。新、舊緩沖叉的性能對(duì)比見表1。

圖3 舊緩沖叉

圖4 新型緩沖叉

表1 新、舊緩沖叉的性能對(duì)比

3.3 加裝引流板

漏斗改造的目的是通暢走料，進(jìn)而引導(dǎo)料流，減緩物料對(duì)下游皮帶的沖擊，從而降低故障率。根據(jù)以上思路，進(jìn)一步優(yōu)化原有漏斗結(jié)構(gòu)。

首先，參照BH8-BD5漏斗圖紙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)收集的數(shù)據(jù)，利用仿真軟件分析出料流方向和下游皮帶機(jī)接料區(qū)域。然后，在漏斗底部、緩沖差下方、溜桶剛要進(jìn)入導(dǎo)料槽的位置加裝一套兼具收攏和送料作用的引流板(見圖5)，在不影響下游物料運(yùn)輸?shù)那疤嵯拢蛊涓采w整個(gè)受料區(qū)域，形成落料拋物線，最終實(shí)現(xiàn)物料軟著陸?？紤]到耐磨性和后期維護(hù)，仍然選用δ10鋼板作為母板，鑲嵌δ16的耐磨襯板。

圖5 引流板

3.4 優(yōu)化托輥架結(jié)構(gòu)和布局

在皮帶機(jī)導(dǎo)料槽下方，通常均勻分布著緩沖托輥和對(duì)應(yīng)托輥架，通過托輥上緩沖膠圈的彈性儲(chǔ)能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)拋物落料產(chǎn)生沖擊力的進(jìn)一步緩沖。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，由于導(dǎo)料槽兩側(cè)防溢裙板與皮帶緊密貼合，導(dǎo)致緩沖托輥更換困難，為方便維修，原設(shè)計(jì)的托輥架布局較為分散，這樣不但會(huì)影響托輥的緩沖效果，而且兩托輥架間懸空的皮帶容易被雜質(zhì)扎穿，進(jìn)而傷害皮帶和其他設(shè)備。為此，有必要對(duì)現(xiàn)有緩沖托輥架結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)行優(yōu)化。

通常情況下，更換托輥都是依靠外力將皮帶托起，然后進(jìn)行托輥拆裝?？墒牵捎诖颂帉?dǎo)料槽及裙板密封結(jié)構(gòu)的限制，無法使用該方法操作。于是嘗試轉(zhuǎn)變思路，直接取出托輥架。

首先，參照設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)緩沖托輥架和機(jī)架尺寸進(jìn)行校核。然后通過3D制圖軟件對(duì)托輥架進(jìn)行分解，按照托輥分布，將托輥架分解成左、中、右及底座4部分。中間部分設(shè)計(jì)成滑道，方便兩側(cè)抽拉；兩側(cè)及底座仍采用螺栓連接。通過Proe5.0 Mechanica模塊進(jìn)行受力分析，證明該結(jié)構(gòu)滿足使用要求。

新型托輥架(見圖6)的設(shè)計(jì)，為下一步優(yōu)化機(jī)架布局創(chuàng)造了條件。將漏斗下導(dǎo)料槽內(nèi)受料區(qū)域的緩沖托輥架補(bǔ)充、更換成新型結(jié)構(gòu)托輥架，然后將其并攏排列在一起，形成類似緩沖床的形式。這種布局可以極大地降低雜質(zhì)扎穿皮帶的幾率，即使扎穿，也能通過皮帶運(yùn)行時(shí)的作用力及時(shí)排出，從而保護(hù)皮帶不會(huì)被雜質(zhì)大面積劃傷。

圖6 新型托輥架

4 實(shí)施效果及創(chuàng)新點(diǎn)

經(jīng)過近1年的觀察使用，改造后的BH8-BD5轉(zhuǎn)接漏斗及對(duì)應(yīng)皮帶機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備故障率大大降低。該項(xiàng)改造具有如下創(chuàng)新點(diǎn)：

(1)提升漏斗設(shè)計(jì)理念。在轉(zhuǎn)運(yùn)物料的基礎(chǔ)上，融匯了聚攏物料、引導(dǎo)料流、減緩物料沖擊的新理念，并成功運(yùn)用于整個(gè)改造中。

(2)開發(fā)備件的通用性。新型緩沖叉和引流板在面板設(shè)計(jì)上，選擇鑲嵌與電動(dòng)翻板同規(guī)格的耐磨襯板，通用型的備件儲(chǔ)備可以為企業(yè)節(jié)約大量維修成本。

(3)新型緩沖叉和新型托輥架的運(yùn)用，解決了長(zhǎng)久存在的維修難題，減少了維修時(shí)間，提高了作業(yè)效率。

5 結(jié)語

通過對(duì)轉(zhuǎn)接漏斗結(jié)構(gòu)的改造，解決了故障頻繁的問題，降低了運(yùn)營(yíng)成本和維修難度，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值，也為設(shè)備清潔生產(chǎn)改造奠定了基礎(chǔ)。