带式输送机溜槽防堵防冻改造设计及应用_赵雅彬.pdf

设备管理与维修2023 5（下）0引言近年来，随着煤炭、矿石等散料物流行业的迅猛发展，散料码头的吞吐量已超过总量的 1/5。散料码头正快速向大型化、高效化、智能化、绿色环保方向发展。秦皇岛港煤 4 期码头是 20世纪 90 年代建设，其上下层皮带机转接溜槽采用传统折线形结构设计，通过流程挡板实现不同工位流程的切换。近年来，新兴的散料型港口，其溜槽结构整体采用流线型设计，采用 U 形截面代替矩形截面，通过先进的伸缩头装置实现对下级胶带的交叉换位给料，可靠性高，效果显著。秦港七公司作为秦皇岛港煤炭生产的主力单位，接卸煤种繁多，垛位分散，物料黏度、流动性差别较大，特别是接卸的一些主力煤种，由于黏度较大，常发生溜槽局部或整体堵塞，频繁进行冲斗操作，导致产生接卸效率低下、皮带运行不稳定、沿线撒漏严重、煤炭含水量高、货主反馈意见突出等问题。在进入冬季后，湿黏的煤种容易进入流程挡板与溜槽缝隙，导致流程挡板整体冻结而无法实现流程的转换。因此，基于传统理念设计的溜槽，已无法适应散料港口多煤种、大流量、高带速、高落差的复杂作业工况。在散料输送与装卸系统中，转载点溜槽系统是整个系统的咽喉，溜槽系统设计的好坏严重影响着整个系统的输送效率和运行安全。随着国内外散状物料输送的快速发展，对带式输送机多种类物料大落差、高带速、大运量工况下的安全、高效、环保运行要求越来越突出。而传统散状物料转载系统的设计，采用直线形结构，截面形状多为矩形，转接拐角多，溜槽堵塞频繁；流程转换通过三通结构的流程挡板实现对下级胶带的换位给料，在连续高位运行多年后，可靠性低、故障频繁，尤其是进入冬季后，流程挡板经常发生冻结而无法动作，制约生产的问题已经愈发突出。因此，有必要采用切实可行的技术方案进行系统改造，从根本上解决这一限制公司煤炭生产的瓶颈问题。1带式输送机转接点溜槽防堵防冻改造设计1.1转接点溜槽堵斗及流程挡板冻结原因分析转接点溜槽堵斗及流程挡板冻结原因分析如下：煤流中包括各种不同类型的煤种，煤炭含水量偏高时容易造成积煤堵煤；落料管斜管内壁受冲击及磨损严重，需要频繁维修。如果落煤管内安装的衬板内壁粗糙不平，容易挂料堵煤；落煤管设计思路是转接拐角的变化迫使物料冲击换向时速度衰减，整体管路存在大量死角，此处极容易造成积煤和挂煤；煤含有一定水量后，当在冬季寒冷时分，一旦落煤管产生挂料积煤，极易导致冻煤并与落煤管发生粘连，随后就会造成整体管路的堵塞；电动三通挡板与垂直面倾角大，煤流通过时容易卡滞，当煤中存在一定量煤泥时，极易在电动三通挡板处挂煤，严重时会造成整体落煤管的堵塞；出口缓冲叉处安息角较小，煤炭含水量高时易发生积料现象，局部的积料导致落料点偏移诱发胶带的跑偏，容易出现堵料现象；溜筒衬板承载面焊有打格筋板（为提高衬板耐磨），增大物料与筒壁的摩擦力；流程挡板与溜槽衬板之间有缝隙，当上级胶带出现瞬时流量过大时，有局部的物料经由流程挡板上方密封不严的月牙形斗沿进入流程转换挡板两个侧面与溜槽壁衬板之间，由于冬季气温较低并且煤炭中含水量高，在较长时间挡板不动作时，进入两者间隙的煤炭发生结冰现象，从而造成流程挡板冻结、卡死、转换不到位的现象。1.2转接点溜槽防堵防冻改造策略解决问题的具体策略是在易堵料部位的溜槽外侧安装振动电机，利用振动电机的振动力破坏煤泥的粘合力，使煤泥无法与筒壁粘合，冬季粘合冻结在筒壁上的物料变脆，通过振动力容易使其脱落；割除溜筒承载面衬板上焊接网格筋板，以减小积煤与筒壁的摩擦力。振动电机基座、筒壁上焊接放射性筋板，使振动力能够有效地传导释放，破坏筒壁上的煤泥堆积及冻结。（1）振动电机的选型及布置方式。秦港七分公司卸车系统溜槽结构及堵斗分析如图 1 所示。振动电机在溜槽部位的布置如图 2 所示。根据现场实际工况，对振动电机选型（表 1、表 2）。（2）振动电机底座和放射筋板设计。根据振动电机的安装技术参数及安装要求，设计附着式振动电机安装底座（图 3a）。振动电机安装面采用=20 mm 钢板制作，底部焊接=12 mm 筋板，安装孔设计为 419 mm 以配合振动电机 418.5 mm 安装孔要求，底座所有结构焊接完成后对表面机加工，使表面平面度达到 0.02 mm，防止振动电机底座与平面之间接触不良，发生摘要：以秦港股份七分公司卸车系统的转接点溜槽为研究对象，对溜槽堵塞和流程挡板冻结的原因进行系统分析，提出在溜槽外侧安装振动电机的方案以解决堵斗和挡板冻结问题，并在振动电机底座焊接放射筋板对振动力进行传导，增强振动效果。目前该设计已在秦港股份七分公司卸车系统所有转接点溜槽实施，有效缓解溜槽拐点处、折线处的积料堵料问题和流程挡板冻结问题，卸车效率显著提升，取得预期效果。关键词：转接点溜槽；散料输送；防堵防冻；煤炭港中图分类号：TH222文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.44带式输送机溜槽防堵防冻改造设计及应用赵雅彬（秦皇岛港股份有限公司第七港务分公司，河北秦皇岛066000）98设备管理与维修2023 5（下）机脚崩烂现象。放射筋板的作用为将振动电机的振动力传递至溜槽内部煤炭容易淤积的部位，并防止振动源将振动力持续施加在底座和对应的溜槽位置，导致溜槽钢结构变形和开裂。为有效防止振动力衰减，将放射筋板设计为梯形形状（图 3b）。为保证振动电机的安装强度和放射筋板对振动力的传导效果，焊接工艺如下：底座与溜槽壁焊接方式为满焊，焊脚高度为12 mm，放射筋板与溜槽壁的焊接方式为断续焊，焊缝长度100 mm，焊脚高度为 6 mm，焊缝间距由 150 mm 逐渐递减，放射筋板头部封口焊接，尾部与振动电机底座满焊。（3）振动电机电气控制方案。为满足生产实际需要，振打电机可选本地控制及远程控制。每个料斗对应装配一个电控箱，可控制挡板两侧振打电机，溜槽拐点处振打电机分别启停。电控箱基本原理如图 4 所示。选择本地控制时，由巡视工在电控箱上操作电机启动，可由时间继电器控制电机振打时间，一般为 30 s，也可手动停止。选产品型号激振力/kN最大振幅/mm电源额定电流/A额定功率/kW净重/kg输出输入ZF150-50B122.8220/380 V，350/60 Hz6.9/4.02.02.3538表 1振动电机型号及相关参数产品型号安装尺寸ZF150-50BABNd230150418.5表 2振动电机安装参数图 3振动电机安装底座和放射筋板图 2振动电机在溜槽部位的布置图 1溜槽结构及易堵斗原因图 4电控箱基本原理mm99设备管理与维修2023 5（下）择远程控制时，振打电机控制信号由 PLC 输出，翻控室可根据煤种不同控制振打电机系统是否投入使用，并进行煤种选择。翻控室操作界面如图 5 所示。根据煤种选择不同，控制该翻车所走流程路径上所有的振打电机进行自动振打。振打次数由煤种选择控制，振打时间由现场时间继电器控制，从而在保证振打效果的同时，减轻因振打时间过长等对机械设备的损害。振打电机控制程序如图 6 所示。2带式输送机转接点溜槽防堵防冻改造的应用及效果秦港七分公司卸车系统防堵改造项目已于 2017 年完成沿线全部振动电机安装及测试工作，并全部投入使用，共计 51 台，具体分布见表 3。目前所有振动电机工作状态正常，效果良好。振动电机实物如图 7 所示。2017年4月，卸车系统振打电机全部投入使用后，对解决溜槽堵斗问题已取得显著成效。据统计，2015年卸车系统累积发生堵斗200余次，影响作业312 h，平均每月 16.7 次，影响作业 26 h。2016年卸车系统累积发生堵斗 300 余次，影响作业 468 h，平均每月25次，39 h。2017年1 至 3 月份作业中发生堵斗 75 次，累计时间117 h，平均每次耗时 1.56 h。改造后，2017 年 4 月 16 日至 5 月 31日，共计发生堵斗 11 次，累积处理时间 12 h，平均每月 7.3 次，平均每次耗时1.09 h。此项改造在卸车系统中取得良好的效果，大大提高卸车生产效率。3结束语针对原卸车系统转载点溜槽系统，提出一种通过在溜槽外侧安装振动电机和放射筋板的方式解决溜槽拐角处、折线处易积料堵斗问题，解决冬季流程挡板冻结无法转换流程问题。上位机系统、PLC 系统相结合，翻车机程序与 SS8、SS10、SS15 变电所程序联动，实现卸部 10 座转接塔内所有振打电机随流程启停的自动控制。同时设计一种适用于高频振动电机的安装底座，该底座可有效防止振动电机机脚崩烂。该设计成功完成干散货码头、电厂等相关领域带式输送机溜槽转接技术的优化。其防堵提效十分显著，为转接点溜槽防堵防冻推广应用提供宝贵的参考价值。参考文献1郭立观，马文舒.带式输送机转接溜槽技术 J.机械工业，2018（6）：67-69.2张宁.基于 EDEM 的带式输送机转接溜槽结构优化 J.电子技术与软件工程，2019（7）：129-130.3王延高.基于 EDEM 的带式输送机转接点溜槽优化改造 J.矿山机械，2016（12）：35-38.编辑毕来金图 5翻控室操作界面图 6振打电机控制程序序号名称及位置数量/台1BF3、BF4、BF5、BH3-2、BH3-1、BH4-2、BH5-2、BH4-1、BH5-1、BH45-1 流程挡板202BF3 三通下部对 BH3-2、对 BH4-2，BF4 三通下部对 BH3-2、对 BH4-2，BH3-2 三通对 BH3-1 和 BD3，BH3-1 三通下部对 BD4，BH4-2 三通对 BH4-1 和 BD4，BH5-2 三通对 BD4 和 BH5-1，BH4-1 三通处对 BD5，BH5-1 三通对 BD5，BH45-1 对 BD7-2 斜面处153BH3-2、BH4-2 缓冲叉上方，BD3、BH3-1 缓冲叉上方，BH3-1 对 BD4 缓冲叉上方，BH4-2 对 BH4-1 流缓冲叉上方，BH5-2 对BD4 缓冲叉上，BH5-2 对 BH5-1 缓冲叉上，BH4-1 对 BH45-4 缓冲叉上方，BH5-1 对 BH45-4 缓冲叉上方，BH5-1 对 BD5 缓冲叉上方，BH45-4 头部漏斗东侧，BH45-2 缓冲叉上，BH45-1 缓冲叉上方，BD7-1、BD7-2 缓冲叉上方16表 3卸车系统防堵改造全部振动电机分布图 7振动电机100