楊成良 (天津港中煤華能煤碼頭有限公司 天津300452)
天津港煤碼頭是為實現(xiàn)天津港“北煤南移”總體戰(zhàn)略規(guī)劃而建造的專業(yè)化煤炭裝卸碼頭,其作業(yè)方式主要是采用翻車機(jī)、堆取料機(jī)、裝船機(jī)及封閉式的皮帶輸送機(jī)對煤炭進(jìn)行裝卸傳送,再加上先進(jìn)的灑水噴淋抑塵設(shè)施,就形成了一個高效環(huán)保的現(xiàn)代化煤炭裝卸碼頭。
皮帶輸送機(jī)是連接各臺設(shè)備的紐帶,沿線也比較長。由于皮帶機(jī)輸送的煤質(zhì)不同,而且有時煤炭又比較濕,這樣有些粘稠的煤就會粘在輸送帶上,因此通常在輸送帶的重要部位安裝一些皮帶清掃器,以達(dá)到清潔皮帶表面的目的。
根據(jù)煤碼頭的實際作業(yè)情況,如果皮帶上粘有附著物,將會形成兩個不利因素:
一是造成煤炭內(nèi)混有雜質(zhì)。因為粘在皮帶上的煤不及時清理掉的話,再作業(yè)其他煤種時,就會混入到后面的煤種當(dāng)中,這對質(zhì)量要求非常嚴(yán)格的煤種來說是不允許的。
二是對設(shè)備形成損害。因為皮帶機(jī)是由電機(jī)驅(qū)動滾筒帶動皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)的,中間又有各種承載托輥和改向滾筒,皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)時粘在上面的物料就會進(jìn)入回程的托輥上,把托輥弄臟并粘有這些附著物。物料進(jìn)入托輥殼體內(nèi),從而增大軸承座上的徑向載荷和軸向載荷,使軸承快速磨損,托輥殼體粘上物料會撕裂和拉毛輸送帶的面膠,加速輸送帶的磨損毀壞。如果粘著物進(jìn)入改向滾筒,就會粘在滾筒表面上,越粘越多,附著力也越來越大,其結(jié)果是造成輸送帶跑偏和滾筒串軸,增加輸送帶滾筒軸承的磨損。輸送帶上殘留的物料還會加大對滾筒的摩擦力,有時會引起輸送帶面膠和滾筒包膠層的撕裂,釀成嚴(yán)重后果。
如果清掃裝置良好,對托輥、輸送帶等的使用壽命都可以延長。由此可見,清掃器在帶式輸送機(jī)上有著不可忽視的作用。在運(yùn)行中,如果想人為清除機(jī)尾滾筒的附著物,往往容易發(fā)生嚴(yán)重的人身傷亡事故。為保證皮帶輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),必須將輸送帶上的附著物清掃干凈。因此,在皮帶機(jī)的關(guān)鍵部位安裝皮帶清掃器就是非常必要的。
在煤碼頭皮帶輸送機(jī)投入使用時,只在驅(qū)動滾筒和回程皮帶兩處設(shè)計安裝了皮帶清掃器。該清掃器為懸掛式,依靠自重或配重使其上面的清掃刮片與皮帶接觸,分為H型和V型兩種,通過皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)將粘在皮帶上面的煤刮掉并排除到皮帶外部,以回程皮帶為例(見圖1)。
圖1 原清掃器工作示意圖
這種V型皮帶清掃器懸掛在皮帶架上,調(diào)整好距離后依靠自重使其下部的橡膠或聚氨酯刮片與皮帶相接觸,當(dāng)皮帶經(jīng)過該清掃器時,粘在上面的煤就會被刮片刮掉并隨兩側(cè)的傾斜角度排到皮帶外面去,從而達(dá)到清潔皮帶表面的目的。
2.2.1 由于該皮帶清掃器是懸掛在皮帶架上的,與皮帶的距離已經(jīng)固定,當(dāng)使用一段時間后,清掃器上的刮片就會磨損,無法接觸到皮帶表面,于是該清掃器就失去了它的功效,達(dá)不到清潔皮帶表面的目的。
2.2.2 由于皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中會發(fā)生上下抖動,而清掃器又是與皮帶接觸的,所以清掃器也隨著皮帶上下抖動,這就導(dǎo)致該清掃器與皮帶架的連接容易脫落。脫落后的清掃器在皮帶上滑動,其頭部的尖端就可能會劃傷皮帶,嚴(yán)重時導(dǎo)致皮帶撕裂?;谶@兩點因素,該清掃器在日常的使用和維護(hù)當(dāng)中,需要經(jīng)常人為地去檢查、調(diào)整及更換,既浪費(fèi)人力、材料成本,又存在安全隱患,影響正常生產(chǎn)。因此對這種清掃器的改進(jìn)是勢在必行的。
自動補(bǔ)償式皮帶清掃器改掉了以前的V型結(jié)構(gòu),采用直線型結(jié)構(gòu)傾斜安裝在皮帶機(jī)支架上(見圖2),清掃器刮片選用聚氨酯材料制成,夾裝在清掃器的橫梁上與輸送皮帶緊密接觸。這種聚氨酯材料的清掃刮片韌性好而又耐磨,既能保證皮帶運(yùn)行時與雜物的沖擊力不會使刮片折斷,又能延長使用壽命,足以起到清掃作用。
圖2 自動補(bǔ)償式清掃器工作示意圖
整臺清掃器兩端的固定架上安裝了自動補(bǔ)償裝置(其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3),該裝置由套筒、壓蓋、鎖緊絲桿、壓緊彈簧、支撐彈簧和連接桿組成,其中壓緊彈簧的彈性系數(shù)要大于支撐彈簧,以保證在施加下壓力時連接桿能夠靈敏地向下移動。
圖3 自動補(bǔ)償裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)
安裝時將鎖緊絲桿旋轉(zhuǎn)到最外端,以保證調(diào)節(jié)時有最大行程,再將清掃器頂住皮帶,通過皮帶的反作用力推動自動補(bǔ)償裝置內(nèi)的連接桿,將壓緊彈簧壓縮使其具有一定的預(yù)緊力,該預(yù)緊力的大小可視清掃刮片與輸送皮帶的接觸情況而定。這樣足以保證清掃刮片能夠與輸送皮帶緊密接觸,達(dá)到良好的清掃效果。
在輸送帶運(yùn)行過程當(dāng)中,當(dāng)清掃器刮片與皮帶發(fā)生磨損產(chǎn)生縫隙后,預(yù)先壓縮的彈簧就會釋放,通過下壓連接桿帶動清掃器橫梁繼續(xù)壓緊輸送皮帶,始終使清掃器刮片與皮帶緊密接觸,保證清掃效果。當(dāng)預(yù)先壓緊的彈簧全部釋放后,再通過人工旋轉(zhuǎn)上面的鎖緊絲桿下壓活動壓蓋,繼續(xù)將彈簧壓縮。因為壓緊彈簧的彈性系數(shù)k1大于支撐彈簧的彈性系數(shù)k2,根據(jù)F=kx、k1>k2得出x1<x2(x1、x2分別為壓緊彈簧和支撐彈簧的壓縮位移量),所以連接桿在彈簧彈力的作用下還能繼續(xù)向下移動,又能起到原來的效果。在實際工作當(dāng)中,根據(jù)安裝空間的大小,將鎖緊絲桿的行程設(shè)定為100 mm,那么將鎖緊絲桿100 mm的行程全部調(diào)節(jié)到頭,再加上彈簧的伸縮量為50 mm,這樣清掃器也就能夠相應(yīng)的上下移動150 mm,實現(xiàn)自動補(bǔ)償功能。
這種帶彈簧的自動補(bǔ)償式清掃器的另一功效就是能夠緩解并吸收皮帶運(yùn)行中上下抖動帶來的沖擊,因為連接桿上下兩端都有彈簧,良好的伸縮性可以很大限度地緩解這些沖擊,延長了清掃器的使用壽命。
原來只有在驅(qū)動滾筒和回程皮帶兩處設(shè)計安裝了皮帶清掃器,而每條皮帶機(jī)的沿線都比較長,所以清掃效果并不是很明顯。在改進(jìn)清掃器時,也在皮帶輸送機(jī)的其他關(guān)鍵部位進(jìn)行了加裝(見圖4),這樣采用多點清掃的方式,進(jìn)一步提高了清掃效果。
圖4 清掃器在皮帶機(jī)上的分布圖
經(jīng)過一段時期的使用,發(fā)現(xiàn)這種自動補(bǔ)償式清掃器比原來的清掃器起到更好的清掃效果,而且清掃器的使用壽命明顯延長,現(xiàn)在已經(jīng)在煤碼頭的皮帶輸送機(jī)上大范圍使用,使正常的生產(chǎn)作業(yè)得到了進(jìn)一步的保證?!?/p>