董瑞佳，王惠，趙輝，張洪國，陳養(yǎng)波

（1．唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動(dòng)化工程系；2．唐山市曹妃甸區(qū)工業(yè)和信息化局；3．國投曹妃甸港口有限公司 裝船部，河北 唐山 063200）

斗輪式取料機(jī)中心漏斗改進(jìn)設(shè)計(jì)

董瑞佳1，王惠2，趙輝1，張洪國1，陳養(yǎng)波3

（1．唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動(dòng)化工程系；2．唐山市曹妃甸區(qū)工業(yè)和信息化局；3．國投曹妃甸港口有限公司 裝船部，河北 唐山 063200）

首先介紹了取料機(jī)臂架在較大的回轉(zhuǎn)角度以額定流量取料作業(yè)時(shí)地面BQ皮帶存在著嚴(yán)重跑偏的故障，分析故障原因并提出解決方案，選取一臺(tái)取料機(jī)進(jìn)行改進(jìn)試驗(yàn)，成功后進(jìn)行推廣，解決了取料機(jī)的設(shè)備故障，保障了安全生產(chǎn)。

取料機(jī)；中心漏斗；改進(jìn)設(shè)計(jì)

1 現(xiàn)場(chǎng)問題

某港口是專業(yè)化的煤炭裝卸港口，起步工程配置有4條BQ取料線，為了適應(yīng)市場(chǎng)的配煤需求，每條BQ皮帶線上設(shè)置兩臺(tái)取料機(jī)，取料機(jī)設(shè)計(jì)的額定能力為6000t/h。在取料作業(yè)時(shí)，斗輪將物料取到懸臂皮帶上，懸臂皮帶將物料送入中心漏斗，物料經(jīng)中心漏斗落到地面BQ皮帶上。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)臂架在較大的回轉(zhuǎn)角度以額定流量取料作業(yè)時(shí)，地面BQ皮帶嚴(yán)重跑偏撒料，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致作業(yè)流程停止，所以作業(yè)時(shí)需要控制取料流量在4500～5000 t/h左右，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，增加設(shè)備能耗；而且皮帶跑偏會(huì)導(dǎo)致皮帶邊緣刮蹭皮帶機(jī)鋼結(jié)構(gòu)，引起皮帶撕扯，縮短皮帶使用壽命，此問題亟需解決。

2 原因分析

仔細(xì)分析取料機(jī)中心漏斗的設(shè)計(jì)圖紙，如圖1所示，并在現(xiàn)場(chǎng)觀察取料作業(yè)的實(shí)際情況，找出了取料時(shí)地面BQ皮帶跑偏的原因。取料機(jī)的中心漏斗分為上、中、下三部分，上、中漏斗是一體的，固定在回轉(zhuǎn)臺(tái)車支架上，下部漏斗固定在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，上、中漏斗與下部漏斗可以做相對(duì)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，下部漏斗上有防塵蓋，周圍以橡膠板密封防塵。穿線管（用來將動(dòng)力電纜和控制電纜從地面接線箱接至單機(jī)電氣室）的出口設(shè)置到回轉(zhuǎn)中心上，以防止臂架大角度回轉(zhuǎn)時(shí)將電纜絞斷，因此中部漏斗的下料口就無法設(shè)置回轉(zhuǎn)中心上，只能設(shè)置到偏心的一側(cè)，如圖2（a）所示。

這樣的設(shè)計(jì)有不恰當(dāng)之處：當(dāng)臂架回轉(zhuǎn)取料時(shí)，中部漏斗的落料口繞著回轉(zhuǎn)中心做圓周運(yùn)動(dòng)，落料口位置不固定，所以物料中心隨著懸臂回轉(zhuǎn)角度的變化而變化，地面皮帶上落料點(diǎn)也繞著回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)偏離；加上取料機(jī)中心漏斗的落差較大（約為11米），物料下落時(shí)具有很大的側(cè)向沖擊力，導(dǎo)致地面皮帶動(dòng)態(tài)跑偏。同時(shí)，當(dāng)中部漏斗回轉(zhuǎn)至穿線管上方附近時(shí)，出料口被穿線管阻擋，很容易造成堵料，導(dǎo)致作業(yè)流程停止，影響作業(yè)效率。

圖1 取料機(jī)中心漏斗原設(shè)計(jì)圖

為解決上面的問題，原設(shè)計(jì)中給出的解決方案是：在下部漏斗導(dǎo)料槽內(nèi)加裝兩塊調(diào)料板，每次作業(yè)之前根據(jù)作業(yè)的場(chǎng)垛，由大機(jī)司機(jī)配合皮帶巡視工調(diào)節(jié)。這種方案有三個(gè)缺點(diǎn)。第一，由于是人工調(diào)節(jié)，既增加了司機(jī)和皮帶巡視工的工作量和工作強(qiáng)度，又降低了作業(yè)效率；第二，作業(yè)的場(chǎng)垛和兩側(cè)調(diào)料板的調(diào)節(jié)角度之間關(guān)系需要有一定現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的工人才能掌握，入職時(shí)間較短的員工并不清楚，調(diào)整時(shí)易出錯(cuò)，因此不具有普遍性；第三，為了增加調(diào)料板的耐磨性，需加裝耐磨襯板，而襯板損壞掉落到地面皮帶上易導(dǎo)致皮帶撕扯，混到煤中易引起質(zhì)量事故。

3 改進(jìn)方案

導(dǎo)致皮帶跑偏的根本原因是從中部漏斗落下的物料無法沿著回轉(zhuǎn)中心下落，所以想要徹底解決上述問題就要糾正中部漏斗的落料點(diǎn)，使其與回轉(zhuǎn)中心重合。我們經(jīng)過研究，設(shè)計(jì)出了如圖3所示的中心漏斗。重新設(shè)計(jì)中部漏斗，將中部漏斗設(shè)計(jì)成左右對(duì)稱的兩部分，進(jìn)料口與上部漏斗底部相連；出料口分為兩部分，并糾正到中心穿線管兩側(cè)，如圖2（b）所示。

圖2 中部漏斗落料口位置示意圖

這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)如下。第一，中部漏斗的落料口對(duì)稱的分布于回轉(zhuǎn)中心兩側(cè)，當(dāng)臂架做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)落料口與回轉(zhuǎn)中心的相對(duì)位置是不變的，當(dāng)開始取料作業(yè)時(shí)，物料在中部漏斗的進(jìn)料口處分成兩部分進(jìn)入中部漏斗，經(jīng)左右對(duì)稱的兩個(gè)分料斗進(jìn)入下部漏斗，對(duì)地面皮帶的橫向沖擊在下部漏斗內(nèi)相互抵消，從根源上消除了導(dǎo)致皮帶跑偏的原因，徹底解決了因落料點(diǎn)不正引起的皮帶跑偏故障；第二，因?yàn)榻鉀Q了落料不正的問題，可以將兩側(cè)調(diào)料板放到最低位置，不用在每次作業(yè)前調(diào)節(jié)調(diào)料板，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率，同時(shí)調(diào)料板不直接承受物料沖擊，也減小了調(diào)料板襯板損壞的可能性，減輕維修成本，消除了雜質(zhì)損傷皮帶的隱患；第三，中部漏斗改造成分叉漏斗，增加了中部漏斗落料口的截面積，提高了物料的通過能力，不易發(fā)生堵料故障。

圖3 改進(jìn)設(shè)計(jì)后的中心漏斗示意圖

4 現(xiàn)場(chǎng)施工

為了減少現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間，避免影響生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)，將改進(jìn)設(shè)計(jì)的中部漏斗分成四個(gè)部分制作，即圖3中標(biāo)識(shí)的1、2、3、4四部分。提前在維修車間制作好這四部分并在內(nèi)部加裝襯板，先將件1和2對(duì)接焊好，件3、4與件1、2支架采用螺栓連接，這樣能進(jìn)一步縮短施工時(shí)間?，F(xiàn)場(chǎng)改造時(shí)，先將原有的中部漏斗切除，然后將件1、2的連接體焊接上部漏斗的底部，充當(dāng)進(jìn)料口，以便將物料分成對(duì)稱的兩部分；焊接完成后，將件3、4依次連接到一起，組成中部漏斗。整個(gè)改造工程共耗時(shí)3天，除了第一天切除原有漏斗需停地面皮帶外，其余時(shí)間不影響地面皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)生產(chǎn)影響極小。

改造一臺(tái)取料機(jī)分叉漏斗需要使用4張8mm鋼板，約40塊耐磨襯板，焊條一件，螺栓若干，成本約為20000元。

5 改進(jìn)效果

R4-1取料機(jī)在2013年12月完成了中心漏斗改造。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)月的使用和跟蹤觀察，R4-1取料機(jī)按額定流量作業(yè)時(shí)，BQ4皮帶未出現(xiàn)因落料不正的跑偏故障，而且R4-1也沒有發(fā)生堵料故障。鑒于分叉漏斗的良好使用效果，陸續(xù)對(duì)R1-1、R1-2、R2-2、R3-1取料機(jī)進(jìn)行了分叉漏斗改造，圖4為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物照片。

6 結(jié)語

圖4 分叉漏斗現(xiàn)場(chǎng)照片

分叉漏斗改造，使地面皮帶不再因?yàn)槿×系穆淞宵c(diǎn)和作業(yè)流量原因而跑偏，減少了撒料、堵料和皮帶跑偏造成的停機(jī)故障；使取料機(jī)能在額定設(shè)計(jì)能力下作業(yè)，在相同條件下，取一個(gè)料垛所用的作業(yè)時(shí)間能減少20%左右，提高了生產(chǎn)作業(yè)效率，減小了作業(yè)能耗，降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和設(shè)備維修費(fèi)用；同時(shí)，減少了地面皮帶沿線因跑偏撒料而引起的粉塵污染，有利于環(huán)境保護(hù)。

[1]韓秀忠,陳浩,魯偉,李磊. 堆取料機(jī)中心漏斗不足及改進(jìn)措施[J]. 工程機(jī)械與維修,2017,(05):70-71.

[2]萬正喜,許鵬. 斗輪堆取料機(jī)中心落料斗的設(shè)計(jì)[J]. 煤礦機(jī)械,2013,34(01):49-51.

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