張 寧

（山西辰誠建設(shè)工程有限公司， 山西 陽泉 045000）

引言

XGZ600型刮板輸送機可利用運動著的刮板鏈條克服被輸送物料自身重量在基槽中與殼體摩擦阻力，它是一種在封閉的矩形斷面殼體內(nèi)使被輸送物料形成連續(xù)整體的料流而被傳送的設(shè)備?？捎糜谛☆w粒、小塊或粉狀干物料的傳輸運送。對于小塊物料該設(shè)備要求物料最大粒度不得高于基槽管的1/10，且最大粒徑所占總物料顆粒比重不得高于20%[1-2]?？紤]到煤礦生產(chǎn)工藝的特殊性，要求在正常生產(chǎn)過程中刮板機輸送基本達(dá)到零故障，因此結(jié)合相關(guān)技術(shù)，針對該刮板機經(jīng)常出現(xiàn)的問題、故障，對刮板機進(jìn)行改進(jìn)。

1 刮板機結(jié)構(gòu)特點及問題

殼體、刮板、輸送鏈條、尾部和頭部輸送輪、驅(qū)動裝置等為XGZ600型刮板輸送機的主要組成部分[3]，其中尾部從動鏈輪和軌道為該刮板機故障頻發(fā)部位，XGZ刮板機結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 刮板輸送機構(gòu)造圖

1.1 軌道故障

刮板機主要是由軌道和頭部部件組成并且軌道頭部部件主要是為防止鏈條卡死引起故障同時還具有一定的導(dǎo)向作用[4]，軌道支架鋼槽對非工作上行鏈及刮板發(fā)揮支撐作用；為確保由前往后鏈條可自由滑動在上部刮板通常安置在刮板機的頭部。在煤礦正常運輸期間刮板機故障主要表現(xiàn)為：鏈條磨損嚴(yán)重時造成軌道頭拉壞，并在通常情況下可卡住軌道并引起故障；鏈條不正常脫落導(dǎo)致鏈條壓壞軌道引起軌道頭部故障；在頭輪處鏈條易出現(xiàn)拖鏈不好并存在周期性震動，若振動過大則可引起上下行鏈條相互摩擦碰撞并引發(fā)故障；若輸送煤炭或物質(zhì)受潮則在輸送傳至支架鋼槽時可將刮板刮至支架鋼槽，進(jìn)而引起鏈條斷裂或軌道拉壞并引起故障。

1.2 尾部從動鏈輪故障

刮板機尾部主要組成部件鏈輪總成和調(diào)節(jié)裝置，而鏈輪總集成主要可對鏈條發(fā)揮支架作用，調(diào)節(jié)裝置可對主被動軸平行與鏈條松緊度的調(diào)整[5]。刮板機正常運行過程中尾部從動鏈部位故障主要體現(xiàn)為如圖2所示兩種狀況。

圖2 刮板輸送機尾部從動鏈輪常見故障現(xiàn)象

從動鏈輪處故障主要有以下兩個方面：鏈輪調(diào)節(jié)存在不均衡現(xiàn)象并引起形成夾角，當(dāng)其拉動力不足以抵抗摩擦力時可在輪槽邊緣跳出并引起故障（如圖2-1）；刮板機啟動不及時以及給料過大可造成煤礦堆積過多，當(dāng)達(dá)到一定的限度時鏈條的松緊度不足以抵抗堆積物提升力時，鏈條被堆積物抬升，當(dāng)刮板機再次運行時引起鏈條跳出軌槽并最終引起故障（見圖2-2）。

2 刮板機技術(shù)改進(jìn)

針對上述產(chǎn)生故障的原因，結(jié)合相關(guān)技術(shù)對不同故障原因給出相應(yīng)的改進(jìn)方法，針對刮板輸送機改進(jìn)較大的部位進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析[6]。

2.1 刮板機錯位的改進(jìn)

為延長刮板的使用壽命避免滑道與刮板接觸的集中磨損，節(jié)約成本，對刮板屬冬季滑道結(jié)合現(xiàn)場觀察和分析結(jié)果做重新的設(shè)計布置。刮板輸送機滑道錯位設(shè)計方案改造前后，如圖3、圖4所示。

圖3 改進(jìn)前刮板機磨損示意圖

圖4 改造后的刮板機滑道布置圖

改造后的刮板集中磨損點由之前的2點改成了5點，因此對于單個點的磨損承載力降低一半，在刮板材質(zhì)與滑道不變的條件下滑道對刮板的摩擦系數(shù)μ就保持不變，因此改進(jìn)前的刮板與滑道之間的摩擦力可表示為：F摩=μG=2μN。

在工況不變的條件下滑道與刮板之間的摩擦力在改造后可表示為：F摩=μG=4μ·0.5N=2μN。

通過對比上述計算公式可知，雖然在改進(jìn)前后刮板的摩擦力未發(fā)生改變，刮板在改造前后未存在影響，接觸集中磨損點變?yōu)槎帱c磨損，因此可提高刮板的使用壽命和效率，改造后的刮板輸送機在實際應(yīng)用中可提高使用壽命半年以上[7]。

2.2 刮板斜拉保護(hù)裝置的改進(jìn)

針對尾部從動鏈故障出現(xiàn)的原因并結(jié)合刮板機故障現(xiàn)場實踐、總結(jié)和分析，發(fā)現(xiàn)對刮板機拉斜問題無法從根本上進(jìn)行避免和規(guī)避，但是可在拉斜出現(xiàn)后及時停機，并避免配件和設(shè)備因刮板拉斜而引起嚴(yán)重?fù)p害，據(jù)此設(shè)計了古板拉斜保護(hù)裝置（如圖5所示）。

圖5 刮板輸送機斜拉保護(hù)設(shè)計示意圖

如圖5所示，在刮板機中心線兩側(cè)約500 m設(shè)置接近開關(guān) A1、B1、B2、B3為該 XGZ600型刮板機斜拉保護(hù)監(jiān)測裝置的主要組成部分。若槽體中線在刮板兩端運行出現(xiàn)夾角時，該斜拉保護(hù)裝置可通過監(jiān)測每根刮板兩端到位時間的不同進(jìn)行刮板狀態(tài)的判斷。通過設(shè)定時間差值的界限值可對刮板斜拉狀態(tài)進(jìn)行判定，當(dāng)所采集的信號差值超過該界限值時可將信號輸送值PLC系統(tǒng)，此時系統(tǒng)會自動實現(xiàn)停車并避免危險事故出現(xiàn)。

3 改進(jìn)應(yīng)用效果

某煤礦開采工程對XGZ600型刮板機利用上述方法進(jìn)行進(jìn)行了改進(jìn)，實際應(yīng)用表明刮板輸送機故障顯著減少，機械部件更換頻率明顯降低并顯著延長了零件使用壽命，具體可表現(xiàn)為：設(shè)備維修頻率降低維修周期提高。改進(jìn)前設(shè)備故障無周期性且故障較難處理，平均一周左右就出現(xiàn)一次故障，而改進(jìn)后故障周期延長至1個月甚至2個月；機器零部件壽命顯著提高，刮板、鏈條以及鏈溝等部件在改進(jìn)前極易損壞，平均每3個月就要更換一次，而改進(jìn)后更換周期延長至1年。

4 結(jié)論

1）XGZ600型刮板機的軌道斜拉保護(hù)裝置的改進(jìn)不僅可有效節(jié)約零部件成本，而且可顯著降低人工勞動強度，具有較高的綜合效益和應(yīng)用價值。

2）保持鏈條合適的緊張度對于刮板輸送機日常工作的維護(hù)具有重要意義。鏈條不易太松也不能太緊，不當(dāng)?shù)逆湕l緊張度往往可出現(xiàn)造成磨損快、鏈條、軸承、齒輪、滾筒經(jīng)常性故障問題[8]。因此在正常運轉(zhuǎn)過程中可保持鏈條與第一個滾筒和頭部鏈條之間約6.33～12.5 mm的下垂度，并且在長時間的運轉(zhuǎn)后鏈條會下垂或慢慢變長并與在下行或上行刮板極易自相碰撞纏繞，因此還應(yīng)做好經(jīng)常性檢查工作，確保鏈條正常工作。