郭延磊，王緒科

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學院，河南 焦作 454000）

某碼頭原為卸載鐵礦石專用碼頭，卸船線已經(jīng)建成，后來在該碼頭附近新建一火力發(fā)電廠，需為該新建電廠輸煤，經(jīng)綜合考慮，海運來煤計劃經(jīng)由原有卸船線皮帶機BM通過T1轉運站轉載卸煤，該轉運站的原有設備布置圖如圖所示，鐵礦石從皮帶機BM經(jīng)轉載系統(tǒng)輸送到BJ1，擬在BM帶式輸送機下方、BJ1帶式輸送機（輸送鐵礦石）上方新增帶式輸送機BJ2（運煤），該輸送機尾部布置在T1機房內(nèi)，要求新設備不得與已有設施相干涉，因此需對轉載系統(tǒng)的布置進行一系列的改造[1]。

圖1 改造前后轉載系統(tǒng)布置圖

1 原轉載系統(tǒng)存在的問題

原有帶式輸送機轉載系統(tǒng)主要的工作過程是通過在溜管中形成“料打料”來減少設備的磨損，通過物料對溜管的沖擊來減小流速，以減小物料對皮帶的沖擊，這種設計在一定程度上減少了物料對皮帶的沖擊，然而，存在的問題也比較突出。

（1）設備沖擊嚴重。輸送過程中，對溜管，緩沖鎖氣器和電動三通的沖擊很嚴重，降低了設備的使用壽命。

（2）落料點的導料槽系統(tǒng)因沖擊力大導致密封效果差，粉末泄露嚴重，分散的物料之間相互的撞擊、物料和溜管之間的沖擊也導致物料外泄，引起嚴重的揚塵，目前嚴格的環(huán)保條件下，往往需配備除塵設備，運行維護費用高，棧橋的頻繁沖洗造成水資源浪費[2]。

（3）料打料的溜管會嚴重堵料，堆積的物料坍塌后造成下游皮帶機瞬間嚴重超載而撒料，受料不均勻導致皮帶跑偏，引起皮帶磨損和撕裂。

原轉載系統(tǒng)的這些弊端，嚴重制約了皮帶輸送機的輸送效率，因此需要迫切需要一種嶄新的轉載系統(tǒng)。

2 轉載系統(tǒng)改進方案

（1）布置方式。新的轉載系統(tǒng)布置如圖所示，既能實現(xiàn)礦石從碼頭卸船，沿卸船線BM皮帶機通過T1轉接機房轉載到BJ2皮帶機，又能實現(xiàn)煤從碼頭卸船，沿卸船線BM皮帶機通過T1轉接機房轉載到BJ2皮帶機，再經(jīng)由沿BJ2皮帶機到新建電廠。轉載系統(tǒng)采用弧形流線型結構，物料離開上游皮帶機后不直接垂直沖擊到下游皮帶機，而是通過溜槽滑動進入下游皮帶機，同時保證物料進入下游皮帶機時相對集中，盡量減小對膠帶的沖擊。

（2）主要零部件的改進。①導流擋板。導流擋板是帶式輸送機的重要部件之一，作用是為了控制流動方向。傳統(tǒng)的導流擋板的布置形式是幾乎和物料下落方向垂直，這樣的角度最容易堵料和激起粉塵。改造后的導流擋板相較傳統(tǒng)的導流擋板，由方形改為弧形，它貼合物料軌跡，對物料有束集作用，同時還有一定的壓迫力，使物料貼著導流板圓滑過度下落，減少沖擊，進而減少粉塵的產(chǎn)生，最大可能性的減小了堵料的可能性。②電動三通。電動三通擋板采用防卡電動三通擋板，管內(nèi)煤流沖擊面和煤流沖擊面兩個整側面全部采用復合堆焊高鉻耐磨合金鋼板制作，頂面采用厚度為10mm的Q235鋼板制作。三通受煤處裝加強筋，以防受煤流沖擊變形而出現(xiàn)煤流中漏和主體變形。

軸承是帶有中間油槽的球面滾子軸承，并配骨架油封、銅油嘴；擋板采用改進型防卡旋轉溜槽結構型式，擋板轉動靈活，密封性能好；轉軸進行調(diào)質處理，以保證轉軸的使用強度，工作中不產(chǎn)生彎曲變形。③靴型溜管。傳統(tǒng)的溜管截面多為方形或者圓形，本次改造后的最末端的出口處溜管隨著料流軌跡設計為弧形，且出口為變截面的向前擴容的結構，形似靴子，故稱之為靴型溜管。靴型溜管深入導料槽內(nèi)，因其向前擴容的大截面出口，大大減小了出口處堵料的風險，誘導風也被抑制到一定程度，揚塵減少，粉塵濃度大大降低。④雙層全封閉導料槽。導料槽布置在皮帶機的受料段，使得從漏斗落下的物料可以在達到帶速之前集中在皮帶的中間，約束物料不會溢出，應有足夠的剛度，強度和容料空間。改造的導料槽采用雙層全封閉導料槽，每段長度為2m，導槽兩側采用厚12mm的高強度耐磨合金鋼板制成，底部距離皮帶不超過50mm，導槽兩側安裝聚氨酯防溢裙邊，防溢裙邊為雙層彈性密封，可以容易且快速地拆卸和安裝；在導槽之間的連接處采取有效的密封措施；引導槽尾部距離落煤管邊緣不小于500mm，卸載慣性除塵系統(tǒng)整合到導槽內(nèi)，總長度符合沖裁和除塵的要求。導槽的前端和后端配有多個密封擋板和窗簾，形成一個壓力均衡的減塵系統(tǒng)，灰塵減壓、減速和沉降，使得更清潔的氣流在引導槽的出口處流出。

3 改進后性能分析

為分析改進效果，基于所運輸物料的特性分析及三維模型的建立，使用DEM求解器模擬器進行仿真，模擬物料從給料結構出發(fā)經(jīng)過三通到達接料皮帶這一輸送過程。進行料流模擬的主要目的是：進行給料膠帶BM到受料膠帶BJ1的鐵礦石（密度2.2kg/m3）以及給料膠帶BM到受料膠帶BJ2的煤（密度0.9kg/m3）轉載的料流模擬，分析漏斗及溜槽在這一過程中是否會發(fā)生堵塞。在兩種工況中，對料流穩(wěn)定后的給料帶、受料帶質量流量的平均值進行統(tǒng)計，若給料帶與受料帶的質量流量均值相同，可認為物料在落料系統(tǒng)中無堵塞。通過借助EDEM后處理工具分析數(shù)據(jù)表明，運輸鐵礦石的給料帶BM和受料帶BJ1平均質量流量均為8.49t/h，運輸煤的平均質量流量均為4.25t/h，轉載系統(tǒng)不存在堵塞方案可行。根據(jù)離散元的原理，物料在下落的過程中，一方面減少其對機構部件的直接沖擊，增加部件的使用壽命及減少激起的粉塵，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能；另一方面在減少沖擊的同時，改進結構，增加摩擦，使物料到達下帶式輸送機的時候速度降到最低，同時還不至于產(chǎn)生物料堆積，實現(xiàn)快速均勻供料，同時防止灑料，防止皮帶跑偏。

4 結論

通過以上改造可以得到安全可靠、降塵、防止灑料、防皮帶跑偏功能于一身的轉載系統(tǒng)，對于減少環(huán)境污染、提高部件壽命、提高物料的適應性具有積極作用，提高了提高帶式輸送機系統(tǒng)運輸?shù)倪B續(xù)性與穩(wěn)定性。該改進對同類產(chǎn)品的改造具有一定的指導意義。