于超 欒文軒
(煙臺港集團(tuán)有限公司,山東煙臺 264000)
皮帶機(jī)作業(yè)線作業(yè)流程為:卸船機(jī)卸料后,皮帶機(jī)運(yùn)輸貨物,途徑每個轉(zhuǎn)接機(jī)房物料調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換,經(jīng)由堆取料機(jī)到達(dá)貨場堆存。由于現(xiàn)有的物料調(diào)節(jié)器采用絲桿的調(diào)節(jié)方式,調(diào)整料流時需要反復(fù)調(diào)節(jié)確定,工人操作起來費(fèi)時費(fèi)力,增加工人勞動強(qiáng)度的同時還無法保證卸船的效率。在保持原有作業(yè)線主體結(jié)構(gòu)不變的前提下,通過技術(shù)上的改造,達(dá)到操作簡單,性能穩(wěn)定,隨時可調(diào)的效果。
圖1 絲桿式物料調(diào)節(jié)器
(1)由于目前卸船貨物的種類、粒度、含水量等各有不同,導(dǎo)致貨物散料在采用帶式輸送機(jī)運(yùn)送時,會出現(xiàn)不同的特性,如粒度小、含水量大的鋁礬土礦粉就容易粘結(jié),由于物料粘結(jié)出現(xiàn)落料點(diǎn)不同,導(dǎo)致皮帶機(jī)跑偏,進(jìn)而需要經(jīng)常反復(fù)人工調(diào)整,此種結(jié)構(gòu)調(diào)解不方便,工人操作起來費(fèi)時費(fèi)力,在這種特性沖擊下,還會造成物料調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)絲杠出現(xiàn)松動現(xiàn)象。見圖1。
圖2 物料調(diào)節(jié)器內(nèi)部絲桿
圖3 渦輪蝸桿式物料調(diào)節(jié)器
表1 油脂潤滑時的總效率η
表2 螺桿采用稀油潤滑時的總效率η
表3 蝸桿型號最大徑向力和扭矩表
圖4 電液式物料調(diào)節(jié)器
圖5 電液式物料調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖
(2)在最初項(xiàng)目設(shè)計(jì)時,是按鐵礦石、鋁礬土和少量進(jìn)口煤炭進(jìn)行設(shè)計(jì)的,其中物料調(diào)節(jié)器也是按鐵礦石、鋁礬土和少量進(jìn)口煤炭的常用手冊參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)的,鑒于手冊參數(shù)僅為參考試驗(yàn)參數(shù),與實(shí)際所輸送的散料貨物不可避免會存在各種差別,這就會造成實(shí)際使用工況與設(shè)計(jì)工況存在差別,同時物料連續(xù)沖擊還會造成絲杠的蠕動、疲勞變形,甚至出現(xiàn)斷裂事故,見圖2。
(3)目前設(shè)計(jì)的物料調(diào)節(jié)器采用手輪驅(qū)動絲杠的方式改變導(dǎo)流擋板的角度,進(jìn)而調(diào)節(jié)料流方向,由于絲杠采用開式脂潤滑,再加之如果處于較干燥粉料的環(huán)境中,就容易沾染粉料,久而久之,就會阻塞絲杠螺紋,造成人力旋轉(zhuǎn)困難,每次調(diào)整都需要2-3人操作20-30分鐘左右,如遇到卡死現(xiàn)象時間還更長,耗費(fèi)大量人力物力,同時影響正常的卸船作業(yè),而且也加大絲杠的負(fù)載,縮短使用壽命,綜合成本非常高昂。
圖6 物料調(diào)節(jié)器調(diào)料板結(jié)構(gòu)圖
由于上述分析的結(jié)果,物料調(diào)節(jié)器絲杠通過手輪調(diào)整經(jīng)常出現(xiàn)卡滯的現(xiàn)象,所以為了解決此問題,我們考慮采用蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu),進(jìn)行如下選型計(jì)算:
(1)驅(qū)動功率:P=FaV/60 η
式中:P---驅(qū)動功率,K W;
Fa---起升力(或拉力),KN;
V---起升速度,m/min;
η---傳遞總效率(見表1,表2)。
(2)驅(qū)動扭矩: T=9550×P/n
式中:T---驅(qū)動扭矩,N·m;
P---驅(qū)動功率,K W;
n---轉(zhuǎn)速,r/min。
(3)蝸桿軸伸上,由于安裝齒輪、鏈輪所產(chǎn)生的徑向力Fr,其最大許用力與起升力和型號有關(guān)。在1/2處所許用的最大徑向力和扭矩,見表3。
選型計(jì)算完成后,進(jìn)行采購、安裝、調(diào)試,改造初步完成,見圖3。
在使用初期,該裝置發(fā)揮了很好的作用,旋轉(zhuǎn)輕便,靈活自如,維護(hù)也比較方便。但當(dāng)使用一段時間后,發(fā)現(xiàn)還存在一些問題,例如還是會有灰塵或粉料進(jìn)入絲杠螺紋中,造成卡滯;鎖死不可靠,時間久了就會出現(xiàn)絲杠蠕動,導(dǎo)流擋板傾斜角度變化;最嚴(yán)重的是由于受力不均等原因,絲杠同樣出現(xiàn)變形或斷裂現(xiàn)象。
針對此情況,我們根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果,對傳動方案進(jìn)行優(yōu)化。首先,為了解決絲杠螺紋進(jìn)灰卡滯問題,同時也鑒于現(xiàn)場客觀存在的環(huán)境條件,我們考慮采用能自動除灰的功能;另外,考慮人工驅(qū)動力有限和提高調(diào)節(jié)的速度和效率的問題,我們考慮采用電動或液壓的伸縮驅(qū)動裝置;同時,也為提高設(shè)備的自動化程度,減輕現(xiàn)場人員的占用和操作勞動強(qiáng)度,我們最終確定采用液壓推桿驅(qū)動導(dǎo)流擋板的物料調(diào)節(jié)器革新方案,見圖4和圖5。
在不改變現(xiàn)有調(diào)料板主體結(jié)構(gòu)的情況下,在支撐桿¢76x4mm內(nèi)部增加¢60x10mm熱軋無縫鋼管,增加支撐桿的強(qiáng)度,并且設(shè)計(jì)支撐桿兩端固定在料槽外部,并在支撐桿與料槽內(nèi)壁增加防護(hù)安全鏈,見圖6。
(1)改造后的物料調(diào)節(jié)器與之前相比調(diào)節(jié)料流效果明顯,皮帶跑偏情況明顯減少,基本不存在粘料情況。
(2)人員調(diào)整操作簡單輕便、實(shí)用靈活,且鎖定可靠,一次調(diào)整后,除非物料屬性發(fā)生較大變化或皮帶出現(xiàn)跑偏,否則不用二次調(diào)整。
(3)防灰效果好,液壓推桿自帶自動除灰密封圈,能有效刮掉粘在推桿軸上的灰塵,且使用壽命長。
(4)推桿支座和調(diào)節(jié)器外壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,有效消除了由于其他結(jié)構(gòu)受力不均造成的支座變形等問題。
使用過程中的物料調(diào)節(jié)器完全適應(yīng)鐵礦、鋁礬土等多種礦石作業(yè),每次調(diào)整在地面點(diǎn)動操作,不需要登高作業(yè)操作;原來調(diào)整時間20-30分鐘,或者更長時間,到現(xiàn)在的不到1分鐘調(diào)整完畢,解決了工人的勞動強(qiáng)度,方便了工人的操作;根據(jù)不同物料的安息角不同隨時調(diào)整料流落料點(diǎn)角度,內(nèi)壁粘料明顯減少,解決皮帶因落料點(diǎn)出現(xiàn)的撒料、跑偏問題,保證了皮帶機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行,完全滿足生產(chǎn)的需要,保證了卸船作業(yè)效率的穩(wěn)定性。