閆學(xué)明

河北港口集團(tuán)港口機(jī)械有限公司

1 引言

帶式輸送機(jī)是一種散裝物料輸送設(shè)備。由于帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障都會(huì)造成全線停機(jī),因此在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的可靠性有很高的要求。轉(zhuǎn)接塔溜槽作為物料轉(zhuǎn)運(yùn)、分流的重要節(jié)點(diǎn),對(duì)生產(chǎn)效率的影響很大[1]。

在裝卸作業(yè)過(guò)程中,經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)接塔溜槽局部或整體堵塞,導(dǎo)致皮帶運(yùn)行不穩(wěn)定、沿線物料灑漏等問(wèn)題。轉(zhuǎn)接塔溜槽的內(nèi)部空間狹窄,一旦堵塞疏通會(huì)非常困難,且內(nèi)部襯板損壞后更換作業(yè)效率低并具有一定危險(xiǎn)性。為解決上述問(wèn)題,擬對(duì)現(xiàn)有溜槽進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)溜槽的模塊化拆裝,改善轉(zhuǎn)接塔溜槽的維修條件,提高港口溜槽維修效率。

2 溜槽改進(jìn)方案

2.1 溜槽改進(jìn)總體要求

2.1.1 整體結(jié)構(gòu)要求

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,設(shè)計(jì)一種可拆卸模塊式溜槽,包括溜槽框架、模塊化母板、把手、鎖緊裝置和若干耐磨襯板,改造位置為皮帶機(jī)尾部側(cè)的溜槽壁的垂直部分,不改變物料原來(lái)通過(guò)方向,適用于現(xiàn)有的所有轉(zhuǎn)接塔溜槽結(jié)構(gòu)。

2.1.2 通用技術(shù)要求

改進(jìn)后溜槽應(yīng)具有耐磨抗震、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、維護(hù)成本低、排料暢通、易拆卸等特點(diǎn),且不會(huì)在溜槽內(nèi)增加堵料風(fēng)險(xiǎn),可將密閉空間變?yōu)槌ㄩ_(kāi)維修空間,能夠降低維修作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),便于漏斗內(nèi)部維修作業(yè)的開(kāi)展及維修物料的運(yùn)送,可縮短輔助作業(yè)時(shí)間和維修作業(yè)時(shí)間。

2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)安裝要求

在安裝和維修過(guò)程中,不能造成主體鋼結(jié)構(gòu)損壞,不影響其他設(shè)備更換,便于后期維護(hù);選擇合適的改造點(diǎn)位,便于現(xiàn)場(chǎng)人員改造安裝。

2.2 溜槽模塊化結(jié)構(gòu)

以某公司皮帶機(jī)轉(zhuǎn)接塔溜槽為例,設(shè)計(jì)了一種實(shí)用化模塊化溜槽,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。該溜槽由角鋼與T型鋼焊接形成框架、模塊化母板、拆裝把手及鎖緊裝置等組成,在母板內(nèi)側(cè)由螺栓連接耐磨襯板。

1.框架 2.模塊化母板 3.鎖緊環(huán) 4.鎖緊塊 5.把手 6.襯板(置于內(nèi)側(cè))圖1 模塊化溜槽結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員發(fā)現(xiàn)某塊襯板出現(xiàn)損壞時(shí),無(wú)需維修人員進(jìn)入溜槽內(nèi)部,只需拆下相應(yīng)母板鎖緊塊,即可拆下?lián)p壞襯板進(jìn)行更換。

作業(yè)過(guò)程中,當(dāng)溜槽出現(xiàn)局部堵塞時(shí),通過(guò)溜槽觀察門(mén)確定堵塞位置,同樣拆下相應(yīng)母板,無(wú)需人員進(jìn)入溜槽就可以開(kāi)展清料作業(yè),極大提高了清料作業(yè)的安全性。

2.3 計(jì)算與校核

2.3.1 載荷分析

作業(yè)時(shí),皮帶機(jī)轉(zhuǎn)接塔溜槽受到物料沖擊力,框架主體為主要受力部件。根據(jù)皮帶機(jī)實(shí)際運(yùn)行參數(shù),最大運(yùn)量4 400 t/h,帶速4.4 m/s,物料比重約1.35 kg/m3,物料經(jīng)拋料滾筒進(jìn)入溜槽,假設(shè)物料運(yùn)行速度不變,依據(jù)動(dòng)量定理,計(jì)算得到溜槽框架受到作業(yè)沖擊力約為5 377 N,考慮到瞬時(shí)作業(yè)速度增加,為保證安全運(yùn)行,增加安全系數(shù)1.1,溜槽框架受到最大沖擊力約為5 915 N。

2.3.2 有限元分析

將由角鋼與T型鋼焊接形成框架作為一個(gè)整體,物料沖擊載荷施加于框架上,對(duì)溜槽框架主體所受沖擊力進(jìn)行分析?；赟olidWorks Simulation的應(yīng)力分析結(jié)果可以看出,最大主應(yīng)力28.86 MPa,小于Q235的屈服強(qiáng)度,最大變形為2.62 mm,溜槽結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足使用要求。

2.3.3 螺栓連接強(qiáng)度校核

分析耐磨襯板與模塊化母板螺栓連接強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求[2]。溜槽垂直于水平面布置,螺栓在水平方向除了受預(yù)緊力外,沒(méi)有其他外力影響。螺栓在豎直方向受耐磨襯板重力剪切,現(xiàn)場(chǎng)使用螺栓為4顆M10X50普通螺栓,最大抗剪切力約為13.4 kN,而耐磨襯板重力約220 N,遠(yuǎn)小于螺栓抗剪切力,螺栓連接強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。

3 結(jié)語(yǔ)

改造完成后,設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),更換襯板與清料作業(yè)等所需時(shí)間明顯縮短,達(dá)到了預(yù)期效果。實(shí)踐表明,改造后的溜槽具有兩個(gè)方面優(yōu)點(diǎn):襯板易于從溜槽上取下,便于設(shè)備維修,可縮短設(shè)備維修的時(shí)間;單片母板與襯板組合質(zhì)量輕,單人便可裝卸,從而強(qiáng)化維修工作的安全性。