選煤廠淺槽重介分選機(jī)優(yōu)化改造

杜強(qiáng)

（華陽一礦 選煤廠，山西 陽泉 045000）

1 概況

在煤礦前端開采作業(yè)完成后，破碎的煤炭中包含部分雜質(zhì)、碎石等。需采用煤炭專用分選設(shè)備用于分離和篩選，以提取不同精度和質(zhì)量的煤，因此分選機(jī)是選煤廠選煤的關(guān)鍵設(shè)備。華陽一礦選煤廠XZQ1648 型分選機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分選效果好的優(yōu)點(diǎn)，如圖1 所示。但由于分離環(huán)境工況較差，分選機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過載運(yùn)行，導(dǎo)致鏈條在使用中嚴(yán)重磨損、間隙過大，影響正常生產(chǎn)，給企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行帶來諸多不便。因此，本文在分析分選機(jī)結(jié)構(gòu)工作原理的基礎(chǔ)上，以華陽一礦選煤廠XZQ1648 型分選機(jī)為例，著重研究了其使用中存在的問題，并對(duì)分選機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，以提高設(shè)備的可靠性。

圖1 重介淺槽分選機(jī)Fig.1 Heavy medium shallow groove separator

2 分選結(jié)構(gòu)工作原理

XZQ1648 型重介質(zhì)淺槽分選機(jī)利用重介質(zhì)懸浮中的沉浮原理，將不同比重的物料分開。分選機(jī)主要由上升介質(zhì)漏斗、水平介質(zhì)橫槽、頭輪、尾輪、刮板、刮板、鏈條、減速器和電機(jī)等部分組成，如圖2 所示。

圖2 重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)組成Fig.2 Structure composition of heavy medium shallow groove separator

各部件在運(yùn)行期間都會(huì)受到外部或內(nèi)部因素的影響而造成局部結(jié)構(gòu)失效。淺槽分選機(jī)構(gòu)的分選通常以50 mm 粒徑為分界線，劃分不同粒徑原煤至相應(yīng)的懸浮罐中，并與懸浮液一起融合。大約80%的懸浮液混合物經(jīng)水平管形成縱向水平流，約20%的懸浮液經(jīng)底部上升管形成上升流，確保懸浮液的均勻混合和潔凈煤的平穩(wěn)上升。物料上升時(shí)，能夠?qū)⒚芏刃〉拿侯w粒完全分散，達(dá)到雜質(zhì)和潔凈煤的有效分離。此外，為了防止較多雜質(zhì)影響分選效果，可預(yù)先制備介質(zhì)倒進(jìn)罐里。在壓緊閥的作用下，雜質(zhì)被分離到罐底并運(yùn)輸至罐外。

3 分選機(jī)常見故障

華陽一礦選煤廠XZQ1648 型分選機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中，由于煤礦工作環(huán)境惡劣，加之經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間過載運(yùn)行，分選機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障，將這些故障總結(jié)如下。

3.1 鏈條故障

分離原煤時(shí)，潔凈煤以低密度漂浮到懸浮液的上層，而高密度的物質(zhì)和雜質(zhì)呈不規(guī)則狀態(tài)分布在槽底。在此期間，當(dāng)產(chǎn)生一定的沖擊力時(shí)，鏈條會(huì)與雜質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間相互作用，從而造成磨損，致使鏈條磨損加劇，甚至斷裂。增加倒料板和斷鏈保護(hù)裝置可以減少和防止斷鏈的問題，預(yù)防對(duì)分選機(jī)運(yùn)行造成的不良后果，改善生產(chǎn)效率和耐久性。

3.2 齒輪問題

分選機(jī)構(gòu)通過電動(dòng)機(jī)、減速器、三角帶等部件實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)，最大速率約0.8 m/s。電機(jī)采用全電壓直接起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)扭矩會(huì)達(dá)到電機(jī)額定扭矩的2 倍，對(duì)分選機(jī)的所有部件產(chǎn)生巨大沖擊力，容易造成齒輪磨損，甚至打齒。隨著分選煤量的增多，分選機(jī)產(chǎn)能相對(duì)固定，導(dǎo)致分選機(jī)構(gòu)過載，使得三角帶、刮板等部件出現(xiàn)過度磨損或高溫現(xiàn)象，影響分選機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)運(yùn)行。

3.3 滑道問題

滑道是分選機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件，影響鏈條運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。XZQ1648 型分選機(jī)滑道采用14 mm 厚鋼板焊接并固定在槽體上，通過螺栓連接。在鏈條運(yùn)動(dòng)中，滑道是最頻繁摩擦的部位，長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的運(yùn)行會(huì)發(fā)生滑道嚴(yán)重磨損現(xiàn)象，使得鏈條不能按既定軌道運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鏈條故障。

此外，鏈條和滑道長(zhǎng)時(shí)間浸泡在懸浮液中，在嚴(yán)重磨損的情況下，很容易發(fā)生斷鏈。為確保分選機(jī)構(gòu)的正常壽命和工作，須及時(shí)修復(fù)損壞的滑道和鏈條。

4 分選機(jī)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)措施

結(jié)合前述，分析了分選機(jī)構(gòu)運(yùn)行中存在的相關(guān)問題，為確保其結(jié)構(gòu)的高效運(yùn)行，滿足生產(chǎn)要求，對(duì)分選機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。

（1）由于鏈條磨損嚴(yán)重，可將現(xiàn)有鏈條改為套筒滾子鏈，節(jié)距可減小至78 mm，并放置在外鏈板上。增加了更多的耐磨焊點(diǎn)，將頭部和尾部轉(zhuǎn)換成鏈條與節(jié)距匹配的結(jié)構(gòu)尺寸。為了提高鏈條的耐磨性，將鏈條材料換為40Cr 材料。依照銷軸結(jié)構(gòu)，調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸，將其與外鏈板實(shí)現(xiàn)間隙配合，便于在后期拆卸和組裝鏈條，減緩磨損速度，提高鏈條使用壽命。

改進(jìn)后的鏈條結(jié)構(gòu)主要由外鏈板、內(nèi)鏈板、短銷軸等組成，如圖3 所示。

圖3 改進(jìn)后鏈條結(jié)構(gòu)Fig.3 Improved chain structure

（2）針對(duì)滑道問題，在滑道施工過程中，將傳統(tǒng)焊接方式改為鑄造方式，在滑道薄弱部地方增加加強(qiáng)筋；將滑道材料更換為Mn13Cr2 耐磨材料，提高其強(qiáng)度。另外，滑道與鏈條的接觸厚度增加到30 mm，以此提高滑塊的耐磨性。

（3）分選機(jī)運(yùn)作時(shí)，不可避免存在碎石落入托架下方的情況。在滑道上方焊接一個(gè)寬度450 mm 左右的擋料板，改變物料運(yùn)行軌跡，防止物料落入托架。

（4）在分選機(jī)的運(yùn)作中，刮板和底板之間存有一定的間隙，隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的推移，間隙會(huì)越來越大。為解決這一問題，在起弧與爬坡階段焊接耐磨板15～16 mm，減少2 個(gè)零件之間的間隙，降低刮板和底板之間進(jìn)入碎石的概率，提高分選機(jī)的可靠性。

5 結(jié)語

將改進(jìn)后的分選機(jī)在華陽一礦選煤廠進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。在為期6 個(gè)月的試運(yùn)行期間內(nèi)，鏈條磨損明顯減少，鏈條未進(jìn)行維修或更換，斷鏈、跳鏈等狀況也顯著降低，分選效率得到大幅度提升。預(yù)計(jì)各類零部件的壽命提高20%，年節(jié)約維護(hù)費(fèi)用30 余萬元。