閆學(xué)明

河北港口集團港口機械有限公司

1 引言

帶式輸送機是一種散裝物料輸送設(shè)備。由于帶式輸送機系統(tǒng)的任何一個節(jié)點發(fā)生故障都會造成全線停機,因此在生產(chǎn)運行過程中對設(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、分流的重要節(jié)點,對生產(chǎn)效率的影響很大[1]。

在裝卸作業(yè)過程中,經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)接塔溜槽局部或整體堵塞,導(dǎo)致皮帶運行不穩(wěn)定、沿線物料灑漏等問題。轉(zhuǎn)接塔溜槽的內(nèi)部空間狹窄,一旦堵塞疏通會非常困難,且內(nèi)部襯板損壞后更換作業(yè)效率低并具有一定危險性。為解決上述問題,擬對現(xiàn)有溜槽進行改造,實現(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 溜槽改進方案

2.1 溜槽改進總體要求

2.1.1 整體結(jié)構(gòu)要求

根據(jù)現(xiàn)場情況,設(shè)計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,改造位置為皮帶機尾部側(cè)的溜槽壁的垂直部分,不改變物料原來通過方向,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

改進后溜槽應(yīng)具有耐磨抗震、結(jié)構(gòu)強度高、維護成本低、排料暢通、易拆卸等特點,且不會在溜槽內(nèi)增加堵料風(fēng)險,可將密閉空間變?yōu)槌ㄩ_維修空間,能夠降低維修作業(yè)的風(fēng)險等級,便于漏斗內(nèi)部維修作業(yè)的開展及維修物料的運送,可縮短輔助作業(yè)時間和維修作業(yè)時間。

2.1.3 現(xiàn)場安裝要求

在安裝和維修過程中,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;選擇合適的改造點位,便于現(xiàn)場人員改造安裝。

2.2 溜槽模塊化結(jié)構(gòu)

以某公司皮帶機轉(zhuǎn)接塔溜槽為例,設(shè)計了一種實用化模塊化溜槽,其結(jié)構(gòu)見圖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)場巡檢人員發(fā)現(xiàn)某塊襯板出現(xiàn)損壞時,無需維修人員進入溜槽內(nèi)部,只需拆下相應(yīng)母板鎖緊塊,即可拆下?lián)p壞襯板進行更換。

作業(yè)過程中,當(dāng)溜槽出現(xiàn)局部堵塞時,通過溜槽觀察門確定堵塞位置,同樣拆下相應(yīng)母板,無需人員進入溜槽就可以開展清料作業(yè),極大提高了清料作業(yè)的安全性。

2.3 計算與校核

2.3.1 載荷分析

作業(yè)時,皮帶機轉(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)皮帶機實際運行參數(shù),最大運量4 400 t/h,帶速4.4 m/s,物料比重約1.35 kg/m3,物料經(jīng)拋料滾筒進入溜槽,假設(shè)物料運行速度不變,依據(jù)動量定理,計算得到溜槽框架受到作業(yè)沖擊力約為5 377 N,考慮到瞬時作業(yè)速度增加,為保證安全運行,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整體,物料沖擊載荷施加于框架上,對溜槽框架主體所受沖擊力進行分析?；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的屈服強度,最大變形為2.62 mm,溜槽結(jié)構(gòu)滿足使用要求。

2.3.3 螺栓連接強度校核

分析耐磨襯板與模塊化母板螺栓連接強度是否滿足要求[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,螺栓連接強度滿足要求。

3 結(jié)語

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