紫金山金銅礦金礦第三選礦廠運輸車間1號輸送帶頭部條篩的優化設計

盧夏明

摘 要：文章介紹了條篩損耗形成原因，分析影響條篩更換的因素，提出降低成本和減輕工人勞動強度的優化設計。

關鍵詞：條篩；成本；勞動強度；安全；優化設計

中圖分類號：TD85411 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）24-0009-02

紫金山金銅礦第三選礦廠運輸車間的1號輸送帶頭部條篩，在更換時需用50 t汽車吊車，5個機修工人，一天也就只能更換四條左右，勞動強度大，工作效率低，條篩起重高度達22 m，底下有雙層振動篩、分級機等設備也在檢修，存在交叉作業，吊裝時影響到其他設備的正常檢修工作，安全性差。條篩只能過礦90萬噸，更換頻繁，而條篩是運輸車間的咽喉，一旦停下檢修，整個車間就停止運礦，直接影響生產，因此，對條篩的優化設計，延長使用壽命，降低成本，減輕工人勞動強度，提高檢修安全性，就顯得尤為重要。

1 條篩概況

1.1 條篩形狀

條篩形狀，如圖1所示。

1.2 條篩重量

1.8 t/條。

1.3 條篩位置

處在1#輸送帶頭部和雙層振動篩之間，與水平成45 °夾角。

1.4 條篩作用

1#輸送帶運出來的礦石經過條篩篩分，篩上粗礦石進入粗礦倉，篩下較細礦石進入雙層振動篩，然后進入粉礦倉。

2 條篩更換步驟

①卸掉四方頭固定螺栓。

②用50 t汽車吊整根吊到—22 m地面。

③用50 t汽車吊吊裝新條篩就位固定。

3 條篩損耗成因分析

3.1 損耗形成

紫金山金銅礦第三選礦廠運輸車間的1#輸送帶運送的是含金固體廢棄物，不破碎洗礦入堆的原礦石，因而礦石里面夾雜大量的粒度小于0.8 m的大塊石，這些大塊石在高度距離條篩約2.5 m，加上2 m/s帶速勢能，直接沖擊條篩，造成條篩快速磨損，損耗截面積140 cm3。如圖2所示。

3.2 條篩快速磨損位置

快速磨損位置即主要受礦位置在距離條篩頭部800～

2 300 mm之間（長度1 500 mm），其它部位因與礦石大部分時間是滑動摩察，實際磨損速度是它的1/2。

4 優化設計思路

4.1 材料利用最大化，成本最小化

由于條篩磨損主要在距離頭部800～2 300 mm之間（長度

1 500 mm），其它部位實際磨損速度是它的1/2，因此，條篩做鑲嵌襯板形式處理，平時只更換襯板，不動骨架。

4.2 更換簡單化

由于50 t汽車吊要承接整個金銅礦的起吊任務，工作繁忙，吊裝條篩時經常與其他選廠的吊裝相沖突，因此，更換條篩應取消50 t大吊車，采用1 t手拉葫蘆即可。

4.3 勞動強度最小化

由于條篩需整根吊離更換，重量達1.8 t，工人在拆除和新條篩就位時，勞動強度大，并且，條篩更換都安排在車間設備檢修期間，檢修人員相對較緊，因此，更換條篩應只更換被磨損部件，無需整條更換，以減輕工人勞動強度為原則。

4.4 更換時間最短化

檢修時間應盡量短，這樣生產連續性強，運輸礦量多，完成計劃任務較有保障。

4.5 檢修安全化

吊裝材料越輕越安全。

因此優化設計的條篩應是鑲嵌襯板式，平時檢修只更換襯板。

5 新條篩大樣圖

新條篩大樣圖，如圖3所示。

6 新條篩的更換步驟

①卸掉固定襯板的四方頭螺栓

②用榔頭敲擊襯板兩側底部，使襯板松動，然后取出。

③或用氣割從襯板中間已磨損部位割開，分成兩片，然后取出。

④新襯板采用人工抬到1#輸送帶頭部，然后利用1 t手拉葫蘆通過吊耳安裝在條篩骨架上，加上四方頭螺栓旋緊即可。

7 新條篩的強度計算

新條篩強度計算圖，如圖4所示。

新條篩結構為簡支梁，如圖A點強度能否滿足要求是關鍵。

根據工藝流程，條篩主要承受下拋物料沖擊載荷。

已知：最大物料塊體≤800 mm×800 mm×800 mm

比重：2.3 t/m3 G=1 177.6 kg

皮帶下拋物料線速度為2m/s

物料下降高度為h=2.5 m

故：條篩相當于承受G=1 177.6 kg物料從3.5米高處自由落下所產生的沖擊載荷

在G作用下跨中A點的彎矩：

Mj=G×l/4=1 177.6 kg×3.6 m /4=1 059.84 kg.m

A點最大正應力計算：

Δj=G/（120×220）=0.08 712

動載系數：

Kd=28.364

A點最大正應力：

δj=1.059

A點最大沖擊應力：

Δd=Kd×δj=30.0 375 kg.f/mm2

查GB1591-79 16 Mn強度級別≥35 kg.f/mm2。

因為Δd<35 kg.f/mm2

所以新條篩結構能滿足強度要求。

8 新舊條篩每年消耗費用對比（按處理原礦石1200

萬t/a計算）

都按過礦90萬t更換周期，年更換13次計算，舊條篩每次檢修更換兩條，年更換26條；新條篩每次檢修更換快速磨損部位的襯板6塊，年更換78塊，其它部位年更換56塊，共134塊（襯板平均110 kg/塊）。見表1。

上表說明，產生直接經濟效益達25萬元，縮短了檢修時間，提高了設備運轉率。

9 結 語

條篩優化設計后年節約25萬元，效益顯著。條篩適用范圍廣泛，如能在紫金礦業集團公司各下屬企業得到普遍應用，那將顯示出巨大效益。但此優化只是在設計階段，并未在生產中應用，還需在實踐中總結、補充完善，進行再優化，以便達到實際的理想效果。

參考文獻：

[1] 李瑞祥.紫金山金礦露天采場開拓運輸系統優化及改進[J].黃金，

2005，26（7）：24，25-26.