大型管狀皮帶機(jī)糾偏保護(hù)裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)

葉江平

秦皇島港股份有限公司雜貨港務(wù)分公司

?

大型管狀皮帶機(jī)糾偏保護(hù)裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)

葉江平

秦皇島港股份有限公司雜貨港務(wù)分公司

針對(duì)大型管狀皮帶機(jī)跑偏翻轉(zhuǎn)問(wèn)題，結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分析了其跑偏的原因，提出了多種控制管狀皮帶跑偏的有效措施，提高了皮帶機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障裝車(chē)系統(tǒng)的順利進(jìn)行，延長(zhǎng)了皮帶使用壽命。

管狀皮帶機(jī)； 翻轉(zhuǎn)疊加； 糾偏處理； 保護(hù)裝置

1 引言

某設(shè)備整體已運(yùn)行十余年，處于老化期、故障高發(fā)期。裝車(chē)線(xiàn)為單線(xiàn)作業(yè)，線(xiàn)上任何一環(huán)節(jié)設(shè)備出現(xiàn)故障都將造成停產(chǎn)。BG2管狀皮帶機(jī)屬于裝車(chē)線(xiàn)的皮帶機(jī)之一，單程共計(jì)2.15 km，皮帶長(zhǎng)度為4 300 m，屬于大型管狀皮帶機(jī)，位于4號(hào)轉(zhuǎn)接塔和5號(hào)轉(zhuǎn)接塔之間。近年來(lái)BG2管狀皮帶機(jī)運(yùn)行不太穩(wěn)定，有時(shí)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)情況，主要集中在4號(hào)轉(zhuǎn)接塔附近回程段及5號(hào)轉(zhuǎn)接塔承載展開(kāi)口段。

2 故障原因分析

(1)BG2皮帶機(jī)沿線(xiàn)太長(zhǎng)，多處存在拐彎、上坡、下坡地段，易造成管狀皮帶扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

(2)皮帶過(guò)長(zhǎng)，不能整體進(jìn)行更換。現(xiàn)有運(yùn)行皮帶由于多次更換、跨越時(shí)間較長(zhǎng)、接頭多、且皮帶

孫遠(yuǎn)韜: 200000，上海市嘉定區(qū)曹安公路4800號(hào)

生產(chǎn)廠家不同等造成各段皮帶韌性、張緊力等重要參數(shù)不一致，易造成階段性的扭轉(zhuǎn)。

(3)皮帶機(jī)運(yùn)行速度較快(3 m/s)，兩側(cè)展開(kāi)口較短，運(yùn)行過(guò)程中皮帶翻轉(zhuǎn)跳出則直接卷入滾筒，調(diào)整維修時(shí)間較長(zhǎng)。

(4)皮帶機(jī)運(yùn)行10年以上，皮帶機(jī)機(jī)架、托輥架、滾筒等安裝精度出現(xiàn)變化。

故障處理過(guò)程需投入大量人力，利用手拉葫蘆進(jìn)行翻轉(zhuǎn)處理，工期3天左右，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)皮帶損傷嚴(yán)重，縮短了皮帶使用壽命。

3 皮帶糾偏、優(yōu)化保護(hù)裝置方案

為了保障裝車(chē)系統(tǒng)順利進(jìn)行，提高BG2皮帶機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察研究及理論受力計(jì)算分析，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)：

(1)添加皮帶糾偏裝置，防止皮帶繼續(xù)跑偏翻轉(zhuǎn)進(jìn)入滾筒。

(2)全新設(shè)計(jì)制作管狀皮帶機(jī)跑偏限位結(jié)構(gòu)裝置，當(dāng)皮帶跑偏達(dá)到一定程度時(shí)及時(shí)反饋停止流程，進(jìn)行處理。

(3)優(yōu)化裝車(chē)系統(tǒng)控制流程，BG2皮帶機(jī)運(yùn)行速度反饋不穩(wěn)定時(shí)及時(shí)停止流程，查看故障。

(4)控制BG2管狀皮帶機(jī)物料的均勻性及連續(xù)性，如：改進(jìn)分料器結(jié)構(gòu)；管狀皮帶機(jī)之前的落料口加裝料斗設(shè)計(jì)，改造下料口，使其下料量可調(diào)。

4 方案實(shí)施過(guò)程

4.1 添加糾偏裝置

4.1.1 4號(hào)轉(zhuǎn)接塔回程展開(kāi)段

經(jīng)多次調(diào)整試驗(yàn)，在回程段的合理位置(下方必須有托輥支撐，形成合力)連續(xù)添加3組反壓托輥，使之能夠有效地抑制4號(hào)管狀皮帶回程段跑偏跳出疊加進(jìn)入滾筒(見(jiàn)圖1)。

注：圖中標(biāo)注的托輥架為新添的調(diào)偏反壓托輥

4.1.2 5號(hào)轉(zhuǎn)接塔展開(kāi)口段

翻轉(zhuǎn)調(diào)整過(guò)程中，5號(hào)轉(zhuǎn)接塔展開(kāi)段大多數(shù)翻轉(zhuǎn)都是因?yàn)槲锪峡斓秸归_(kāi)口時(shí)皮帶張緊力反差比較大，皮帶從左側(cè)皮帶跳出疊加。為此，在展開(kāi)口前合理位置右側(cè)添加撐開(kāi)炮彈托，給其一個(gè)反作用力，防止皮帶跳出；在入滾筒前，添加反壓炮彈托，防止皮帶疊加(見(jiàn)圖2)。

圖2 5號(hào)轉(zhuǎn)接塔展開(kāi)口段改造

4.2 改進(jìn)皮帶跑偏限位結(jié)構(gòu)

管狀皮帶機(jī)運(yùn)行中跑偏開(kāi)關(guān)位置難以選擇。跑偏開(kāi)關(guān)安裝位置與皮帶過(guò)近，當(dāng)皮帶有輕微跑偏就會(huì)觸動(dòng)跑偏棒，使跑偏開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，造成不必要的停機(jī)；跑偏開(kāi)關(guān)安裝位置與皮帶機(jī)過(guò)遠(yuǎn)，當(dāng)皮帶出現(xiàn)較嚴(yán)重跑偏時(shí)，皮帶在展開(kāi)口處瞬間彈出展開(kāi)口，輸送帶碰觸不到跑偏開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致皮帶嚴(yán)重翻轉(zhuǎn)，必須動(dòng)用大量人力與時(shí)間才能恢復(fù)正常。在皮帶跑偏嚴(yán)重時(shí)，由于皮帶的老化程度不同，每次皮帶翻轉(zhuǎn)的軌跡都不同，因此常規(guī)的跑偏開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)很難確定合理的安裝位置。

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，將4號(hào)轉(zhuǎn)接塔回程段跑偏開(kāi)關(guān)添加到轉(zhuǎn)接塔內(nèi)入滾筒前3 m左右處，能夠起到有效作用；5號(hào)轉(zhuǎn)接塔展開(kāi)段采用普通跑偏結(jié)構(gòu)形式,無(wú)論安裝在展開(kāi)段任何地方均無(wú)法取得相應(yīng)的效果(見(jiàn)圖3)，因此決定改變其結(jié)構(gòu)形式。

1.管狀皮帶展開(kāi)段 2.跑偏棒(皮帶跑偏時(shí)碰觸跑偏棒，信號(hào)反饋流停止) 3.跑偏限位開(kāi)關(guān) 4.皮帶上部橫梁 5.固定架

新的防跑偏裝置(見(jiàn)圖4)利用了原有的炮彈輥裝置。在原鋼結(jié)構(gòu)上加裝了橫梁和支座，增加了一組炮彈輥，將固定的炮彈輥改為以一個(gè)支點(diǎn)為定點(diǎn)的自由擺動(dòng)裝置。皮帶正常運(yùn)行時(shí)炮彈輥隨皮帶運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)皮帶跑偏扭轉(zhuǎn)時(shí)，炮彈輥可以隨皮帶邊緣的扭轉(zhuǎn)升降而擺動(dòng)。由于防跑偏的炮彈輥安裝位置較其他的高出5 cm，所以當(dāng)皮帶跑偏到馬上扭轉(zhuǎn)時(shí)它最先從皮帶跑出來(lái)，變成垂直狀態(tài)，這時(shí)候上部的檢測(cè)開(kāi)關(guān)脫開(kāi)，皮帶出現(xiàn)跑偏故障停止運(yùn)行。

1.管狀皮帶展開(kāi)段 2.炮彈托 3.炮彈托底座 4.圓柱銷(xiāo)(實(shí)現(xiàn)炮彈托底座任意角度旋轉(zhuǎn)) 5.限位擋板 6-7.串聯(lián)限位(任意限位燈不亮?xí)r流程停止)

改造后，將原有跑偏開(kāi)關(guān)去除，僅保留原信號(hào)線(xiàn)路，將2個(gè)型號(hào)為圖爾克Ni15-M30-AP6X的接近開(kāi)關(guān)與原跑偏信號(hào)線(xiàn)路連接后，安裝在防翻轉(zhuǎn)炮彈托輥的附近，并將接近開(kāi)關(guān)等限位擋板與防翻轉(zhuǎn)炮彈托輥焊接在一起。皮帶機(jī)正常運(yùn)行時(shí),接近開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，PLC得到反饋信號(hào)，保持皮帶機(jī)正常運(yùn)行；當(dāng)BG-2皮帶機(jī)將要出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)故障時(shí)，皮帶機(jī)首先彈開(kāi)防翻轉(zhuǎn)炮彈托輥，使限位擋板無(wú)法晃到接近開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)變成打開(kāi)狀態(tài)，無(wú)法向PLC發(fā)出反饋信號(hào)，此時(shí)PLC發(fā)出故障信號(hào)，使皮帶機(jī)停止運(yùn)行，防止皮帶機(jī)的進(jìn)一步翻轉(zhuǎn)。

同時(shí)兩側(cè)跑偏線(xiàn)路串聯(lián)在一起，只要出現(xiàn)一側(cè)限位擋板晃不著接近開(kāi)關(guān)，反饋信號(hào)都無(wú)法發(fā)出。改進(jìn)后，運(yùn)行效果很好，在管帶機(jī)嚴(yán)重跑偏時(shí)，都能及時(shí)地報(bào)故障停機(jī)，避免發(fā)生更嚴(yán)重的故障。

4.3 優(yōu)化裝車(chē)系統(tǒng)流程

BG-2皮帶機(jī)由赫格隆液壓站進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)不停機(jī)的故障報(bào)警時(shí)，BG-2皮帶機(jī)不會(huì)停止運(yùn)行，但其運(yùn)行速度會(huì)降低，而此時(shí)BG-2皮帶機(jī)后面的BQJ皮帶機(jī)、BQ皮帶機(jī)、取料機(jī)仍然處于正常運(yùn)行狀態(tài)，物料按原有流量進(jìn)入BG-2皮帶機(jī)中，造成BG-2皮帶機(jī)的部分位置物料過(guò)多；在BG-2皮帶機(jī)的故障報(bào)警恢復(fù)后，BG-2皮帶機(jī)以正常速度接收物料，此時(shí)BG-2皮帶機(jī)出現(xiàn)物料分布極為不均勻的現(xiàn)象。BG-2皮帶機(jī)存儲(chǔ)物料過(guò)多的部分在運(yùn)行中容易出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為了防止出現(xiàn)此類(lèi)情況，編寫(xiě)控制程序，當(dāng)BG-2皮帶機(jī)的運(yùn)行速度在非正常情況下下降到設(shè)定值以下一段時(shí)間后，停止BG-2皮帶機(jī)后面的BQJ皮帶機(jī)、BQ皮帶機(jī)、取料機(jī)，防止BG-2皮帶機(jī)翻轉(zhuǎn)。

4.4 改進(jìn)落料口及分料器結(jié)構(gòu)

要求取料機(jī)司機(jī)盡量控制取料的均勻性，同時(shí)調(diào)整裝車(chē)線(xiàn)各皮帶機(jī)分料器與皮帶機(jī)之間的間隙，調(diào)整物料的均勻性，嚴(yán)格控制BG2皮帶機(jī)與分料器的間隙。為避免出現(xiàn)分料器刮蹭皮帶，分料器的下端改為厚狀膠皮，即使皮帶跑偏與分料器接觸也為軟接觸，不會(huì)損傷皮帶。為了保障分料器的分料效果，厚狀膠皮不宜過(guò)寬，以免影響分料器的剛度。

根據(jù)BG2皮帶機(jī)的運(yùn)行速度適度調(diào)整溜筒落料口大小，使物料均勻通過(guò)，局部輸送料量較大時(shí)能夠起到緩沖的作用，避免因大料頭的出現(xiàn)而引發(fā)漲管現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)后，4號(hào)轉(zhuǎn)接塔回程段再無(wú)出現(xiàn)皮帶翻轉(zhuǎn)而影響生產(chǎn)作業(yè)的情況，5號(hào)轉(zhuǎn)接塔展開(kāi)段由于設(shè)計(jì)安裝了新型跑偏結(jié)構(gòu)，皮帶輕微跑偏時(shí)能夠及時(shí)反饋，進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，無(wú)嚴(yán)重翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，大大提高了裝車(chē)過(guò)程中BG2皮帶機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障裝車(chē)系統(tǒng)的順利進(jìn)行，同時(shí)減少了皮帶損傷，延長(zhǎng)了皮帶使用壽命。

葉江平： 066000，河北秦皇島海港區(qū)建設(shè)大街東段9號(hào)

收稿日期： 2016-08-25

DOI： 10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.002

The Optimal Design of the Correct Protection Device of Large Tubular Belt Conveyor

Ye Jiangping

General Cargo Branch of Qinhuangdao Port Co. Ltd.

According to the problem of the belt deviation and turnovers of large tubular belt conveyor, combining the actual situation of the operation site, various reasons of the belt deviation are analyzed, a variety of effective measures to control the tubular belt deviation is proposed and the stability of belt conveyor is increased. The device ensures the smooth running of the load system and the belt service life is prolonged.

tubular belt conveyor; filp superposition; correction; protection device

2016-07-12

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.001