物料調節器的改進與應用

于超 欒文軒

（煙臺港集團有限公司，山東煙臺 264000）

0 引言

皮帶機作業線作業流程為：卸船機卸料后，皮帶機運輸貨物，途徑每個轉接機房物料調節器轉換，經由堆取料機到達貨場堆存。由于現有的物料調節器采用絲桿的調節方式，調整料流時需要反復調節確定，工人操作起來費時費力，增加工人勞動強度的同時還無法保證卸船的效率。在保持原有作業線主體結構不變的前提下，通過技術上的改造，達到操作簡單，性能穩定，隨時可調的效果。

圖1 絲桿式物料調節器

1 物料調節器現狀

（1）由于目前卸船貨物的種類、粒度、含水量等各有不同，導致貨物散料在采用帶式輸送機運送時，會出現不同的特性，如粒度小、含水量大的鋁礬土礦粉就容易粘結，由于物料粘結出現落料點不同，導致皮帶機跑偏，進而需要經常反復人工調整，此種結構調解不方便，工人操作起來費時費力，在這種特性沖擊下，還會造成物料調節器的調節絲杠出現松動現象。見圖1。

圖2 物料調節器內部絲桿

圖3 渦輪蝸桿式物料調節器

表1 油脂潤滑時的總效率η

表2 螺桿采用稀油潤滑時的總效率η

表3 蝸桿型號最大徑向力和扭矩表

圖4 電液式物料調節器

圖5 電液式物料調節器結構圖

（2）在最初項目設計時，是按鐵礦石、鋁礬土和少量進口煤炭進行設計的，其中物料調節器也是按鐵礦石、鋁礬土和少量進口煤炭的常用手冊參數進行結構和功能設計的，鑒于手冊參數僅為參考試驗參數，與實際所輸送的散料貨物不可避免會存在各種差別，這就會造成實際使用工況與設計工況存在差別，同時物料連續沖擊還會造成絲杠的蠕動、疲勞變形，甚至出現斷裂事故，見圖2。

（3）目前設計的物料調節器采用手輪驅動絲杠的方式改變導流擋板的角度，進而調節料流方向，由于絲杠采用開式脂潤滑，再加之如果處于較干燥粉料的環境中，就容易沾染粉料，久而久之，就會阻塞絲杠螺紋，造成人力旋轉困難，每次調整都需要2-3人操作20-30分鐘左右，如遇到卡死現象時間還更長，耗費大量人力物力，同時影響正常的卸船作業，而且也加大絲杠的負載，縮短使用壽命，綜合成本非常高昂。

圖6 物料調節器調料板結構圖

2 技術改造方案的實施

由于上述分析的結果，物料調節器絲杠通過手輪調整經常出現卡滯的現象，所以為了解決此問題，我們考慮采用蝸輪蝸桿結構，進行如下選型計算：

（1）驅動功率：P=FaV/60 η

式中：P---驅動功率，K W；

Fa---起升力（或拉力），KN；

V---起升速度，m/min；

η---傳遞總效率（見表1，表2）。

（2）驅動扭矩： T=9550×P/n

式中：T---驅動扭矩，N·m；

P---驅動功率，K W；

n---轉速，r/min。

（3）蝸桿軸伸上，由于安裝齒輪、鏈輪所產生的徑向力Fr，其最大許用力與起升力和型號有關。在1/2處所許用的最大徑向力和扭矩，見表3。

選型計算完成后，進行采購、安裝、調試，改造初步完成，見圖3。

在使用初期，該裝置發揮了很好的作用，旋轉輕便，靈活自如，維護也比較方便。但當使用一段時間后，發現還存在一些問題，例如還是會有灰塵或粉料進入絲杠螺紋中，造成卡滯；鎖死不可靠，時間久了就會出現絲杠蠕動，導流擋板傾斜角度變化；最嚴重的是由于受力不均等原因，絲杠同樣出現變形或斷裂現象。

針對此情況，我們根據上述計算結果，對傳動方案進行優化。首先，為了解決絲杠螺紋進灰卡滯問題，同時也鑒于現場客觀存在的環境條件，我們考慮采用能自動除灰的功能；另外，考慮人工驅動力有限和提高調節的速度和效率的問題，我們考慮采用電動或液壓的伸縮驅動裝置；同時，也為提高設備的自動化程度，減輕現場人員的占用和操作勞動強度，我們最終確定采用液壓推桿驅動導流擋板的物料調節器革新方案，見圖4和圖5。

在不改變現有調料板主體結構的情況下，在支撐桿￠76x4mm內部增加￠60x10mm熱軋無縫鋼管，增加支撐桿的強度，并且設計支撐桿兩端固定在料槽外部，并在支撐桿與料槽內壁增加防護安全鏈，見圖6。

3 技術創新性

（1）改造后的物料調節器與之前相比調節料流效果明顯，皮帶跑偏情況明顯減少，基本不存在粘料情況。

（2）人員調整操作簡單輕便、實用靈活，且鎖定可靠，一次調整后，除非物料屬性發生較大變化或皮帶出現跑偏，否則不用二次調整。

（3）防灰效果好，液壓推桿自帶自動除灰密封圈，能有效刮掉粘在推桿軸上的灰塵，且使用壽命長。

（4）推桿支座和調節器外壁結構穩定，有效消除了由于其他結構受力不均造成的支座變形等問題。

4 結語

使用過程中的物料調節器完全適應鐵礦、鋁礬土等多種礦石作業，每次調整在地面點動操作，不需要登高作業操作；原來調整時間20-30分鐘，或者更長時間，到現在的不到1分鐘調整完畢，解決了工人的勞動強度，方便了工人的操作；根據不同物料的安息角不同隨時調整料流落料點角度，內壁粘料明顯減少，解決皮帶因落料點出現的撒料、跑偏問題，保證了皮帶機的平穩運行，完全滿足生產的需要，保證了卸船作業效率的穩定性。