選煤廠淺槽重介分選機優(yōu)化改造

杜強

（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、碎石等。需采用煤炭專用分選設備用于分離和篩選，以提取不同精度和質量的煤，因此分選機是選煤廠選煤的關鍵設備。華陽一礦選煤廠XZQ1648 型分選機具有結構簡單、分選效果好的優(yōu)點，如圖1 所示。但由于分離環(huán)境工況較差，分選機長時間過載運行，導致鏈條在使用中嚴重磨損、間隙過大，影響正常生產，給企業(yè)生產運行帶來諸多不便。因此，本文在分析分選機結構工作原理的基礎上，以華陽一礦選煤廠XZQ1648 型分選機為例，著重研究了其使用中存在的問題，并對分選機結構進行設計改進，以提高設備的可靠性。

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

2 分選結構工作原理

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

圖2 重介淺槽分選機結構組成Fig.2 Structure composition of heavy medium shallow groove separator

各部件在運行期間都會受到外部或內部因素的影響而造成局部結構失效。淺槽分選機構的分選通常以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%的懸浮液混合物經水平管形成縱向水平流，約20%的懸浮液經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，能夠將密度小的煤顆粒完全分散，達到雜質和潔凈煤的有效分離。此外，為了防止較多雜質影響分選效果，可預先制備介質倒進罐里。在壓緊閥的作用下，雜質被分離到罐底并運輸至罐外。

3 分選機常見故障

華陽一礦選煤廠XZQ1648 型分選機在實際應用中，由于煤礦工作環(huán)境惡劣，加之經常長時間過載運行，分選機經常會出現(xiàn)各種故障，將這些故障總結如下。

3.1 鏈條故障

分離原煤時，潔凈煤以低密度漂浮到懸浮液的上層，而高密度的物質和雜質呈不規(guī)則狀態(tài)分布在槽底。在此期間，當產生一定的沖擊力時，鏈條會與雜質長時間相互作用，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裝置可以減少和防止斷鏈的問題，預防對分選機運行造成的不良后果，改善生產效率和耐久性。

3.2 齒輪問題

分選機構通過電動機、減速器、三角帶等部件實現(xiàn)運轉，最大速率約0.8 m/s。電機采用全電壓直接起動，起動時的瞬時扭矩會達到電機額定扭矩的2 倍，對分選機的所有部件產生巨大沖擊力，容易造成齒輪磨損，甚至打齒。隨著分選煤量的增多，分選機產能相對固定，導致分選機構過載，使得三角帶、刮板等部件出現(xiàn)過度磨損或高溫現(xiàn)象，影響分選機構的生產運行。

3.3 滑道問題

滑道是分選機構的關鍵部件，影響鏈條運動的平穩(wěn)性。XZQ1648 型分選機滑道采用14 mm 厚鋼板焊接并固定在槽體上，通過螺栓連接。在鏈條運動中，滑道是最頻繁摩擦的部位，長時間高強度的運行會發(fā)生滑道嚴重磨損現(xiàn)象，使得鏈條不能按既定軌道運行，嚴重時會導致鏈條故障。

此外，鏈條和滑道長時間浸泡在懸浮液中，在嚴重磨損的情況下，很容易發(fā)生斷鏈。為確保分選機構的正常壽命和工作，須及時修復損壞的滑道和鏈條。

4 分選機構優(yōu)化改進措施

結合前述，分析了分選機構運行中存在的相關問題，為確保其結構的高效運行，滿足生產要求，對分選機構進行了優(yōu)化和改進。

（1）由于鏈條磨損嚴重，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，將頭部和尾部轉換成鏈條與節(jié)距匹配的結構尺寸。為了提高鏈條的耐磨性，將鏈條材料換為40Cr 材料。依照銷軸結構，調整結構尺寸，將其與外鏈板實現(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。

改進后的鏈條結構主要由外鏈板、內鏈板、短銷軸等組成，如圖3 所示。

圖3 改進后鏈條結構Fig.3 Improved chain structure

（2）針對滑道問題，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筋；將滑道材料更換為Mn13Cr2 耐磨材料，提高其強度。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）分選機運作時，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寬度450 mm 左右的擋料板，改變物料運行軌跡，防止物料落入托架。

（4）在分選機的運作中，刮板和底板之間存有一定的間隙，隨著設備運行時間的推移，間隙會越來越大。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 個零件之間的間隙，降低刮板和底板之間進入碎石的概率，提高分選機的可靠性。

5 結語

將改進后的分選機在華陽一礦選煤廠進行實踐應用。在為期6 個月的試運行期間內，鏈條磨損明顯減少，鏈條未進行維修或更換，斷鏈、跳鏈等狀況也顯著降低，分選效率得到大幅度提升。預計各類零部件的壽命提高20%，年節(jié)約維護費用30 余萬元。