新型夾皮帶卸船機氣室維修簡介

◎ 張廷軍

（中儲糧（盤錦）物流有限公司，遼寧 盤錦 124000）

中儲糧（盤錦）物流有限公司的兩臺1 000 t·h-1雙夾帶連續散糧卸船機，于2019年6月投入重載運行，使用至今單機卸船量近300 萬t。二號卸船機垂直臂氣室在2021年8月發現損壞，經過多次現場勘查、維修方案論證、審批，最終于2021年10月底完成修復。經多次來船帶糧測試，氣室及皮帶運行效果良好。筆者作為整個維修過程的親歷者和參與者，見證了國內首臺新型夾皮帶卸船機氣室的成功拆卸、維修和測試。

1 設備及氣室結構簡介

該卸船機為比利時維港（VIGAN）與南京港機的合作產品，整機上部結構包括垂直臂、水平臂等結構均由維港設計制造[1]。整機于2017年12月完成總裝上岸，2019年6月開始重載測試。氣室作為垂直臂乃至整機的核心部件，分別由蓋帶氣室和承載帶氣室分段組成，上部兩臺離心風機提供的氣源將物料牢牢地夾在兩條皮帶中間，隨著皮帶的高速運轉，源源不斷地將物料輸送至下游輸送設備[2]，進而進入后方的筒倉儲存，詳見圖1。

圖1 卸船機總圖

整個氣室從上而下依次由氣囊段氣室（Air Bag Section）、上段結構、下段結構、取料頭段氣室等主要部分組成，其他輔助的側密封順延著整個垂直臂氣室分段壓在底帶氣室皮帶上，詳見圖2。氣室內部由底板、支撐筋板、弧形面板等主要結構件焊接而成，各氣室分段通過內孔螺絲連接固定。進氣段氣室分別位于上部的底帶和蓋帶氣室節，連接風道和氣室插板后與風機相連。氣室面板均勻分布φ8、φ6 的進氣孔，底帶面板由單排六小四大氣孔分布組成，而蓋帶面板則由六小兩大氣孔分布組成。此外，蓋帶氣室上部為氣囊與指型密封的組合設計[3]。

圖2 氣室總圖

本次首先發現損壞的位置位于底帶氣室的上、下段連接處。透過側密封的橡膠壓條，可見一段長約2 ～3 cm 的起拱變形，詳見氣室損壞照片圖3。后經整個氣室拆卸解體后，發現損傷范圍較大，底帶氣室的內部面板大部分呈現“波浪形”的凸凹變形，蓋帶氣室的邊緣銜接處也出現磨損變形，詳見現場各部位的損壞照片（圖4、圖5 氣室損壞位置圖）。

圖3 氣室上下接縫處損傷圖

圖4 底帶氣室損傷處圖

圖5 蓋帶氣室損傷處圖

2 維修過程

本次維修主要分為設備的安全加固、氣室拆卸及維修、回裝測試3 個主要步驟。由于目前該類型卸船機氣室的國內成功維修經驗是空白的，可借鑒參考的數據不多，加之其他國家的技術專利保護，整個維修過程比較困難。經過與各方人員多次現場勘查、方案論證，最終成功完成氣室的整體修復，現就主要維修環節總結如下。

2.1 設備的安全加固

由于整機設備的平衡性要求極高，配置了先進的力學控制保護系統，任何大的部件拆卸均會引起結構受力發生變化，進而觸發系統PLC 動作保護而停止相關外部機構動作，因此氣室拆卸前的安全加固顯得極為重要，稍有不慎，極有可能發生設備傾覆的安全事故[4]。結合以往踢擺油缸拆卸經驗，主要對水平臂架和垂直臂進行加固。先將卸船機運行至錨定位置，插入行走錨定板、回轉錨定銷、拉好門架防風系纜，并使垂直臂處于豎直狀態，然后利用5 t 手拉葫蘆+5 t以上吊帶，在水平臂前、后左右兩側，將水平臂與垂直臂上鉸點、水平臂與配重支架上鉸點連接，各處葫蘆拉緊（如圖6 所示，葫蘆鏈條張緊即可，不需拉過緊），后將俯仰、踢擺油缸的進、出油管閥門全部關閉，同時密切注意設備參數變化。在水平臂頭部與取料頭后部左右區域，分別引下2 根φ30 的鋼絲繩，臂架固定綁扎區域做好防割傷墊護。地面左右區域各放3 個3 t 的配重砝碼，并與上部垂下的鋼絲繩通過10 t 倒鏈各自連接固定拉緊（如圖7 所示）。同時，臂架前端左右兩側各固定一個輔助維修用的電動吊籃，便于氣室和附件的拆除。

圖6 加固位置圖

圖7 加固砝碼圖

2.2 氣室的拆卸和維修

2.2.1 附件拆除

①先將承載帶、覆蓋帶斷開、拆下，做好皮帶回收及防護，以便回裝時再次使用。②需拆除氣室護板、側密封蓋板、側密封、垂直臂前后側的配重等附件。③將垂直臂中間連接法蘭處的液壓油管、取料頭與垂直臂連接的液壓油管斷開。斷開前，最近的油管閥門全部關閉。同時拆除臂架下部電纜，做好標簽，便于后期回裝。

2.2.2 氣室的拆除

垂直臂在中部連接法蘭處斷開前，3 臺吊車就位。一臺100 t 汽車吊鉤頭就位到臂架尾部的配重橫梁處，另外兩臺50 t 汽車吊，一臺吊車鉤頭與垂直臂前部兩個吊耳相連、另一臺汽車吊利用鋼絲繩捆吊垂直臂后部（如圖8 所示）。松開垂壁中間法蘭的連接螺栓，兩臺吊車相互配合，緩慢起吊，將垂直臂下段平放在碼頭地面的墊木上；該段垂直臂自重按10 t 考慮；汽車吊起吊重量不小于10 t。緊接著利用吊車在碼頭地面抽取上、下段氣室，保持尾部吊車吊緊狀態不動。垂直臂氣室全部抽出后，立刻回裝下部垂直臂的鋼結構，以便保持整機的穩定平衡（圖9 所示）。維修期間加固的鋼絲繩與地面配重保持拉緊狀態。

圖8 氣室分段拆除圖

圖9 臂架鋼結構回裝圖

2.2.3 氣室的維修

氣室的完好和及時有效的檢修，對于皮帶正常運行起到非常重要的作用，主要體現在以下幾方面。

（1）影響氣室的密封性。氣室存在損傷，易引起漏氣，造成氣壓不足，進而出現皮帶能耗電流增大，增加皮帶磨損。該類型卸船機在靠近取料頭氣室段分別安裝蓋帶、底帶氣室壓力傳感器，信號遠傳至司機室觸摸屏（CCR PANEL）。其正常壓力范圍為1 000 ～2 000 Pa。氣室風機送風路線從上至下依次為消音器、風機、插板、風道和氣室。正常運行時，根據屏幕顯示的壓力數值，及時檢查上述氣源線路，使氣壓數值處于綠色顯示范圍內。一般調整時，蓋帶氣室壓力要高出底帶氣室壓力約200 ～300 Pa，當壓力值超出上述范圍，數值顯示的顏色隨之由綠變紅，以提示司機和巡檢人員注意。當出現壓力報警時，要先從垂壁上部側密封平臺處檢查該位置風量大小；再檢查風機消音器處的進氣格柵有無臟污。盤錦港中儲糧泊位地處環渤海遼東灣區域，春秋兩季多發大霧天氣，加之糧食粉塵，在格柵處極易形成“塵膜”，從而影響氣室進氣量。該卸船機已多次經歷上述塵膜現象。上述點位簡易排查后，若氣壓仍不能滿足使用要求，懷疑氣室內部漏氣造成，此時應及時對氣室進行拆修。

（2）造成皮帶的磨損。氣室存在損傷后，尤其是氣室分段搭接的邊緣處，氣膜壓力低于中心區域，運行的皮帶與凸起的氣室邊緣極易發生摩擦干涉，造成皮帶過早磨損。另外該凸起處，極易卡滯糧食中的異物，從而增加劃傷皮帶及損壞氣室的風險。日常管理中，需要相關業務部門重點提醒裝船客戶注意控制糧食的質量，以降低設備損壞的風險。自投產使用至今，因船中糧食異物造成取料頭葉片、底座、襯板、液壓馬達卡死故障多達50 次以上。

本次氣室維修期間，采取維修車間搭設維修平臺，對蓋帶和底帶氣室進行分段解體檢修。底帶氣室的損壞區域主要集中在氣室分段的搭接處，存在擠壓變形、翹邊、張口、高低差等損壞現象，蓋帶氣室相對損傷較輕，主要是搭接處的翹邊現象。針對以上損壞部位，主要采取“分段替換”法，即將損壞區域的氣室弧板整體切下，車間重新加工制作，焊接打磨找平。對于部分區域的彎曲筋板，割除重置，詳見圖10、圖11。維修的關鍵在于保證整個氣室接縫處以及首尾末端無尖銳棱角，過度圓滑。此外，對于氣室背側的皮帶返程板、支撐板也要加強檢查，其厚度低于0.5 mm 時要及時更換[5]。

圖10 氣室面板修復圖

圖11 氣室局部修復圖

3 氣室回裝測試

氣室完成維修后，采用倒運車輛將氣室分段運抵碼頭現場進行最后組裝。與拆卸過程相反，其回裝測試主要分為氣室分段與鋼結構的現場組裝、回裝主體結構、皮帶及附件回裝、整機測試等4 個主要環節。

設備加固措施確認無誤后，各點位汽車吊就位，再次拆卸下部鋼結構至地面。采用“插入法”將四大段氣室逐一插入內部支撐結構進行連接固定，進而起吊回裝至主體結構，詳見圖12。期間密切注意司機室顯示屏的相關力值變化情況，及時調整汽車吊拉力狀態。主體回裝完畢后，接下來需進行皮帶的牽引導入及硫化，再進行側密封等附件的安裝、氣室間隙的調整。本次維修采用“重錘鉛絲法”檢查調整氣室間隙，詳見圖13，整根鉛絲與氣室中線的直線度控制在5 mm以內為宜。啟動試運行時，根據皮帶電流大小，可微調氣室間隙，同時新修復的氣室和皮帶需要兩至三條船的作業磨合期，期間注意相關電流、氣室壓力等主要參數的變化，及時作出相應的檢查調整。

圖12 氣室回裝圖

圖13 用于間隙調整的鉛絲圖

4 結語

本次維修受到疫情防控、碼頭外輪作業不斷、雨季施工等客觀原因影響較大，維修人員克服諸多不利因素歷時近40 d 成功完成氣室修復。期間還充分利用臂架皮帶去除的寶貴空檔期，完成臂架軟連接內部擋料板、尾部密封刷等平時維修受限的維保工作，讓整個設備在大修期間進行一個全面的檢查保養。本次氣室維修既是一個成功經驗的積累，也是一個探索學習的過程，同時也為后續相關機型的檢修提供了一個很好的借鑒和參考。