刮板輸送機導向裝置改造與應用研究

李曉晉

（山西汾西礦業集團中興煤業， 山西 交城 030500）

引言

刮板輸送機憑借其各項優勢在采煤領域得到了廣泛應用，但由于運行環境惡劣或原結構缺陷等原因，刮板輸送機運行時容易出現一些故障，對生產造成不同程度的影響。這些故障的產生大多與導向裝置有關，因此對刮板輸送機導向裝置進行改造具有重要意義。

1 某礦刮板輸送機基本情況介紹

某礦噴煤系統安裝了兩套制粉裝置，每日可生產960 t 左右的煤粉，生產的煤粉由刮板輸送機運輸，到達煤粉倉后通過噴吹罐與噴煤主管進入高爐。其中，刮板輸送機采用的是RMS-SF40 型埋式刮板輸送機，其正常情況下的運行速度為0.25 m/s，可輸送60～70 t/h 的煤粉，是制粉系統中的主要設備，在實際生產中承擔對煤粉進行均勻分布的任務。然而，因刮板輸送機實際運行時會受到一系列復雜工況的影響，如煤粉沖刷和高溫負壓，使得輸送機劣化速度很快，容易發生故障。一旦輸送機發生故障，將對整個噴煤系統正常運行造成很大影響。因此，需要在掌握輸送機具體運行狀況的基礎上，圍繞輸送機自身及運行存在的問題進行必要的改造[1]。

2 刮板輸送機工作原理與優缺點

2.1 工作原理

采用敞開形式的溜槽為物料提供可靠承受件，然后在鏈條處對刮板進行固定，以此形成完整的刮板鏈，將其作為牽引的主要構件。在機頭傳動部分運行后，先使機頭軸處鏈輪進行旋轉，再使刮板鏈開始循環運行，以此促使物料在溜槽上移動，直到機頭的端部進行卸載。輸送機的刮板鏈從鏈輪上繞過進行無級閉合循環運行，實現對物料的指定輸送。

2.2 優缺點

2.2.1 優點

刮板輸送機主要具有以下幾方面優點：結構堅固，可經受由傳輸物料造成的沖撞與砸壓等外力作用；與采煤工作面之間可良好適應，包括底板不平整與彎曲推移等，同時可以承受不同方向上發生的彎曲；機身高度小，安裝相對便利；支持反向運行，這對底鏈故障檢查和處理較為方便；可用于采煤機運行，為采煤機運行提供安全可靠的軌道；可作為液壓支架支點；結構相對簡單，有效輸送長度上的任意位置均可進料或卸料；機殼采用密閉結構，能防止物料輸送過程中飛揚造成的環境污染；若輸送機的尾部未設機殼，則可將刮板直接插入料堆當中，以此使取料輸送實現自動[2]。

2.2.2 缺點

刮板輸送機也存在一些缺點，如空載條件下的功率消耗相對較大，一般可以達到總功率的30%；不適合長距離輸送使用；一旦調整不當將有可能造成掉鏈或跳鏈；需消耗大量鋼材，與其他輸送機械相比成本較大。

3 刮板輸送機存在問題與成因

現場使用中，經檢查發現，刮板輸送機經常產生導軌塌陷和刮板斷裂問題，通過故障處理時的結構分析與工藝研究，找出導致以上問題發生的主要原因為導向結構缺陷。噴煤系統所用RMS-SF40 型埋式刮板輸送機的導向結構都是導軌式，其長度為1 200 mm，這種導向形式主要有以下缺陷：其一，刮板從導軌上通過時有較大的接觸面積，使兩者接觸時間相對較長，極易產生磨損，使刮板使用周期往往不超過12 個月，一般每4 個月就需要更換一次導軌。其二，刮板經過長時間運轉會由于長度拉大而松動，通常每3 d 需要進行一次調整，如果調整不及時，將導致刮板和導軌之間產生卡阻，進而引起導軌塌陷，嚴重時將導致刮板變形，增大檢查和維修的工作難度，延長恢復正常所需要的時間，對正常生產造成很大的影響。其三，設備故障頻繁發生，在檢查與維修過程中都有很大安全風險。噴煤系統所用刮板輸送機主要對煤粉進行輸送，煤粉具有易燃易爆的特點，而在檢查與維修過程中難免會用到氣焊或點焊，如果現場煤粉有殘留，將有可能造成燃爆事故[3]。

4 導向裝置改造方案

為了從根本上解決該噴煤系統刮板輸送機存在的導軌容易塌陷和刮板容易斷裂的問題，需充分考慮以下兩個方面：第一，刮板從導向裝置通過時，應盡可能減少兩者的接觸面積，縮短接觸持續時間，以減少磨損；第二，將導向裝置從導軌式改造成轉動過渡式，可有效解決刮板容易卡阻的問題。根據現場研究試驗結果，最終為導向裝置施加一個直徑為108 mm 的冷無縫鋼管，將其作為支撐，并在支撐上設置一盤已經達到廢舊標準的軸承，然后在軸承的兩側分別設置擋板，以此為軸承起到一定限制位移的作用[4]。其中，軸承的寬度為86 mm，導向槽的寬度為106 mm，在軸承的作用下，可以使刮板實現良好支撐定位。拆除輸送機原用導軌，在機頭裝配與中間隔板相距1/3 位置的部位安裝導向裝置，使導向裝置的頂部比原導軌平面高出30～50 mm。在刮板輸送機實際運行時，在刮板轉動慣性作用下使導向輪（即后加裝的軸承）進行轉動，以此使刮板達到平穩過渡的目標。在刮板輸送機內部，始終處于負壓狀態，刮板輸送機的隔板與底板負責煤粉的輸送，內部隨風飄揚的煤粉雖然會進入軸承的內部，但煤粉的粒度均小于200 目，而且煤粉自身還具有潤滑工作，所以并不會導致軸承卡阻，這就直接解決了過去導軌和刮板之間容易卡阻的問題，同時還能減少勞動強度，進而降低運行成本。改造后刮板輸送機導向裝置如圖1 所示。

圖1 改造后的刮板輸送機導向裝置

5 應用效果與評價

目前，陸續對該噴煤系統所用刮板輸送機按照以上改造方案進行改造，改造完成后，經過一段時間的連續運行，整個刮板輸送機始終處于穩定狀態，沒有出現之前經常發生的卡阻、斷裂和塌陷等問題。經初步預測，改造后可以使刮板的使用壽命從之前的只有12 個月延長至至少48 個月，同時通過在現場對新導向裝置的實測，發現磨損量只有5 mm 左右，以前對刮板每3 d 就需要進行一次松緊調節，改造后每6 個月進行一次即可，且改造前導向裝置的更換周期為4 個月，改造后為至今仍未更換，已有8 年的時間，仍可正常使用。其極大地減少了相關人員的實際勞動量，降低了故障發生率，并減少了備件與維修方面的費用[5]。

改造后的刮板導向裝置，主要具有以下幾方面優勢：

1）改造后導向裝置和刮板之間的接觸變為點和點，兩者相對運動，能大幅減輕刮板和導向裝置之間的磨損，使刮板在導向裝置的支撐作用下始終處在平穩的狀態，起到延長刮板壽命和減小導向裝置磨損的作用。經實測，改造后導向裝置每年的磨損量不超過1 mm，效果十分顯著。

2）改造后使刮板和導向裝置間有更大的過渡空間，即便刮板由于長時間連續運行被拉長而導致松動，也能相對穩定地從導向裝置上通過，從根本上解決了卡阻的問題，從而預防斷裂故障的發生，無須頻繁地對拉長的刮板進行調整，使設備始終保持在穩定運行狀態。

3）改造后刮板輸送機故障發生率顯著降低，使設備檢查與維修人員直接暴露在危險條件下的機會也大量減少，從而降低設備檢查維修方面的安全風險[6]。