5000t移动式装船机的改造

5000t移动式装船机的改造
王东升;邬明力
【摘要】分析5000t移动式装船机的2个主要故障,提出解决办法:对于头部溜筒系统的故障,拆除整个溜筒及其附属装置,重新设计简单实用的溜筒；对于悬臂皮带容易压死的故障,设计一套自动检测装置,作为皮带张紧力调整的依据.这2个故障的消除,大幅度提高了装船机的使用可靠性.
【期刊名称】《港口装卸》
【年(卷),期】2012(000)006
【总页数】3页(P21-23)
【关键词】装船机;溜筒系统;张紧力调整
【作者】王东升;邬明力
【作者单位】宁波港北仑矿石码头分公司;宁波港北仑矿石码头分公司
【正文语种】中文
我公司于2006 年在大码头2#卸船泊位陆侧建造了6#装船泊位，配备的SL4 装船机的额定生产率为5 000 t/h，最大为6 250 t/h。

在使用过程中，SL4 的头部溜筒和悬臂皮带时常出现故障，严重影响装船效率。

我们对SL4 进行了一年半时间的整改，终于解决了上述问题。

1 头部溜筒故障
1.1 溜筒系统的构造
溜筒系统由漏斗接头、漏斗、上下溜筒和抛料板等组成，见图1。

溜筒系统机架和悬臂皮带机头部罩壳两侧通过销轴铰接，同时，通过补偿油缸和内壁架连接。

整个溜筒通过铰轴连接可以在臂架轴线作前后摆动，这就保证了不论臂架处于什么位置都能使溜筒始终保持铅垂状态，从而一方面可以改善筒体的受力状况，另一方面可以使落料更可靠。

下溜筒下部通过铰轴、电动推杆和抛料板连接，下溜筒和抛料板可以通过溜筒回转机构绕中心回转，抛料板自身可以前后摆动，使物料到达角落处。

图1 溜筒系统构造
1.2 溜筒系统存在的问题
(1)抛料板的基板及耐磨板寿命非常短，经常出现白班修复好后，一个中夜班作业下来，耐磨板及底板已磨穿了。

配套使用的电动推杆寿命也只有7～10 天。

(2)溜筒回转机构工作环境恶劣，虽然上面增加了挡料板，但还是容易被卡死。

(3)溜筒没有防撞装置，在作业中，抛料板多次出现与船舱相撞，以致抛料板体与电动推杆变形。

1.3 原因分析
(1)由于悬臂头部滚筒到抛料板的垂直距离有9.5 m，矿石对抛料板的直接冲击力非常大，导致基板及耐磨板磨损较快。

电动推杆虽然体积小，推力大，安装使用方便，但不能承受冲击载荷，里面的大小齿轮及相关轴承容易损坏。

(2)SL4 的主要作业船型是5 万t 级以下的，以标准的5 万t 级“江洋轮”号空船涨潮时的数据计算，船舱口的外侧离码头外沿距离为23.65 m，码头外沿离SL4 回转中心的距离为10.25 m，加起来为33.9 m。

SL4 直溜筒中心到回转中心的距离为35.75m，满足使用要求。

涨潮最大时为+3.56 m，船高为18 m，吃水为7 m，换算在涨潮，船高出码头轨道面11.5 m。

SL4 在水平位置时，直溜筒的下沿离轨道面的距离为1.183 m，工
作时起伏的极限为+12°，35.75 ×sin12° =7.4 m;非工作状态最大仰角为35°，35.75 ×sin35° =20.5 m，加起来也不过8.583 m，相差-3 m。

碰到这种情况作
业时，只能是放空料，流程停止，把悬臂收起，回转到船舱位置后再把悬臂放平(悬臂臂架到码头面的距离是12 m)。

作业时，由于高度不够，换舱要停流程，影
响作业时间较长，司机会在发现高低距离相差不多的情况下，把抛料板收平，抛料板底部与船舱相碰直接换舱过去，当高度相差较多时，抛料板会与舱沿相撞，导致抛料板与电动推杆变形损坏。

(3)溜筒回转机构正好在悬臂皮带机下部，虽然上部增加了挡料板，但矿石还是会
掉到回转齿轮及驱动机构上，再加上这个部位平台很小，无法清理干净，保养不便，导致驱动齿轮经常卡死，驱动电机烧掉。

1.4 实施方案
(1)考虑到SL4 不满足高度要求，把直溜筒手动补偿油缸改为可以前后摆动的电动
驱动油缸，更换相应的液压站。

通过计算，直溜筒包括抛料板长度共7.6 m，只要前后可以摆动25°，就增加高度3.2 m，可以满足高度要求，所需费用为10 万元
人民币。

此方案在不改变直溜筒的结构的情况下，巧妙地提升了起伏高度，满足在最恶劣情况下的作业需要。

但缺点也很明显，花费不小，仅部分解决了前述第3 个问题。

(2)拆除整个直溜筒及其附属装置，新设计的直溜筒为正方形(见图2)。

溜筒回转机构和抛料板的作用是使物料到达船舱的角落，但这个功能基本未用。

原因是在装船时，只要正常状态下船舱的3/4～4/5 已经装满，就不用再塞4 个角落。

因此该功能是多余的。

相对应的补偿油缸及其液压站也可以拆除。

原来为了方便安装回转机构，直溜筒形状是六角形，为了对冲抛料板的偏斜力，直溜筒的回转铰点也是偏心的。

为了方便制作以及统一耐磨板，新设计的直溜筒为正方形，不再安装别的驱动装置，回转铰点在中心，可以随着起伏高度的变化始终垂直地面;整体长度由7.6
m 改为4 m，满足装船高度要求，分上下2 节，方便安装更换，在直溜筒下节四
周安装1 圈防尘洒水喷头，减少头部作业重量3 t，降低大车轮压，所需费用仅为
3 万元人民币。

图2 溜筒改造后的结构
此方案彻底解决了上述3 个问题，满足高度条件，符合节能要求，故采取此方案。

2 悬臂皮带故障
2.1 悬臂皮带存在的问题及分析
(1)SL4 悬臂皮带采用手动液压张紧加螺杆紧固方式，胶带为耐磨性能、抗拉长性
能都较好的EP带，但当皮带变形拉长、张紧力下降时，设备自身无法自动检测和调节，张紧力下降带来皮带压死、打滑、欠速等故障。

(2)每次悬臂皮带被压死时，皮带秤上面显示为4 000 t/h 以上，如此大的流量是
由卸船机冲料所引起的。

2.2 方案选择
斗轮机悬臂皮带采用的是钢丝带，并且使用寿命不短，因此继续采用钢丝带。

对冲料问题，进行整治。

对于第1 个问题，经过多次分析讨论，最后定下2 个解决方案:
(1)悬臂皮带采用液压自动张紧及检测装置。

该装置技术成熟，国内有生产厂家。

但厂家认为需要改动的机构较多，难度较大，要求我们先对钢结构进行改造，并开出了10 万元的高价。

我们发现，除非对悬臂内臂架尾部进行改造，否则该方案没有液压自动张紧油缸及液压站的安装位置，而尾部改造后有一定的安全隐患。

(2)设计1 套自动检测装置，为皮带张紧力调整提供依据。

在与维护人员交流的过
程中得知，曾经出现过因皮带张紧力调得过紧而把硫化接头拉开的情况，现在再调整时，都不敢调得太多，以致经常调整却调不到位，他们也急切需要1 套自动检
测装置。

为此我们决定采用此方案。

2.3 方案的细化及实施
自动检测装置结构见图3。

考虑到对皮带张紧力调整要求不是十分精细，决定采用弹簧作为自动检测装置压紧力的来源。

根据说明书，悬臂皮带的张紧力为42 kN，这是悬臂皮带正常张紧力，我们把调节的范围设计为38 ～45 kN。

自动检测装置安装4 根弹簧，每1 根弹簧的弹力为0.4975 ～0.5875 kN，根据机械设计手册中弹簧设计要求，选用直径为12 mm，右旋，总圈数为15.5，工作圈数为13.5。

弹簧材料采用钢50CrVA，其特点是耐疲劳和抗冲击性能良好，适合皮带运行检测用。

手动张紧液压装置使皮带达到所需要的张紧状态，使图4 中圆圈部位的间隙达到
设计要求的53 ～54 mm，然后将螺杆紧固。

在使用过程中，当图4 中圆圈部位
的间隙变大时，表明皮带已经拉长，皮带张紧力变小。

此时，应及时调节压缩弹簧或者调节张紧螺杆，以使该处间隙重新恢复。

使用的托辊采用轴加粗的1 730
mm 长托辊，安装在悬臂皮带跑偏调节装置前大约1.5 m 的位置，该位置既不影
响日常巡检人员的通过，也不影响皮带更换时的硫化做头作业。

3 方案实施后的经济效益
(1)直接经济效益。

据统计，2010 年4#装船机皮带被压死15 次，每次压死处理
至少需要2 h，打滑、欠速引起的故障36 起，每起处理时间平均0.5 h。

2 种故障导致的停机时间近50 h。

整治后，因减少停机时间，每年可多装船近20 万t。

(2)间接经济效益。

每次4#装船机皮带被压死时，需要民工跳到悬臂皮带上去铲矿，安全风险比较大。

清理积料基本是铲到码头面，货物浪费大。

皮带压死时，对皮带和卸船机本身都有一定的损伤，降低了设备的使用寿命。

经过整治后，上述2 个故障不再发生了，消除了SL4 装船作业的瓶颈，提高了设
备的使用寿命和集装流程的作业效率。