聚氨酯緩沖板在翻車機上的開發應用

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聚氨酯緩沖板在翻車機上的開發應用

郭年生

(西山煤電股份公司 太原選煤廠， 山西太原030023)

摘要太原選煤廠翻車機靠板裝置原來采用的橡膠緩沖板由于存在厚度薄、強度低、耐磨性和抗壓性差等缺點，頻繁出現開膠、破損、斷裂等故障，影響正常生產。結合現場實際性能要求，從材料的選用、制作工藝的設計兩方面提出了新型的聚氨酯緩沖板的開發制作方案。通過改造，將新型聚氨酯緩沖板替代了原來的橡膠緩沖板后，延長了翻沖板的使用壽命，節省了維修時間，提高了生產效率，創造了較好的經濟效益。

關鍵詞翻車機；靠板裝置；聚氨酯；緩沖板

收稿日期：2015-01-26

作者簡介：郭年生(1971—)，男，山西汾西人，1993年畢業于山西礦業學院，工程師，主要從事選煤廠機械設備維修及技術管理工作

中圖分類號：TD407

文獻標識碼：B

文章編號：1672-0652(2015)03-0013-03

AbstractIn Taiyuan coal preparation plant, originally adoptive rubber buffer plate in dumper backup plate device has the shortcomings of thin thickness, low strength, poor abrasion resistance and compressive strength, which frequently leads to the fault of glue failure, damage, fracture and so on, it effects the normal production. Combines with the performance requirement in site actual conditions, puts forward the develop production plan of new type polyurethane buffer plate from two aspects of material selection and the design of production process. By innovation, the original rubber buffer plate is replaced by the new polyurethane buffer plate, which extends the service time of buffer plate, saves maintenance time, improves production efficiency, creates better economic benefits.

翻車機卸車系統是西山煤電股份公司太原選煤廠于2008年引進的大型自動化卸車設施，自投入使用以來，就承擔著該廠入廠原煤快速自動卸料的重要任務。該卸車系統技術先進，不但自動化程度高、效率高，而且卸車速度快，節省了人力物力，提高了生產效率，是該廠一套非常重要的設備。

靠板裝置是翻車機卸車時的重要承載部位，在卸車時的翻轉過程中，起著支撐車輛及載荷的作用，保證在翻轉過程中車輛不會橫向移動，但同時靠車面也就受到了重車很大的擠壓和摩擦作用。而緩沖板是在靠板裝置上安裝的一種緩沖保護墊板，目的是為了保護車輛在翻轉卸車時不會受到磨損或碰傷。因此要求緩沖板材料不但強度和硬度高，而且耐磨性、耐沖擊和抗壓性強。

1問題的提出

太原選煤廠翻車機靠板裝置改造前采用的是橡膠緩沖板，這種橡膠緩沖板由原翻車機廠家提供，其結構是將20 mm厚的普通橡膠粘接在10 mm厚的鋼板上，再將鋼板焊接在靠板裝置上。這種緩沖板厚度薄，強度低，耐磨性和抗壓性差，在重車車皮的強大壓力下，頻繁出現開膠、破損、斷裂等現象，而且該緩沖板是直接焊接在靠板裝置上，無法徹底更換，只能頻繁停車進行膠粘修補，給翻車機的維修保養帶來較大的壓力，已嚴重影響了翻車機的正常生產。因此，重新開發和設計一種新型的緩沖板，以替代目前這種橡膠緩沖板已勢在必行。

2改造方案

2.1材料的選用

聚氨酯(PU)是一種發展迅速的多功能高分子合成材料，也稱為聚氨酯彈性體，是指主鍵含有較多氨基甲酸酯基的一類彈性聚合物，是一種介于一般橡膠和塑料之間的新型合成材料。這種聚氨酯材料在很高的硬度下彈性仍然較高，具有優良的耐磨性、高承載、高撕裂強度以及優異的耐低溫、耐油、耐臭氧、耐老化等性能，而且由于原材料品種的多樣化以及分子結構的可調性，用途極為廣泛。另外，其加工方式多樣，既可跟通用橡膠一樣采用塑煉、混煉、硫化工藝成型，也可制成液體橡膠，澆筑模壓成型或噴涂、灌封、離心成型，還可以制成顆粒料，用注射、擠出、壓延、吹塑等工藝成型，在一定的硬度范圍內，還可以進行切割、修磨、鉆孔等機械加工，使聚氨酯的適用性十分廣泛。目前，在礦山領域中已經有了廣泛的應用，且效果良好，如各種聚氨酯篩板。

聚氨酯材料良好的物理及機械性能，非常符合翻車機緩沖板的使用要求，因此，決定選用聚氨酯材料來改造緩沖板。

2.2制作工藝的設計

2.2.1外形尺寸的確定

根據翻車機靠車板的承載部位的總體面積，并考慮工人安裝的方便性，確定為每臺翻車機安裝12塊緩沖板，2臺共需安裝24塊，每個緩沖板尺寸為400 mm×1 500 mm，厚度60 mm. 其安裝分布見圖1.

圖1　緩沖板安裝分布圖

2.2.2安裝方式的改進

為了便于后續的安裝和維修，新緩沖板設計了螺栓連接預留孔，每塊緩沖板使用10個M20的螺栓連接緊固，分布位置見圖2. 在安裝時，先把加工后的螺栓預先焊接在翻車機靠板裝置預定位置上，再將緩沖板按預留孔位裝入預先焊好的螺栓上，然后再用螺母緊固(圖3)，這樣連接方式就由過去的焊接改為螺栓連接，使緩沖板的維修和更換更加方便。

圖2　緩沖板螺栓聯接預留孔位示意圖

圖3　 緩沖板螺栓聯接示意圖

2.2.3成型工藝的設計

制作成型時：1) 在模腔的中部設置10 mm厚的鋼板作為內芯，然后將液態聚氨酯材料以澆筑模壓成型的方式注入模腔，形成由聚氨酯包入鋼板內芯的結構(圖4)。2) 在作為內芯的鋼板上提前預留一定密度的通孔，并在鋼板雙面涂抹1層強力黏膠劑，這樣在澆筑成型時聚氨酯材料就能更緊密地和鋼板內芯聯接起來，融為一體，從而最大限度地提高了這種新緩沖板的整體強度、硬度和耐磨、抗壓、耐撕裂等重要特性，確保緩沖板能較好地滿足現場使用要求和更長周期的使用壽命。

圖4　聚氨酯緩沖板剖面圖

3應用效果及效益分析

3.1應用效果

按照以上方案，太原選煤廠委托聚氨酯生產廠家—山西興慎工貿有限公司生產，先后對A、B兩臺翻車機進行了改造，拆除了原來的橡膠緩沖板，更換安裝了新型的聚氨酯緩沖板，到目前為止，已投入生產并連續使用超過12個月，未發生一起故障，使用效果較好，改變了過去每周都要進行膠粘修補的困擾狀況，按照目前的使用效果來看，預計每塊緩沖板的使用壽命不低于36個月，保障了翻車機生產的正常進行。聚氨酯新型緩沖板應用效果見圖5.

圖5　聚氨酯新型緩沖板應用效果圖

3.2效益分析

新型緩沖板的成功開發并應用到翻車機靠板裝置上，極大地延長了新緩沖板的使用壽命，解決了翻車機由于緩沖板的頻繁維修而造成困擾生產的問題，節省了檢修時間，提高了生產效率，創造了可觀的經濟效益：

1) 如購買原翻車機廠家的緩沖板配件并委托其進行改造，則需要費用為25萬元，現通過該廠自主開發并施工，則共投入經費約5萬元，節省費用20萬元。

2) 這項改造投入使用后，極大地提高了其使用壽命，預計可連續使用3年以上，按以前每周維修1次，每次約投入1 000元計算，3年可節省維修費用為：

1 000元×52周×3年=15.6萬元。

3) 按每周可節省生產時間3 h，每噸精煤利潤10.03元計算，一年可創造的經濟效益約為：

852 t/h×3 h×52周×10.03元/t=133.3萬元

4結語

翻車機是一種自動化程度較高的新型設備，雖然其整體性能技術先進，但在某些環節處的構造并不完善，而且完全依靠廠家的售后服務也較為昂貴。太原選煤廠通過對翻車機緩沖板的自主開發并投入應用，不僅節省了費用，而且使其功能更加完善，更加符合現場使用條件，值得同行借鑒。

參考文獻

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Development and Application of Polyurethane Buffer Plate on Dumper

GUO Niansheng

Key wordsDumper; Backup plate device; Polyurethane; Buffer plate