皮帶機物料轉載系統改造

欒天嶺

摘 要：物料轉載系統是皮帶機系統的一大核心結構，其總體是由漏斗、溜槽、導料槽以及附屬于其上的物料調節機構、堵料報警機構、皮帶機清掃器機構等組成，其主要起到物料輸送、物料轉運、皮帶調偏、清掃抑塵以及堵料報警的作用。為解決物料轉載系統堵料情況，提出相應的解決措施，成功改進了系統結構，大大降低了堵料情況的發生，提高了安全環保系數與生產效率。

關鍵詞：物料轉載;技術改造;堵料

1 引言

滄州黃驊港礦石碼頭卸船堆料生產流程是由卸船機、皮帶機和堆料機三部分組成。其中皮帶機系統作為聯通卸船機與堆料機的血管，在整個作業工藝流程中起到至關重要的作用。皮帶機的物料轉載系統是皮帶機系統的一大核心結構，其總體是由漏斗、溜槽、導料槽以及附屬于其上的物料調節機構、堵料報警機構、皮帶機清掃器機構等組成，其主要起到物料輸送、物料轉運、皮帶調偏、清掃抑塵以及堵料報警的作用。

該皮帶機系統主要存在問題有：

1.1粘性物料卸載時在拋料漏斗位置沖擊擋料板，由于物料粘性大，直立性強，易在擋料板上形成凸起和隆包，當有料頭通過時進而粘黏堆積，在拋料漏斗位置形成堵料。

1.2由于機房溜槽結構未設置物料調節擋板，物料再次落料時極易發生散堆偏載，造成跑偏撒料。

1.3現場堆場皮帶線，在穿過堆料機卸料后后半程皮帶為空載皮帶，但是由于堆料機落料時存在灑落料和清理物料都會落入這段皮帶上，在頭部滾筒位置直接拋料，形成揚塵，并且存在落料傷人的風險，存在環保和安全雙重隱患。

2 背景

滄州黃驊港礦石碼頭卸船皮帶線物料轉載系統是由拋料漏斗、溜槽、導料槽以及附屬在其上的物料調節裝置和堵料報警裝置組成，在現場實際作業過程中，時常出現引言中提到的問題。

3 技術方案

3.1 拋料漏斗擋料板負角度改造

3.1.1拋料漏斗堵料分析

物料經拋料滾筒拋出在重力加速度作用下沿拋物線沖擊擋料板，經擋料板反射進入下部溜槽。

通過對物料拋出時初始速度、拋料距離、拋料角度進行分析，物料在垂直于擋料板方向上對擋料板的沖擊力大小是物料在擋料板上是否容易粘接并且累計加厚的關鍵。而物料與擋料板的沖擊夾角大小是沖擊力大小的決定性因素。

原有擋料板固定支座前后調節距離有限，擋料板推桿行程有限，使得在擋料板負角度傾角在調整至最大時，仍有部分料性較黏的物料在作業時在擋料板沖擊面與擋料襯板粘接，累積加厚形成堵斗。

3.1.2改造方案

進一步減小料流與擋料板的沖擊夾角，使擋料板與物料接觸后物料的運動軌跡從折返變為近似相切，減小料流對擋料板面的垂直沖擊力，是解決特殊物料在擋料板上粘接的直接有效途徑。新加擋料板支座高度與原支座相同并在來料側與之相貼，通過改變擋料板支撐轉動軸固定座位置，配合擋料板推桿回收，使得擋料板負角度調節范圍變大，最終效果是保證物料拋出在擋料板沖擊處夾角變小，拋料軌跡與擋料板角度近似相切，通過這種方式減小物料對擋料板的沖擊夾角，降低堵料的可能性。

3.2 拋料漏斗回程溢料檢測裝置改造

3.2.1漏斗堵料檢測裝置失效分析

在整個皮帶線物料轉載系統中，僅在導料槽上方觀察窗口處設有一處機械式堵料檢測感應限位。在實際生產過程中堵料通常在拋料漏斗，三通小車，或Y溜槽等檢測限位上游發生，堵料位置溜槽物料粘接堵料時封閉下料通口，并迅速充滿整個上游溜槽空間，在頭部拋料漏斗處溢料并灑落，導料槽上方溜槽觀察窗口堵料限位沒有觸發，但是堵料問題已經出現并且沒有其他檢測方式停止流程。

沒有合理有效的檢測堵料裝置是堵料發生的一個重要環節，也是我們根據堵料問題發生原因，進行設備改造的一個重要方向。

3.2.2改造方案

需要在現場頭部漏斗處增加一處有效的堵料檢測限位裝置來抑制漏斗堵料的發生或者及時對漏斗堵料報警，減少漏斗堵料造成的二次傷害?？紤]采用阻旋式料位計的形式來作為檢測堵料的裝置。在回程皮帶上方加裝一個回程溢料檢測限位，在堵料發生時，第一時間做出停機報警，防止對設備造成二次傷害。

將限位檔桿改造為觸發后不會損壞且易于恢復的撕裂開關形式，當漏斗堵塞溢料時，物料大多撒到回程皮帶兩側，灑出物料達到限位位置沖擊撕裂限位拉繩，使傳感檢測端金屬檢測片隨拉繩拉下，觸發限位停止流程。

3.3 BD頭部集塵漏斗設計安裝

3.3.1BD頭部拋料及揚塵問題分析

現場堆料皮帶線，在穿過堆料機卸料后后半程皮帶為空載皮帶，但是由于堆料機清掃裝置不能夠有效清除所有物料，落料時存在灑落料，沿線清掃也需將物料清掃收集到這段皮帶上，BD頭部不存在物料收集裝置，使得排料時這段皮帶上的物料在頭部滾筒位置下方平臺直接拋料，形成揚塵或墜物，存在落料傷人的風險，也存在環保和安全雙重隱患。

3.3.2改造方案

在BD頭部漏斗平臺下方設計安裝密閉漏斗來控制揚塵和收集灑落物料。通過對漏斗承重螺栓抗拉強度校核計算，對上部漏斗上端面承載螺栓拉伸強度校核，得出結論，在漏斗裝滿料的情況下，漏斗重力即使全部由上部漏斗端面螺栓承受，承重螺栓也不會拉斷失效。

4 應用情況

4.1在擋料板負角度設備改造之后，我們將擋料板支撐軸挪到支座最靠近來料方向一側的固定孔座內，同時收縮擋料板手動推桿，使得擋料板角度負向最大。經過長時間的觀察，原來經常在拋料漏斗形成堵斗的物料在作業時形成堵斗的次數明顯減少。設備改造取得了很好的預期效果，有效減少了設備停時和堵斗清掃頻次，減小了發生設備事故的概率，提高了生產效率。

4.2回程溢料撕裂檢測限位安裝后，再發生漏斗堵料的情況時，基本上都能造成及時停機。漏斗堵料后及時停機，減少了堵料造成的溢料，大大降低了堵料后清料工人的作業量，減少了堵料后恢復生產所需要的時間。同時有效降低了回程皮帶帶料掩埋滾筒，進入驅動站憋停電機的概率，保障設備安全正常的運行。并且此限位誤報警概率很低，幾乎沒有作業過程中誤報警造成停機的現象發生。在能預警的同時，也能保證生產作業正常高效的進行。

4.3在收口裝置安裝前，導料槽處落料不可控，落料點對中不好，散落皮帶物料分布不均，物料沖擊皮帶飛濺從導料槽兩側大量蹦彈灑落，皮帶偏載沿線灑落嚴重，更嚴重情況下，皮帶卷邊磨損鋼結構高溫冒煙，引起極大地安全隱患。改造后作用明顯，導料槽兩側飛濺物料大大減少，收口對于下落物料的收攏對中作用明顯，出口物料能散落成堆，皮帶跑偏狀況得到很大的改善，沿線偏載灑落得到根本解決。總之，收口結構取得了很理想的效果。

5 創新與總結

5.1通過分析拋料軌跡與擋料板形成粘料鼓包原理，在原有設備基礎上，盡可能小的改動設備降低堵料的故障率。

5.2在容易造成堵料的位置設置堵料檢測限位，實現堵料現象發生時檢測裝置第一時間判斷并停止流程，遏制問題嚴重化。

5.3經過計算，設計收口的最小斷面面積，保證物料在此位置不會出現擁堵，堵塞溜槽問題。

5.4收口因其特殊結構，能使下落物料對中聚攏，對皮帶跑偏起到很重要的作用，減少設備停時，減輕物料灑落。其次兩側擋板結構能有效抑制落料飛濺蹦彈灑落。

5.5空載皮帶頭部加裝收集漏斗，對抑制揚塵有明顯效果，物料收集功能避免墜物傷人安全隱患，提高清掃效率。

參考文獻：

[1]王樂天. 轉載皮帶機設計[J]. 機械工程師， 2015（11）：270-271.

[2]宋光， 唐亮， 王秋敏. 新型散料輸送工藝系統[J]. 中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術：00098-00098.

[3]代賓， 許作良， 王武鼎. 皮帶機以及物料傳輸系統：， CN208585729U[P]. 2019.

（滄州黃驊港礦石港務有限公司，河北 滄州 061000）