帶式輸送機下料口溜槽結構優化設計

王曉霞

（霍州煤電集團辛置煤礦， 山西 霍州 031412）

引言

帶式輸送機是常見的大型物料運輸設備，具有運輸距離遠、輸送量大、結構簡單、維護方便、自動化程度高的特點，因而被廣泛應用于煤礦生產企業。帶式輸送機主要由機頭部、過渡架、中間架、機尾部、緩沖床和下料口等部分組成。其中，下料口溜槽作為帶式輸送機物料的轉接點，既是物料運轉的通道，同時又兼具緩沖物料的作用。作為帶式輸送機的重要組成部分之一，下料口溜槽維護情況及運行狀態的好壞對帶式輸送機具有重要影響。如何設計技術上可行、經濟上合理的下料口溜槽，延長其使用時間，對于提高帶式輸送機開機率具有重要的作用。

1 常用下料口溜槽結構

下料口溜槽由格柵條、擋板及護板等構成，依據輸送機料口形狀選用不同材質的鋼板制作下料口，首先組裝成一個漏斗形狀的下料口，并在其下方安裝用于物料流動及起支承作用的格柵結構。根據溜槽安裝方式的不同格柵結構可分為移動式和固定式兩種，固定式主要用于輸送機機頭，而移動式常與卸料車配合使用并用于物料轉換點。

2 下料口溜槽使用現狀

通過調研考察大量現有溜槽使用狀況，發現現有溜槽在設計和結構上均存在一定的缺陷。在帶式輸送機運行過程中，若物料相對潮濕或者受到淋水影響，會在下料口附近發生黏附現象，嚴重時會出現堵料事故，影響生產的正常進行。若發生了堵料事故，需停產進行處理，而在該過程中，受到空間及結構的限制，清理過程繁瑣費力，人力及物力成本很高，對生產系統的連續運行產生嚴重的影響。

受到輸送機安裝位置不同的影響，下料口溜槽的尺寸及形狀也不同，辛置礦目前使用的帶式輸送機均設置下料口，作為物料轉運的重要設備，其運行狀態對整個運輸系統有重要的影響。下料口溜槽在使用過程中會受到物料的沖擊和磨損作用，因而也容易產生損壞，需要進行維修并將損壞的板材進行替換。

3 下料口溜槽存在問題

目前，所使用的溜槽通過選用普通鋼板制作成漏斗形狀，將條狀的厚鋼板拼接成格柵狀安裝在受沖擊部位。鋼板在物料長時間沖擊載荷作用下，會發生磨損變形。格柵鋼板為普通材質，其抵抗磨損和沖擊的能力不夠，易發生斷裂故障，若斷裂的鋼板掉落到物料上會造成膠帶撕裂故障，影響正常生產的進行。格柵鋼板發生磨損后，需要定期進行更換處理，不但造成材料成本高，且受工作空間狹小的限制，操作困難，人力成本高。

1）構造問題。溜槽是通過多塊普通鋼板拼裝而成的，受拼接形狀及效果的影響，有時無法對物料起到良好的疏導作用。在日常生產過程中，鋼板在物料的沖擊作用下發生嚴重變形，需經常進行修補，而修補后的鋼板使用效果不佳。

2）材料磨損。溜槽起到承載轉接物料的作用，塊狀物料運動過程中會對鋼板產生摩擦和沖擊作用，對鋼板表面造成一定程度的損傷。出現上述問題的主要原因是所選用鋼板的硬度及耐磨性能不足，而在正常生產過程中受到物料的沖擊和磨損，易發生損壞，需要經常進行修理，而長時間運行磨損嚴重后，則必須進行更換[1-2]。

3）撒料、堵料問題。受到溜槽自身結構設計及安裝的影響，無法將所有的裂隙全部密閉，經過長時間的運轉，一部分鋼板會產生形變，出現空隙，從而造成物料撒落。受到溜槽鋼板制作格柵時角度的影響，若物料相對潮濕，則容易產生黏結現象，發展到一定程度，則會導致堵料事故的發生。

4 下料口溜槽優化方案

針對之前使用的溜槽在材料選擇、結構設計、現場安裝上存在的諸多不足，撒料、堵料事故頻發，維修率居高不下的問題，需采取相關措施對溜槽進行優化設計，降低故障率，提高其正常運行效率。通過優化設計達到以下目的：延長格柵使用時間，減少更換次數；對鋼板進行適當選型，選擇抗沖擊及耐磨性好的鋼板；對格柵和料口的安裝角度進行調整，減小其受沖擊和磨損的力度。

1）優化溜槽結構主要從料倉安裝角度和導流板結構兩個方面來進行。根據現場實際情況及物料在溜槽的運動情況，工作人員對溜槽進行了重新設計，將溜倉角度由40°提高至60°，物料的流動性能大大增加。通過增加襯板及膠板等輔助材料提高了料倉的密封性能。選擇抗沖擊和磨損性能更好的焊達500型鋼板替換關鍵部位的板材，提高其整體強度[3]。

2）優化格柵結構。現階段使用的格柵設計在數量和結構上與現有生產工藝不相適應，抗沖擊和耐磨性不足，在運行過程中磨損與斷裂等故障頻發。結合現場實際情況，使格柵的數量及間距布置更加合理，調整格柵的角度，使物料的流動性更好[4]。選用強度及性能更好的鋼板，鋼板切割的格柵條厚度及形狀更適合物料的流動，對格柵條鋼板進行加固處理，以防止其斷裂后掉落。

3）優化制作工藝，做到按圖施工。根據設計好的圖紙，逐個進行零部件安裝，嚴格把控過程質量，對于需要焊接的坡口，對焊接參數及焊材進行仔細分析，制定詳細的焊接工藝。

5 方案實施

該帶式輸送機運行參數：皮帶運行速度V=4m/s，皮帶寬度δ=1 200 mm，改向滾筒直徑D=1 250 mm，運載物料粒度d≤300 mm，運量Q=2 450 t/h，物料平均密度ρ=1 357 kg/m3。根據物料運行速度，確定物料拋出運行軌跡及落點位置，基于此確定格柵條的安裝部位、尺寸及角度等信息。

結合下料口溜槽的實際情況，選用簡單可靠的設計方案，使溜槽結構和帶式輸送機充分適應。查閱相關參考資料，并結合輸送機參數，仔細分析溜槽的安裝角度及位置等信息，結合計算機輔助手段，確定各部件的尺寸及安裝部位，并繪制圖紙，并進行核對，最終設計的安裝總圖如圖1所示。

設計要與現場施工情況相結合，以便于后期的安裝工作順利進行，對于鋼板的切割、拼裝及焊接等工作，要做到技術上安全可靠，現場施工方便快捷，各零部件要安裝牢固。

圖1 安裝總圖

1）材料加工。格柵鋼板選用厚度為100 mm的特殊鋼材，按照設計尺寸進行切割加工[5]，為保證鋼板的熱力學性能及強度要求，采用冷切割的方法。對于受沖擊載荷嚴重部位的鋼板，可選用焊達鋼板，通過一次沖壓成型，在重要的位置可增加襯板，焊接部位可采用雙面焊接的方法，以保證強度要求。

2）制作安裝。結合設計方案與現場施工條件，把切割好的鋼板拼裝成漏斗狀，通過螺栓或者拉筋將受力鋼板固定在水泥基礎上。嚴格執行按圖施工要求，格柵的角度及間距要符合物料通過的要求。在格柵鋼板安裝完成后，用鋼絲繩將其拉緊，以防止鋼板斷裂后掉落割傷皮帶。將拼接完成的鋼板焊接，對于存在缺口的部位要及時進行補焊處理，并涂抹底漆和面漆各兩道。

3）后期改進，對下料口溜槽進行一系列改進后，對其運行過程進行追蹤監測，針對薄弱環節進行補強加固處理，針對發生撒料的部位采用柔性材料進行遮擋。

6 結語

帶式輸送機下料口溜槽經過結構優化設計，通過一年的運行觀測，新型下料口溜槽在結構設計、性能材質等方面達到了預期效果，有效解決了堵料故障，提高了生產效率，在同等工況條件下，有一定的推廣借鑒意義。