散糧裝卸兩用機波紋擋邊皮帶更換工藝方法改進及應用

◎ 任書杰，李明華，戴 亞，茆長揚，徐子鋒，王帥國

（連云港東糧碼頭有限公司，江蘇 連云港 222000）

波紋擋邊皮帶作為散糧裝卸兩用機卸船流程與裝船流程中主要的運輸部件，在機械中與散糧物料直接接觸。這一工作形式使得波紋擋邊皮帶相對于其他部件更易產生破損，當破損累計到無法達到技術要求、影響生產效率時，就需要進行更換。然而，原有的更換工藝耗時較長，已經難以滿足日益提高的生產需求。

1 設備結構與原工藝

1.1 設備結構分析

散糧裝卸兩用機中波紋擋邊皮帶主要位于機械卸船臂內部，皮帶全長92 m、寬1.5 m，由電機驅動。卸船臂由喂料系統、垂直臂、水平臂3 部分組成，卸船臂組成示意圖如圖1 所示。

圖1 卸船臂組成示意圖

卸船垂直臂的首端與喂料系統直接相連，末端通過屈曲部分與水平臂相連接。物料經由喂料系統進入，后經垂直臂內部卸船皮帶的帶動，在垂直方向運動達到水平臂高度。此時，皮帶也經由屈曲部分彎折由垂直變為水平。隨之，散糧物料進入水平臂，最終進入下一工藝。其中，垂直臂、水平臂結構如圖2 所示。

圖2 垂直臂、水平臂結構圖

波紋擋邊皮帶在前端的垂直臂內部由60 個托輥固定。其中，頭部的大型托輥被稱為“頭輪”，在中部屈曲位置有21 個托輥固定，在末端的水平部分有41個托輥固定。其中，末端大型托輥被稱為“尾輪”?？赏ㄟ^調節頭輪和尾輪的位置調整波紋擋邊皮帶的整體張緊情況，托輥具體布置如圖3。

圖3 托輥布置示意圖

1.2 波紋擋邊皮帶的結構

波紋擋邊皮帶的材質為橡膠，內有纖維骨架，共6 層結構，由3 部分組成，分別是基礎皮帶、波紋擋邊、皮斗（如圖4）。由這3 部分組成的基礎單元不斷重復，形成皮帶整體[2]。

圖4 波紋擋邊皮帶的組成圖

1.3 波紋擋邊皮帶損壞類型與原因

1.3.1 波紋擋邊側壁磨損

（1）現象：表現為波紋擋邊皮帶側邊厚度的減少，同時，伴隨運行過程中噪聲震動的加劇，如圖5 所示。

圖5 波紋擋邊側壁磨損示意圖

（2）原因：①波紋部分與托輥的接觸摩擦所致。②基礎皮帶出現形變、整體出現彎曲[3]。

1.3.2 波紋擋邊缺損、裂痕

（1）現象：表現為波紋擋邊出現自上而下的裂痕，或是出現不規則缺損，伴隨卸船臂首端物料撒漏的加劇，如圖6 所示。

圖6 波紋擋邊缺損、裂痕示意圖

（2）原因：①托輥過高擠壓波紋與卸船臂殼體摩擦。②托輥存在不旋轉現象。③過度張緊，導致皮帶在尾部托輥受壓縮出現壓縮變形，最終導致破損。

1.3.3 波紋擋邊整體損耗

（1）現象：表現為波紋擋邊整體高度降低，物料出現飛濺，皮斗開始與頂部托輥接觸，具體情況如圖7 所示。

圖7 波紋擋邊整體損耗示意圖

（2）原因：①頂部托輥不旋轉或是出現破損。②物料出現堆積摩擦。③與喂料系統配合不佳。④工作正常磨損[4]。

1.3.4 皮斗磨損

（1）現象：皮斗頂部發生磨損，底部出現裂紋。嚴重時皮斗會脫落，卸船效率下降，具體情況如圖8所示。

圖8 皮斗磨損情況示意圖

（2）原因：①波紋擋邊破損導致的二次傷害。②復位托輥過度擠壓導致。③若現象涉及全皮帶，可能為正常的使用磨損[5]。

1.3.5 皮斗出現不規則缺損

（1）現象：出現不規則缺損，若缺損程度大于10 mm 則會伴隨物料溢出的情況，如圖9 所示。

（2）原因：與前端工藝配合不佳，導致物料堵塞卡殼導致[6]。

1.3.6 皮斗出現弧形破損

（1）現象：皮斗頂部出現弧形磨損，破損點較為規則；若缺損程度大于10 mm，則會出現物料溢出，如圖10 所示。

圖10 皮斗出現弧形破損圖

（2）原因：①卸料時落差過大。②自然損耗。

1.3.7 基礎皮帶承載面出現磨損或是貫穿性損傷

（1）現象：基礎皮帶正面或是反面出現表層磨損，且在作業時伴隨噪聲、高熱情況；邊緣出現殘缺，如圖11 所示。

圖11 基礎皮帶承載面磨損圖

（2）原因：托輥不旋轉或是變形。

2 原皮帶更換工藝介紹

上文列出的皮帶故障若出現在小部分基礎單元，可通過縫補修復、冷粘法或是小范圍硫化修復的方式恢復部分性能；若在全皮帶范圍內大規模出現，且明顯影響生產效率，則需要在皮帶完全斷裂之前更換。

原波紋擋邊皮帶更換工藝分為以下步驟：①拆下卸船機頭，在機頭處的波紋擋邊皮帶進行切割，并與新波紋擋邊皮帶連接。②利用波紋擋邊皮帶檢查的慢速與兩用機行走相配合，把新皮帶轉進皮帶機。③連接好新皮帶的接口，并將接口轉到水平臂架的后部第三塊蓋板部位。④拆開水平臂架后部的3塊蓋板。⑤安裝喂料系統（喂料系統在安裝前，要維修好機頭存在的問題，包括補焊磨損處、更換短托輥、垂直臂架底部的長托輥）。⑥調整好皮帶的硫化位置和調節長度（硫化皮帶時，保證張緊的驅動滾筒在皮帶的最短位置）。⑦硫化完畢皮帶接頭后，調整好皮帶松緊度，并粘接隔板和波紋擋邊。⑧調整皮帶，恢復正常使用。

人員配置：現場安裝人員4 人，廠家人員2 人，電工2 人，現場技術人員1 人，司機2～3 人。

機械設備：拆裝階段需要2 臺叉車配合，皮帶安裝階段需要3 臺叉車配合，硫化設備1 套。

環境方面：找出合適的生產間隙，需保證11 d 內無大型糧食船舶，且此時間段內天氣晴好，無大風和連續陰雨天氣；留有150 m2以上的空地。

3 新安裝工藝介紹

3.1 新工藝的安裝流程

新的安裝工藝流程：安裝準備階段、夾具制作、慢速電機安裝調試、準備配重鐵4 塊。

后續工藝中，①～⑤部分與原皮帶更換工藝類似，但需在以下方面加以優化。⑥調整好皮帶的硫化位置和調節長度（硫化皮帶時，保證張緊的驅動滾筒在皮帶的最短位置）。⑦硫化完畢皮帶接頭后，調整好皮帶松緊度，并粘接隔板和波紋擋邊、調整皮帶。⑧安裝喂料系統，喂料系統在安裝前要維修喂料系統存在的問題，包括補焊磨損處及更換短托輥，同時檢查確認并更換垂直臂架底部的長托輥。⑨恢復正常使用。

新工藝中，新舊皮帶連接階段使用了專業化夾具，不僅利用慢速電機與機械行走系統。同時，引入了搭載特殊前叉的叉車作為輔助機械，且在硫化階段加入了更加專業的保溫器械。人員配置：現場安裝人員3人，廠家人員2 人，現場技術人員1 人，司機2～3 人。環境與機械設備方面與原工藝類似。

3.2 新工藝的優勢

3.2.1 安裝工序方面

對比原工藝，新工藝最大的改進是將喂料系統的安裝這一工序延后，改變了原本硫化接頭的位置。在原工藝中，由于喂料系統過早地安裝，使得后續硫化連接的作業需要在散糧裝卸兩用機的卸船水平臂上進行，而兩用機的水平卸船臂距離地面的垂直高度達到27 m，位置狹窄，若在此位置進行硫化連接作業，需要將硫化專業設備利用人力搬運至水平臂末端接頭位置，同時，需要電工配合，利用臨時電箱作為中繼，從司機室位置“飛線”接通電源。此外，水平臂位置較為狹長，僅能容納2 名工作人員作業，高度較高，風力影響較大，硫化保溫較為困難，整個作業需要系安全繩。

新工藝將喂料系統的安裝放到最后，將硫化連接的工藝提前，將原本硫化連接的位置由卸船水平臂末端改為卸船垂直臂前端的喂料系統，喂料系統的高度與地面齊平。同時，在泊位邊上配備帶有通用航空插頭的維修電箱。整個硫化連接階段均在地面進行，省去了搬運硫化設備的步驟，且不需要電工連接維修電箱[7]。

地面進行操作有足夠的活動空間，可以提前布置保溫措施，更好地控制硫化溫度（升溫時間更短）。此外，通過提前設置風擋，消除了風力這一影響因素，工作人員不需要系安全繩，安全系數更高。原工藝硫化位置與新工藝硫化位置，如圖12 所示。

圖12 原工藝硫化位置與新工藝硫化位置示意圖

在其他工序方面，引入了專用器具的叉車助力，有效縮短了作業時間。此外，原工藝的連接方式為鋼絲穿孔纏繞連接，這一方式破環了皮帶原本的結構，留下貫穿性傷口；新工藝利用專用鋼夾，將新舊皮帶連接，拆卸方便，且不損傷皮帶。

3.2.2 人員方面

新工藝在人員方面的改進主要有減少人力成本與減少風險2 個方面。①減少人力成本方面。新工藝將電工的作業安排在準備階段與完成后的日常運行階段。在實際安裝中，采用通用接頭的設備并不需要電工的輔助，整體參與人員更少，人力成本更低。②減少風險方面。新工藝將硫化連接工藝從水平臂轉移到地面，消除了原有高空作業的風險[8]。

3.2.3 環境方面

硫化連接需要相對穩定的環境，溫度這一因素將直接影響接頭處橡膠的機械強度。原工藝的硫化位置較為狹窄，難以布置保溫、風擋裝置，使得氣溫、風速的影響較大；新工藝從根本上解決了這一問題，在低溫、大風等惡劣天氣也可以進行硫化連接作業；在安排更換作業時更加自由，對生產的影響最?。辉黾恿吮匮b置，硫化作業可更快達到目標溫度，時間成本降低。

4 結語

在實際生產中，采用新工藝有效將原本11 d 的波紋皮帶更換時間減少到7 d，有效降低了時間成本和人力成本。目前，糧食裝卸兩用機已經更換完成新的波紋擋邊皮帶，運行狀況良好。