單臂螺旋卸車機(jī)加裝液力偶合器技術(shù)改造

劉俊強(qiáng)，吳繼軍

（山東海化集團(tuán)，山東 濰坊 262737）

山東海化股份有限公司純堿廠的單臂螺旋卸車機(jī)是1986年投入使用的，螺旋卸車機(jī)采用電機(jī)→聯(lián)軸器→減速機(jī)→鏈輪→螺旋的方式完成卸車作業(yè)。由于投產(chǎn)初期卸車量相對較少，煤質(zhì)好，螺旋卸車機(jī)故障率相對較少，隨著?；療犭姽緮U(kuò)建，原煤需用量從每年60萬噸增加到現(xiàn)在每年300萬噸左右，單臂螺旋卸車機(jī)卸車量大大增加。同時，部分原煤中存在大塊煤矸石，經(jīng)常導(dǎo)致卸煤機(jī)螺旋電機(jī)燒壞，減速機(jī)、軸承座損壞，螺旋損壞、變形等故障，螺旋半年更換一次，維修費(fèi)用高、施工難度大。而且嚴(yán)重影響卸煤機(jī)卸車速度，也造成電能的浪費(fèi)。最重要的是常常因?yàn)樵O(shè)備損壞、卸車時間長造成鐵路貨車使用費(fèi)超時罰款，全年因超時罰款達(dá)幾十萬元，給純堿廠造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，進(jìn)行技術(shù)改造是及其必要的。

1 原因分析

對單臂螺旋卸車機(jī)發(fā)生的各種故障進(jìn)行分析，造成這些故障的最直接原因是：卸煤機(jī)電動機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)，減速機(jī)與螺旋之間采用鏈傳動，傳動比固定，沒有防止過載的安全裝置，螺旋轉(zhuǎn)動卸車時遇到大塊煤矸石突然沖擊，沖擊力在瞬間無法釋放，必然導(dǎo)致電機(jī)燒毀，減速機(jī)、軸承座、螺旋等部件變形、損壞的故障的發(fā)生。

2 技術(shù)改造

經(jīng)過查閱國內(nèi)相關(guān)卸車設(shè)備結(jié)構(gòu)和對單臂螺旋卸車機(jī)傳動受力的理論計算，在單臂螺旋卸車機(jī)電機(jī)與減速機(jī)之間加裝YOX450限矩型液力偶合器可以起到保護(hù)電機(jī)、減速機(jī)、螺旋的作用。限矩型液力偶合器在遇到突然沖擊或過載時可以自動卸載，起到保護(hù)其他設(shè)備的作用。

圖1 液力偶合器安裝位置

2.1 液力偶合器選型

1）為提高卸車效率螺旋卸車機(jī)的電動機(jī)由18.5kW增大到22kW，配套相應(yīng)減速機(jī)。

2）液力偶合器選型計算

液力偶合器傳動功率計算公式：

式中，N——工作機(jī)最大的軸功率（kW），取n＝987 r／min的軸功率30kW進(jìn)行計算；

λΒ——偶合器泵輪力矩系數(shù)，取λΒ＝2.5×10－6min2／m；

r——工作液重度，20號透平油r＝860kg／m3；

由公式（1）得：

D＝（975 N／λΒ·r·n3B）－5＝（975×30／2.5×10－6×860×9873）－5＝0.141m

按GB5837～86液力偶合器型式、技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，D之值按系列化，取D＝0.2m；按照卸車機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、運(yùn)行工況的條件，可選用YOX限矩型，所以選擇YOX450限矩液力偶合器。

3）通過分析螺旋直徑大小對卸車效率影響不大，但減小螺旋直徑可以大大降低電機(jī)承受的負(fù)載，因此螺旋直徑由650mm改為600mm。

2.2 限矩型液力偶合器傳動系統(tǒng)的主要作用

1）具有減緩起動沖擊和隔離扭振的作用。由于液力偶合器使用液壓油液體傳動，即使操作人員發(fā)生誤操作，卸車機(jī)螺旋先吃料，后起動，也可以避免電機(jī)起動時間過長燒壞電機(jī)。

2）具有過載保護(hù)作用。在卸車機(jī)螺旋遇到吃料深，或者大的煤矸石時，液力偶合器可以自行卸載。如果野蠻卸車，液力偶合器將起動自身保護(hù)裝置“鉛堵”：打開鉛堵，液力偶合器液壓油10秒鐘全部泄出，最大限度的保護(hù)電機(jī)、減速機(jī)、液力偶合器。

3）具有節(jié)能效果。加裝液力偶合器后，純堿廠6臺螺旋卸車機(jī)每年可節(jié)約用電折合8 525t標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能效果明顯。

4）延長電機(jī)工作壽命。降低電動機(jī)起動電流，縮短電動機(jī)啟動時間，避免當(dāng)操作人員發(fā)生誤操作時，卸車機(jī)螺旋先吃料，后起動，電機(jī)起動時間過長燒壞電機(jī)。

5）減少故障率，降低維修費(fèi)用。

6）安裝、維護(hù)簡單，投資小，每臺液力偶合器6 000元。

3 改造效果

經(jīng)過技術(shù)改造以后，卸車機(jī)卸車效率大大提高，操作人員操縱設(shè)備來回3～5次5～6min即可卸完一個60T車皮，每個車皮可節(jié)約卸車時間5min。單臺螺旋卸車機(jī)總功率為60kW，按照純堿廠每年300萬t卸車量，每年可節(jié)約用電25萬kWh，每年可節(jié)約12.5萬元。

加裝液力偶合器的螺旋卸車機(jī)2012年10月投入使用以來，運(yùn)行安全穩(wěn)定，電機(jī)、減速機(jī)、軸承座、卸車機(jī)螺旋等故障率顯著降低，生產(chǎn)率大大提高。螺旋使用壽命大大加長，卸車機(jī)螺旋更換由半年延長至二年，每臺卸車機(jī)可節(jié)約1.45萬元，純堿廠共6臺卸車機(jī)，每年可節(jié)約螺旋費(fèi)用8.7萬元。實(shí)踐證明，這種加裝液力偶合器技術(shù)改造設(shè)計合理，性能可靠，完全滿足螺旋卸車機(jī)的使用要求，而且安裝簡單、工作可靠、維護(hù)方便、維修量小及投資小，具有一定的推廣價值。