振動給料器振動槽體開裂分析和處理辦法

王堃

（秦皇島港股份有限公司第二港務分公司 河北秦皇島）

一、前言

振動給料器用于煤炭給料系統(tǒng)。通過給料機使翻車機翻卸的物料均勻的排放到皮帶輸送機上形成適當厚度和寬度的物料層。振動給料器主要分為3部分，給料槽體、振動電機和隔振彈簧。振動電機用高強螺栓與給料槽體緊固連接為一整體，底部用隔振彈簧減輕振動對機架基礎的動負荷，兩臺電機共同作用會產(chǎn)生直線的激振力，從而使給料槽體產(chǎn)生直線往復運動，振動槽體物料就會向前運動，物料就會被均勻的運送到皮帶機上，送往下一循環(huán)。

翻車機系統(tǒng)出現(xiàn)裂紋損壞的給料器，2012年12月投用，2013年4月出現(xiàn)振動槽體底部加強筋板與母板開裂情況，母板未發(fā)現(xiàn)裂紋。對給料器系統(tǒng)進行分析，找出產(chǎn)生問題的原因，重新調整給料器各個參數(shù)，使之更加適應工況。

二、給料器問題概述

1.給料器

秦皇島港煤二期翻車機為O形轉子雙車翻車機，每個車體對應兩個漏斗，振動給料器安裝在翻車機漏斗出口處，能夠承受從車輛卸下物料的沖擊載荷，同時實現(xiàn)向皮帶均勻定量給料功能，在港口翻車機設備中廣為使用。目前，振動給料器的形式主要有偏心塊式振動給料器、皮帶式給料器、電磁振動給料器等，港口使用的振動給料器形式主要是前兩種。偏心塊式振動給料器一般有振動電機、普通電機加偏心傳動兩種形式。本文所述給料器，為振動電機形式。

2.問題

損壞的振動槽體是新改造翻車機的料斗，使用4個月左右后，1#和4#振動槽體下部加強筋板與母板斷裂，槽體底部襯板前端連接螺栓也損壞掉落，但中間兩臺振動給料器未出現(xiàn)此種情況。檢查振動槽體母板無裂紋，隔振彈簧無損壞，振動電機電源線接線正確，偏心塊固定螺栓無松動。圖1為給料器布置圖，損壞的給料器振動槽體分別為1#和4#，圖2為筋板損壞情況。

圖1 給料器布置圖

三、查找問題原因

1.對各個部件進行檢查

給料器振動槽體底部出現(xiàn)開裂情況，可能是因某部件損壞，造成不規(guī)則振動或磕碰等原因造成，首先對損壞振動槽體兩側振動電機檢查接線是否正確，打開振動電機上下兩側端蓋，檢查偏心塊是否存在松動或兩側不一致，均未發(fā)現(xiàn)有任何異常，檢查底部隔振彈簧和底部鋼結構支架，無變形或連接螺栓松動的情況發(fā)生，說明造成振動槽體底部連接筋板開裂的問題，不是不規(guī)則振動等原因造成。

圖2 筋板損壞情況

2.給料器共振問題分析

共振問題是對給料器鋼結構造成損壞的主要因素，振動給料器在工作時，可以通過控制振動電機工作頻率的大小來控制煤的流量，在實際生產(chǎn)作業(yè)中，當振動電機啟動時振動槽體的振動頻率會逐漸上升到與振動電機頻率相同，在上升的過程中會通過一個頻率區(qū)，其振動頻率與支撐鋼結構和座簧的固有頻率相同，支撐鋼結構就會發(fā)生諧振，也就是產(chǎn)生共振。這時候，鋼結構就會產(chǎn)生相當劇烈的晃動，晃動的力使振動槽體上的連接螺栓松動，甚至把螺栓振斷，嚴重時，甚至造成鋼結構開裂。此次振動槽體損壞，其底部襯板連接螺栓出現(xiàn)了斷裂丟失的情況，故推斷可能由共振問題所至。

3.分析損壞的槽體

分析為何只有1#、4#振動槽體損壞，而中間兩臺未出現(xiàn)損壞跡象，在使用過程中發(fā)現(xiàn)，由于1#、4#給料器分別位于翻車機的兩邊，翻車后料倉內(nèi)煤量比中間兩斗內(nèi)煤量小，4臺給料器參數(shù)設計相同，待煤量較大的料倉內(nèi)料位達到允許下一循環(huán)翻車時，煤量較小的1#、4#料斗內(nèi)已經(jīng)無煤，使翻卸的每個循環(huán)都會有空斗的情況發(fā)生，造成給料器空斗后在低頻的情況下振動一段時間，使振動頻率與鋼結構固有頻率相同，進而產(chǎn)生共振，對振動給料器機械結構造成了一定的傷害，在檢查時發(fā)現(xiàn)振動槽體襯板螺栓斷裂丟失，就是長期的共振造成的，襯板部分連接螺栓丟失后，襯板與振動槽體存在間隙和相對運動，由于振動槽體的運動形式，在每次無煤料空斗振動時，振動槽體內(nèi)襯板會拍打母板，造成母版變形，進而導致振動槽體底部加強筋板斷裂。

四、處理方法

1.更改給料器電控程序

通過電氣手段更改翻控室的上位機系統(tǒng)PLC程序，控制給料器電機變頻器，使電機的轉速由原先的750 r/min，960 r/min 兩 段， 改 為 660 r/min，760 r/min，860 r/min，960 r/min的 4段位，增加電機可控段位，可控制電機在低轉速下運行，電機轉速降低后，振動頻率也會下降，使煤料不會過快的輸送到皮帶上，減少造成空斗的情況，使4臺給料器內(nèi)料位高度達到基本一致。

2.調整振動電機偏心塊夾角

通過機械手段更改振動電機振幅，調整振動電機偏心塊夾角，降低振幅，使1#、4#給料器電機夾角由原始的85%，調整到55%，2#、3#給料器電機偏心塊夾角由原始的85%，調整到70%，使用中證明可保證給料量，在保證給料量的同時，通過減小振幅的方式減小激振力，對鋼結構起到保護作用，同時也減少給料過快造成的空斗情況，減少共振發(fā)生。

3.更改給料器控制流程

更改工藝流程，通過更改工藝流程的方法減少空斗現(xiàn)象的發(fā)生，進而減少共振，保證翻車機結束翻卸后給料器料倉內(nèi)有煤，料位在規(guī)定的最低料位即可，料倉內(nèi)一直有煤也可防止翻車機在下一循環(huán)將煤翻入料倉時，煤直接沖到皮帶上，皮帶上瞬時煤流過大就會形成“煤頭”，“煤頭”會造成皮帶沿線灑煤，影響現(xiàn)場環(huán)境。同時調整對給料器流量調節(jié)的閘板位置控制流程，在翻車機作業(yè)開始時，首先啟動皮帶機，然后閘板打開并翻車，最后給料器開始振動，從工藝流程上進一步減少了空斗現(xiàn)象。

五、結語

采用上述方法，滿足翻車機作業(yè)量要求，從2013年4月改造至今，給料器槽體未再發(fā)生槽體開裂的情況。