礦用新型犁式卸料器改進與應用

張吉清

（河北寰球工程有限公司，河北 涿州 072750）

礦用新型犁式卸料器可用于帶式輸送機水平段任意點卸料，具有布置靈活、結構簡單。但與卸料小車相比，其應用范圍較窄，主要用于處理粉狀和圓塊狀物料[1]。例如在電廠用于發(fā)電材料的分料儲存[2]，在礦廠處理粉料[3]。

此外，因為傳統(tǒng)犁式卸料器的設計和操作不合理容易導致皮帶損傷[4]，增加了維護成本,同時卸料器存在卸料不干凈的問題[5]。

有選礦廠在出現(xiàn)漏料問題時，將卸料器改為卸料小車[6]，但這種方式將大幅度增加設備和安裝費用。在選礦廠中，未有新型犁式卸料器應用的文獻報道，故本文將探討礦用新型犁式卸料器在選礦廠中的應用情況和改進措施。

1 礦用新型犁式卸料器簡介

圖 1新型犁式卸料器結構簡圖

某選礦廠所用新型犁式卸料裝置如圖1所示，主要包括犁刀、液壓推桿、承載托輥、液壓站、限位開關和現(xiàn)場控制面板等。犁刀通過液壓推桿和活動支架可以平行的抬起和下落，犁刀下方的托輥為無槽角的平行托輥，用于支撐犁刀保證物料順利卸入粉礦倉。

犁刀的運行位置由限位開關安裝位置確定。卸料器的控制可以在現(xiàn)場的控制面板實現(xiàn)控制，也可以在DCS進行遠程控制。液壓推桿的液壓油是由液壓站提供，此液壓站由油箱、液壓油輸送泵和蓄能器等組成，根據(jù)現(xiàn)場配置，一臺液壓站同時為四臺犁式卸料器供油。

礦用犁式卸料器、膠帶機和粉礦倉的配置如圖2所示，四臺卸料器與膠帶機一起分別為五個倉供料，從而保證下游五條磨礦流程的正常運行。

為了實現(xiàn)自動控制和防止倉中的灰塵影響，為每個倉配置了導波雷達料位計，用于實時獲取物料高度數(shù)據(jù)。當料位達到高料位或者進料時間超過設定時間，將按照程序設定的進料順序通過控制機器來進行各倉進料的切換，從而實現(xiàn)粉礦倉進料的自動控制。

圖2 新型犁式卸料器、帶式輸送機和粉礦倉的配置簡圖

在上述的新型犁式卸料器和物料輸送配置的使用過程中，出現(xiàn)了皮帶刮傷、皮帶磨損和漏料問題，這些問題極大的影響了選廠的穩(wěn)定運行。

2 問題分析

2.1 皮帶刮傷

此礦用新型犁式卸料器處理的礦石是經(jīng)過顎式破碎機、反擊式破碎機和高壓輥磨機破碎得到的礦石，在這種礦石中存在較多的次棱角狀、條狀顆粒，其粒度分布見表1，物理性質見表2。

表1 礦石粒度分布

表2 礦石物理參數(shù)

由表1可知，礦石的粒度較大，不屬于粉狀或圓塊狀顆粒。由表2可知，此礦石的硬度處于中等水平。在犁刀下落或正常運行的過程中，這種形狀的顆粒容易壓迫皮帶陷入兩個承載托輥之間縫隙處，在皮帶運輸過程中不足以將顆粒破碎，從而導致刮傷皮帶。

2.2 供料不均衡

犁刀下落后，犁刀與皮帶存在縫隙，根據(jù)表1-1中的粒度分布，細粒級的含量不少，細料總會從縫隙中漏出，最終進入1號倉中，這就導致1號倉始終存在進料行為。

在對礦用犁式卸料器改造之前，為了防止犁刀對皮帶的刮傷磨損，需要將犁刀底部與皮帶的間隙調整到較高的數(shù)值，這樣就直接導致，有一半的物料會漏出進入1號倉。

為了防止?jié)M倉，就必須保證下游的磨礦系統(tǒng)始終處于運行狀態(tài)，當進行此條線磨礦系統(tǒng)的正常維護工作時，必須將卸料器和膠帶機的供料作業(yè)全部停止，從而影響了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[7]。

3 整改方案

3.1 防止皮帶刮傷和磨損措施

將承載托輥改為平面托板（見圖3），為了保證托板與皮帶不出現(xiàn)過度磨損，托板頂部使用超高分子量聚乙烯（UHMW-Pe），與眾多的聚合物材料相比，這種超高分子聚乙烯材料具有摩擦系數(shù)小、磨耗低、耐沖擊、耐壓和自潤滑性[8]，可以較好的替代承載托輥，同時消除了托輥之間的間隙，防止礦石顆粒劃傷皮帶。

圖3 改造后的犁式卸料器

另外，為了減少犁刀卸料時對皮帶的磨損，將四個礦用犁式卸料器減少到兩個，見圖4。

圖4 改造后的配置簡圖

3.2 防止漏料和保證下游合理供礦措施

為了減少漏料，在犁刀之后增加了單側二次卸料裝置，這樣可以保證犁刀底部與膠帶之間的間隙處于高位（30mm），減少皮帶的磨損，而二次卸料裝置底部與膠帶之間的間隙調低（2mm），如此可以最小量的減少漏料，見圖3。

為了保證日常維護時間，將各倉之間的隔板去掉做成連通的粉礦倉，同時重新調整卸料點，如圖4。由此，當1號倉對應的磨礦系統(tǒng)停止運行時，進入1號倉的料會自動進入2號倉，從而保證了磨礦系統(tǒng)的維護時間。

4 整改后的控制和工藝參數(shù)變化

4.1 控制邏輯

改造前，每個倉都對應一個卸料點；改造后，1和2號倉共同由一個卸料點進料，3號倉與之前一樣只有一個卸料點，但它的少部分進料也可以兼顧到2和4號倉，4和5號倉也共用一個卸料點。

在這種情況下，之前的控制方式已經(jīng)不再適用，為了實現(xiàn)自動控制，需將1和2號倉卸料控制改為，在給1和2號倉進料的情況下，當1和2號倉的料位同時到達高位或進料時間用完時，此卸料點停止卸料，按程序順序切換到其它卸料點；3號倉與之前一樣，當3號倉的料位到達高位或進料時間用完時，此卸料點停止卸料，按程序順序切換到其它卸料點；4和5號倉的進料控制與1和2號倉的一樣。以上控制的料位高度和進料時間都需要根據(jù)實際情況做相應的調整。

4.2 緩沖時間和皮帶磨損時間百分比

卸料點數(shù)量和位置的改變導致粉礦倉中料堆的形狀發(fā)生了改變，最終導致粉礦倉物料的有效容積發(fā)生改變[9]。每個倉的外形大小為長6m×寬8m×高8m，進料量為812.5m3/h，通過三維建模獲得總有效容積，再經(jīng)計算得到總緩沖時間[10]。

同時，卸料點的減少改變了犁刀在卸料時對皮帶的磨損時間，從而降低了對皮帶的磨損。表3列出了改造前后粉礦倉參數(shù)的變化。

表3 粉礦倉參數(shù)變化

由表3可知，與改造前相比，有效容積和緩沖時間大約減少了30%，在連續(xù)生產(chǎn)中，這對檢維修有一定的影響，但根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，影響不大，在可接受的范圍內。

磨損時間則降低了14.4%，這在一定程度上延長了皮帶的使用壽命。

4.3 漏料

與礦用新型犁式卸料器配套的膠帶機，其帶寬為1400mm，帶速為2.5m/s，則根據(jù)處理量812.5m3/t和二次卸料器底部與皮帶的間隙2mm可得到，漏料量占給料量的3.1%，漏料都進入了1和2號倉。

若出現(xiàn)極端情況，1和2號倉需同時停止向下游供料，基于1和2號倉的有效容積168m3，得到1和2號倉接收漏料的時間為6.72小時，對于非重大的日常檢維修任務，在這段時間內足以完成。

5 結論

傳統(tǒng)的犁式卸料器在選礦廠使用過程中會出現(xiàn)刮傷、磨損和漏料等問題，針對這些問題，對卸料器進行局部改造，在改造后半年內未出現(xiàn)機器刮傷皮帶問題，同時皮帶也未出現(xiàn)嚴重磨損，下游的磨礦系統(tǒng)實現(xiàn)了穩(wěn)定運行和定期維護，即新型犁式卸料器在礦廠中可以實現(xiàn)穩(wěn)定運行。

[1]張冬冬.煤礦新型犁卸料器應用分析[J].中國機械,2013(4):176-176.

[2]程文光,趙海燕,吳俊峰,等.新型卸料小車的設計特點[J].華電技術,2010,32(12):37-39.

[3]李健.帶犁式卸料器的帶式輸送機多料倉自動卸料系統(tǒng)的應用[J].礦山機械,2016(10):93-95.

[4]耿蘭生.犁式卸料輸送機膠帶損傷原因分析[J].電力安全技,2003(2):32.

[5]殷筑生.曲面復刮板電動犁式卸料器的工作原理與特性[J].起重運輸機械,1998(5)：20-22.

[6]李果.犁式卸料器的工藝提高和缺陷改進[J].世界有色金屬,2017(4):153-155.

[7]劉英,劉萍,陳成泗,等.超高分子量聚乙烯的特性及應用進展[J].國外塑料,2006,23(11):36-40.

[8]李溪源,張立娟.中平能化某礦帶式輸送機選型改造設計[J].煤礦機械,2017,38(7):15-18.

[9]劉景文,史慶貴,董新,等.小青礦選煤廠商品煤裝車系統(tǒng)改造[J].華東科技:學術版,2015(4):380-380.

[10]張媛,王君,張哲,等.帶式輸送機雙側犁式卸料器力學分析與結構優(yōu)化[J].煤炭科學技術,2013,41(6):77-79.