帶式輸送機(jī)下料口溜槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

王曉霞

（霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦， 山西 霍州 031412）

引言

帶式輸送機(jī)是常見的大型物料運(yùn)輸設(shè)備，具有運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、輸送量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)企業(yè)。帶式輸送機(jī)主要由機(jī)頭部、過渡架、中間架、機(jī)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(jī)物料的轉(zhuǎn)接點(diǎn)，既是物料運(yùn)轉(zhuǎn)的通道，同時(shí)又兼具緩沖物料的作用。作為帶式輸送機(jī)的重要組成部分之一，下料口溜槽維護(hù)情況及運(yùn)行狀態(tài)的好壞對(duì)帶式輸送機(jī)具有重要影響。如何設(shè)計(jì)技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的下料口溜槽，延長其使用時(shí)間，對(duì)于提高帶式輸送機(jī)開機(jī)率具有重要的作用。

1 常用下料口溜槽結(jié)構(gòu)

下料口溜槽由格柵條、擋板及護(hù)板等構(gòu)成，依據(jù)輸送機(jī)料口形狀選用不同材質(zhì)的鋼板制作下料口，首先組裝成一個(gè)漏斗形狀的下料口，并在其下方安裝用于物料流動(dòng)及起支承作用的格柵結(jié)構(gòu)。根據(jù)溜槽安裝方式的不同格柵結(jié)構(gòu)可分為移動(dòng)式和固定式兩種，固定式主要用于輸送機(jī)機(jī)頭，而移動(dòng)式常與卸料車配合使用并用于物料轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

2 下料口溜槽使用現(xiàn)狀

通過調(diào)研考察大量現(xiàn)有溜槽使用狀況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有溜槽在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上均存在一定的缺陷。在帶式輸送機(jī)運(yùn)行過程中，若物料相對(duì)潮濕或者受到淋水影響，會(huì)在下料口附近發(fā)生黏附現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵料事故，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。若發(fā)生了堵料事故，需停產(chǎn)進(jìn)行處理，而在該過程中，受到空間及結(jié)構(gòu)的限制，清理過程繁瑣費(fèi)力，人力及物力成本很高，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

受到輸送機(jī)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(jī)均設(shè)置下料口，作為物料轉(zhuǎn)運(yùn)的重要設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)有重要的影響。下料口溜槽在使用過程中會(huì)受到物料的沖擊和磨損作用，因而也容易產(chǎn)生損壞，需要進(jìn)行維修并將損壞的板材進(jìn)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(shí)間沖擊載荷作用下，會(huì)發(fā)生磨損變形。格柵鋼板為普通材質(zhì)，其抵抗磨損和沖擊的能力不夠，易發(fā)生斷裂故障，若斷裂的鋼板掉落到物料上會(huì)造成膠帶撕裂故障，影響正常生產(chǎn)的進(jìn)行。格柵鋼板發(fā)生磨損后，需要定期進(jìn)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(gòu)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(shí)無法對(duì)物料起到良好的疏導(dǎo)作用。在日常生產(chǎn)過程中，鋼板在物料的沖擊作用下發(fā)生嚴(yán)重變形，需經(jīng)常進(jìn)行修補(bǔ)，而修補(bǔ)后的鋼板使用效果不佳。

2）材料磨損。溜槽起到承載轉(zhuǎn)接物料的作用，塊狀物料運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)對(duì)鋼板產(chǎn)生摩擦和沖擊作用，對(duì)鋼板表面造成一定程度的損傷。出現(xiàn)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(chǎn)過程中受到物料的沖擊和磨損，易發(fā)生損壞，需要經(jīng)常進(jìn)行修理，而長時(shí)間運(yùn)行磨損嚴(yán)重后，則必須進(jìn)行更換[1-2]。

3）撒料、堵料問題。受到溜槽自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安裝的影響，無法將所有的裂隙全部密閉，經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，一部分鋼板會(huì)產(chǎn)生形變，出現(xiàn)空隙，從而造成物料撒落。受到溜槽鋼板制作格柵時(shí)角度的影響，若物料相對(duì)潮濕，則容易產(chǎn)生黏結(jié)現(xiàn)象，發(fā)展到一定程度，則會(huì)導(dǎo)致堵料事故的發(fā)生。

4 下料口溜槽優(yōu)化方案

針對(duì)之前使用的溜槽在材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)安裝上存在的諸多不足，撒料、堵料事故頻發(fā)，維修率居高不下的問題，需采取相關(guān)措施對(duì)溜槽進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低故障率，提高其正常運(yùn)行效率。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：延長格柵使用時(shí)間，減少更換次數(shù)；對(duì)鋼板進(jìn)行適當(dāng)選型，選擇抗沖擊及耐磨性好的鋼板；對(duì)格柵和料口的安裝角度進(jìn)行調(diào)整，減小其受沖擊和磨損的力度。

1）優(yōu)化溜槽結(jié)構(gòu)主要從料倉安裝角度和導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面來進(jìn)行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及物料在溜槽的運(yùn)動(dòng)情況，工作人員對(duì)溜槽進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，將溜倉角度由40°提高至60°，物料的流動(dòng)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(dá)500型鋼板替換關(guān)鍵部位的板材，提高其整體強(qiáng)度[3]。

2）優(yōu)化格柵結(jié)構(gòu)。現(xiàn)階段使用的格柵設(shè)計(jì)在數(shù)量和結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝不相適應(yīng)，抗沖擊和耐磨性不足，在運(yùn)行過程中磨損與斷裂等故障頻發(fā)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，使格柵的數(shù)量及間距布置更加合理，調(diào)整格柵的角度，使物料的流動(dòng)性更好[4]。選用強(qiáng)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(dòng)，對(duì)格柵條鋼板進(jìn)行加固處理，以防止其斷裂后掉落。

3）優(yōu)化制作工藝，做到按圖施工。根據(jù)設(shè)計(jì)好的圖紙，逐個(gè)進(jìn)行零部件安裝，嚴(yán)格把控過程質(zhì)量，對(duì)于需要焊接的坡口，對(duì)焊接參數(shù)及焊材進(jìn)行仔細(xì)分析，制定詳細(xì)的焊接工藝。

5 方案實(shí)施

該帶式輸送機(jī)運(yùn)行參數(shù)：皮帶運(yùn)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(yùn)載物料粒度d≤300 mm，運(yùn)量Q=2 450 t/h，物料平均密度ρ=1 357 kg/m3。根據(jù)物料運(yùn)行速度，確定物料拋出運(yùn)行軌跡及落點(diǎn)位置，基于此確定格柵條的安裝部位、尺寸及角度等信息。

結(jié)合下料口溜槽的實(shí)際情況，選用簡(jiǎn)單可靠的設(shè)計(jì)方案，使溜槽結(jié)構(gòu)和帶式輸送機(jī)充分適應(yīng)。查閱相關(guān)參考資料，并結(jié)合輸送機(jī)參數(shù)，仔細(xì)分析溜槽的安裝角度及位置等信息，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助手段，確定各部件的尺寸及安裝部位，并繪制圖紙，并進(jìn)行核對(duì)，最終設(shè)計(jì)的安裝總圖如圖1所示。

設(shè)計(jì)要與現(xiàn)場(chǎng)施工情況相結(jié)合，以便于后期的安裝工作順利進(jìn)行，對(duì)于鋼板的切割、拼裝及焊接等工作，要做到技術(shù)上安全可靠，現(xiàn)場(chǎng)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(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行切割加工[5]，為保證鋼板的熱力學(xué)性能及強(qiáng)度要求，采用冷切割的方法。對(duì)于受沖擊載荷嚴(yán)重部位的鋼板，可選用焊達(dá)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(qiáng)度要求。

2）制作安裝。結(jié)合設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)上。嚴(yán)格執(zhí)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(duì)于存在缺口的部位要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊處理，并涂抹底漆和面漆各兩道。

3）后期改進(jìn)，對(duì)下料口溜槽進(jìn)行一系列改進(jìn)后，對(duì)其運(yùn)行過程進(jìn)行追蹤監(jiān)測(cè)，針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理，針對(duì)發(fā)生撒料的部位采用柔性材料進(jìn)行遮擋。

6 結(jié)語

帶式輸送機(jī)下料口溜槽經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過一年的運(yùn)行觀測(cè)，新型下料口溜槽在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能材質(zhì)等方面達(dá)到了預(yù)期效果，有效解決了堵料故障，提高了生產(chǎn)效率，在同等工況條件下，有一定的推廣借鑒意義。