DG200管狀帶式輸送機(jī)的優(yōu)化與改造

〔摘 要〕介紹紫金銅業(yè)熔煉廠管狀帶式輸送機(jī)的使用情況，分析目前存在現(xiàn)狀，通過對管狀帶式輸送機(jī)操作方式優(yōu)化、機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn)（包括頭部驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)整、頭部驅(qū)動(dòng)滾筒改造、中間段成管及展開段托輥重新選型、尾部受料裝置改造等），降低設(shè)備維護(hù)成本，解決導(dǎo)致管狀帶式輸送機(jī)停機(jī)的問題，提高設(shè)備穩(wěn)定性。

〔關(guān)鍵詞〕管狀帶式輸送機(jī)；爆管；打滑；成管；跑偏預(yù)警

中圖分類號(hào)：TF351? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B? ? ?文章編號(hào)：1004-4345（2024）01-0030-0４

Optimization and Renovation of DG200 Tubular Belt Conveyor

WEN Caiyi1， 2

（1. Zijin Copper Co.， Ltd， Longyan， Fujian 364204， China; 2. Fujian Key Laboratory for Green Production of Copper and Comprehensive Utilization of Associated Resources， Longyan， Fujian 364204， China）

Abstract? This paper introduces the use of tubular belt conveyor in Zijin Copper Smelter and analyzes the historical and existing issues. By optimizing the operation mode and improving the mechanical structure of tubular belt conveyor （The improvements include： adjustment of the head drive device， modification of the head drive drum， re-selection of the intermediate section tube forming and unfolding section roller， and modification of the tail material receiving device）， it can reduce the maintenance cost of equipment， solve the problems that caused the shutdown of tubular belt conveyor and improve the stability of equipment.

Keywords? ?tubular belt conveyor; tube burst; slipping; tube forming; deviation warning

1? ?DG200管狀帶式輸送機(jī)現(xiàn)狀

管狀帶式輸送機(jī)（簡稱“管帶機(jī)”）是日本JPC公司設(shè)計(jì)發(fā)明的一種兼有管道輸送和帶式輸送的新型輸送機(jī)新型運(yùn)輸設(shè)備。在該設(shè)備運(yùn)輸過程中，物料處于自動(dòng)封閉狀態(tài)，環(huán)保效果好；輸送線可沿空間曲線布置，省去了中轉(zhuǎn)站環(huán)節(jié)，投資費(fèi)用少；提升角度大，具有更強(qiáng)的爬坡能力，能更好地適應(yīng)復(fù)雜惡劣的地形條件。

紫金銅業(yè)熔煉廠銅精礦輸送采用的是專用DG200管狀帶式輸送機(jī)。該設(shè)備是四川省某公司在引進(jìn)日本技術(shù)的基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)開發(fā)的產(chǎn)品，機(jī)體長870.8 m，管徑為200 mm，最大設(shè)計(jì)輸送能力為270 t/h，正常為250 t/h，最小為220 t/h，輸送體積為120～180 m3/h，最大帶速為2.25 m/s。整套設(shè)備由頭部變頻驅(qū)動(dòng)裝置、鋼絲繩芯帶、重錘配重拉緊裝置、中間成管段、展開段托輥、桁架、滾筒、7 536組正六邊窗式托輥組、壓帶裝置托輥、尾部受料裝置、電氣控制系統(tǒng)等部分構(gòu)成[1]，如圖1所示。

管狀帶式輸送機(jī)的穩(wěn)定性和工藝合理性直接影響熔煉廠配料干燥系統(tǒng)的作業(yè)率，如故障長時(shí)間無法解決，將導(dǎo)致閃速爐停爐，影響公司生產(chǎn)。在紫金銅業(yè)這臺(tái)ＤＧ２００管狀帶式輸送機(jī)投入使用10余年的過程中，該頭部驅(qū)動(dòng)裝置、中間成管段、展開段等部位出現(xiàn)的問題見圖2。具體問題如表1。

2? ?具體問題分析及改造優(yōu)化

針對表1中所列問題，紫金銅業(yè)有限公司對管狀帶式輸送機(jī)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造和優(yōu)化，上述問題均在實(shí)踐中得到了解決持續(xù)。目前，紫金銅業(yè)有限公司管狀帶式輸送機(jī)上料系統(tǒng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)100%，年度非正常停機(jī)次數(shù)逐年降低，已趨于零，為生產(chǎn)系統(tǒng)的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)提供了有力保障。

2.1? 頭部驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)整

該設(shè)備頭部驅(qū)動(dòng)裝置由220 kW變頻電機(jī)、額定熱功率238 kW齒輪減速機(jī)、梅花形彈性聯(lián)軸器、齒式柱銷聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒、頭部支架等組成。該部分裝置主要存在梅花彈性聯(lián)軸器彈性塊易碎，半聯(lián)軸器受撞擊易損壞，齒式柱銷聯(lián)軸器異響、柱銷受非正常擠壓力、剪切力影響頻繁斷裂等問題。

經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，減速機(jī)輸入端與電機(jī)輸出端同軸度不好，徑向極限偏差達(dá)到了0.8 mm，角度極限偏差達(dá)到了1/1 000，減速機(jī)輸出端與傳動(dòng)滾筒端同軸度徑向極限偏差達(dá)到了0.6 mm，角度極限偏差達(dá)到了0.5/1 000，兩處同軸度誤差值均超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。6個(gè)電機(jī)底座螺栓孔眼出現(xiàn)輕微錯(cuò)位，電機(jī)無法完全按要求進(jìn)行調(diào)整，頭輪支架安裝偏斜，造成傳動(dòng)滾筒軸與減速機(jī)輸出軸同軸度出現(xiàn)偏差，無法符合標(biāo)準(zhǔn)。

為此，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，技術(shù)人員通過采用擴(kuò)孔方式將6個(gè)電機(jī)底座螺栓孔眼各擴(kuò)大了5.5 mm，加大了電機(jī)左右調(diào)整余量，達(dá)到孔位消除的目的。同時(shí)，通過增墊方式調(diào)整頭輪支架，在保證傳動(dòng)滾筒與整體支架平行后，以滾筒面水平為基準(zhǔn)，按減速機(jī)輸出端聯(lián)軸器至電機(jī)輸出端聯(lián)軸器的順序?qū)蓚€(gè)連接軸進(jìn)行逐步打表調(diào)整，最終調(diào)整完成后兩處同軸度數(shù)據(jù)見表2。

應(yīng)該注意的是，彈性柱銷齒式聯(lián)軸器柱銷孔加工時(shí)孔眼均分存在誤差，安裝時(shí)必須找到聯(lián)軸器上對應(yīng)的數(shù)字鋼印標(biāo)記，且標(biāo)記方向必須一致，才能保證尼龍柱銷正確安裝。

2.2? 頭部驅(qū)動(dòng)滾筒改造

頭部驅(qū)動(dòng)滾筒最初配置為光面襯膠鋼制滾筒，在遇雷雨天氣時(shí)，經(jīng)常因輸送帶遇水打滑，速度檢測開關(guān)檢測到膠帶無線速度問題導(dǎo)致設(shè)備斷帶連鎖停機(jī)。打滑時(shí)，傳動(dòng)滾筒膠面與輸送帶相對滑動(dòng)，加劇了滾筒膠面與輸送帶磨損[3]。

該輸送機(jī)設(shè)計(jì)傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)m=0.35，傳動(dòng)滾筒的圍包角為220°。原傳動(dòng)滾筒包為膠采用的是普通橡膠。該類材質(zhì)在普通平皮帶、槽型皮帶機(jī)上應(yīng)用廣泛，而紫金銅業(yè)這臺(tái)DG200管狀帶式輸送機(jī)剛性大，提升高度大（50.71 m），使用的是鋼絲繩芯輸送帶，普通橡膠材質(zhì)的包膠存在易磨損、易老化問題，無法滿足實(shí)際使用要求[2]。

為消除打滑現(xiàn)象，須對摩擦系數(shù)、圍包角兩個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行重新核算設(shè)計(jì)。傳動(dòng)滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)主要由滾筒膠面決定，經(jīng)過調(diào)研交流，最終確認(rèn)選型使用鑲嵌陶瓷片（尺寸為20 mm×20 mm×5 mm）和膠板（厚度為16 mm）的陶瓷包膠滾筒。此類滾筒與輸送帶的摩擦系數(shù)高，陶瓷膠板表面通過將獨(dú)立的小塊陶瓷片鑄進(jìn)特殊橡膠板中，每個(gè)陶瓷片都有凸起的點(diǎn)狀特征，在管狀帶式輸送機(jī)輸送帶壓力下，幾千個(gè)陶瓷片凸點(diǎn)能夠產(chǎn)生足夠大的摩擦牽引力，防止皮帶打滑，保護(hù)輸送帶，延長滾筒的使用壽命。改造至今未再出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。陶瓷膠面與普通橡膠面的摩擦系數(shù)及相同工況下的使用壽命見表1。

3.3? 中間段成管展開段托輥重新選型

成管及展開裝置為整個(gè)管狀帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵構(gòu)件。成管裝置包含成管壓帶裝置托輥組、窗式托輥組、過渡托輥組、變槽角托輥組等，展開裝置包含展開壓帶裝置托輥、過渡托輥組、變槽角托輥組等。成管時(shí)由過渡托輥組以及變槽角托輥組對輸送帶槽角進(jìn)行逐步過渡，此時(shí)槽角為10°～60°，通過成管壓帶裝置托輥導(dǎo)向與窗式托輥組共同作用形成圓管。展開時(shí)，由變槽角托輥組以及過渡托輥組逐步進(jìn)行過渡，此時(shí)槽角為60°～10°，通過展開壓帶裝置托輥對輸送帶進(jìn)行展開。該部分裝置過渡托輥組、變槽角托輥組存在使用壽命低，經(jīng)常出現(xiàn)中部斷裂問題，而斷裂托輥斷口被膠帶磨得異常鋒利易劃傷皮帶。

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，所有過渡托輥組、變槽角托輥組托輥均使用89 mm × 2.5 mm Q235無縫鋼管制造而成，輸送的物料具有一定的腐蝕性，托輥組安裝時(shí)與輸送帶的接觸為局部接觸，接觸面小，托輥局部受力。當(dāng)輸送帶給托輥壓力不變的情況下，托輥與輸送帶接觸面越大，托輥單位面積受到壓力越小。

通過現(xiàn)場勘查分析，最終確認(rèn)采用聚氨酯托輥來替代原設(shè)計(jì)使用的光面鋼制托輥。聚氨酯托輥具備良好的耐磨性能及耐腐蝕性能，且磨損斷裂后不會(huì)形成鋒利刃邊，不會(huì)對輸送帶造成損傷。調(diào)整過渡托輥組、變槽角托輥組托輥與輸送帶的接觸，每個(gè)托輥接觸輸送帶不低于托輥長度的60%，在尾部展開段第一組反V托輥組前新增一組反V托輥組，均分輸送帶壓力。托輥使用壽命改造前后對比見表4。托輥與輸送帶接觸面改造前后對比見圖３。

3.4? 輸送帶跑偏、打卷、爆管問題措施

2016年5月9日晚，管狀帶式輸送機(jī)從尾部至消防站后面第2個(gè)架子都處于扭管狀態(tài)。經(jīng)過26 h的搶修，管狀帶式輸送機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。此類故障嚴(yán)重影響管狀帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，扭管原因由回程段輸送帶成管時(shí)搭接處錯(cuò)邊，輸送帶橫向張力及成管形狀發(fā)生變化，與調(diào)整好的窗式托輥組間摩擦力改變，引起輸送帶跑偏。導(dǎo)致成管搭邊錯(cuò)誤原因主要有：成管壓帶托輥損壞、壓帶托輥安裝位置錯(cuò)誤、輸送帶成管時(shí)異常受力。

3.5? 尾部受料裝置改造

尾部主要由尾輪滾筒、緩沖托輥組、導(dǎo)料槽、物料限位裝置、回程清掃器等組成。尾部輸送帶受料量大小直接關(guān)系到管狀帶式輸送機(jī)的輸送效率，影響輸送帶成管，受料量連續(xù)超過可接受范圍時(shí)，輸送帶將爆管、物料外溢、電機(jī)過載設(shè)備停機(jī)[5]。原則上，管狀帶式輸送機(jī)物料填充率不得超過管徑的67.19%。尾部受料裝置改造優(yōu)化內(nèi)容及效果見表6。

4? ?結(jié)語

本文主要總結(jié)紫金銅業(yè)管狀帶式輸送機(jī)在歷經(jīng)10余年使用過程中碰到各種問題的解決辦法及優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)際使用情況，改進(jìn)優(yōu)化重要部位結(jié)構(gòu)，采用新材料、新技術(shù)，在保持設(shè)備穩(wěn)定性方面取得了較好成績，其中設(shè)備完好率達(dá)到99%以上，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率99%以上，檢修成本降低50萬元/d以上。目前，該廠管狀帶式輸送機(jī)還重錘張緊裝置處存在異常跑偏情況。在后期的工作中將持續(xù)對該問題進(jìn)行研究，提出可行的解決方案。

參考文獻(xiàn)

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[3]? ?邊美柱，孫文婷，李濤.管狀帶式輸送機(jī)常見故障分析及對策[J]. 包鋼科技，2022，48（4）：78-81.

[4]? ?馬建新，陳兵.帶式輸送機(jī)偏移與扭轉(zhuǎn)改進(jìn)方案[J].港口裝卸，2022（3）：35-36.

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收稿日期：2023-05-31

作者簡介：溫才益（1990—），男，主要從事銅冶煉設(shè)備管理。