圓形煤場夏德堆取料機(jī)故障的分析與排除

陳東平

摘? 要：夏德圓形煤場堆取料機(jī)在生產(chǎn)過程中應(yīng)用頻繁，導(dǎo)致系統(tǒng)故障率升高，隨著設(shè)備使用年限的升高，設(shè)備工作效率降低，后期的投入維修成本升高，嚴(yán)重時(shí)會直接影響設(shè)備的正常生產(chǎn)投入運(yùn)用，間接給企業(yè)造成較大經(jīng)濟(jì)損失。該文闡述了夏德堆取料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及各種潛在的故障問題，針對夏德堆取料機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的相關(guān)故障現(xiàn)象，分析原因保證設(shè)備穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：夏德堆取料機(jī)? 機(jī)械結(jié)構(gòu)? PLC? 液壓張進(jìn)力低? 鏈條脫軌

中圖分類號：TQ172.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）11（c）-035-03

Analysis and Elimination of SCHADE Stacker and Reclaimer Failure in Circular Coal Yard

CHEN Dongping

（Guangdong Red Bay Power Generation Co.， Ltd.， Shanwei， Guangdong Province， 516600 China）

Abstract： The frequent use of stackers and reclaimers in the production process of SCHADE circular coal yard leads to an increase in the system failure rate. As the service life of the equipment increases， the efficiency of the equipment decreases， and the later investment and maintenance costs increase， and it will directly affect the normal production and use of equipment， and indirectly cause greater economic losses to the enterprise. This article describes the structural design of the SCHADE stacker and reclaimer and various potential failure problems. Aiming at the related failure phenomena that often occur in the SCHADE stacker and reclaimer， analyze the reasons accordingly to ensure stable and efficient operation of the equipment.

Key Words： SCHADE stacker and reclaimer; Mechanical structure; PLC; Low hydraulic tension; Chain derailment

1? 夏德堆取料機(jī)簡介

夏德圓形煤場堆取料機(jī)是一種高效、連續(xù)、遠(yuǎn)程操作的裝卸機(jī)械，該設(shè)備的堆取料過程均在封閉的環(huán)境下進(jìn)行，不會對環(huán)境造成污染，還不會危及到周圍行人的人身安全[1-2]。封閉的圓形煤場選用堆取料一體機(jī)的工作模式，可以實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻的堆料與取料作業(yè)，能夠保證設(shè)備的低成本、高效率運(yùn)行。在相同的產(chǎn)業(yè)約束條件下，夏德圓形煤場堆取料機(jī)一體的占地面積更小，節(jié)省了大量的基建費(fèi)用和使用空間費(fèi)用。從設(shè)備的安全性設(shè)計(jì)和自動化設(shè)計(jì)等方面來考慮，夏德堆取料機(jī)采用了全自動化的PLC程序控制模式[3-4]，可以實(shí)現(xiàn)煤場上煤、卸煤過程的無人控制及遠(yuǎn)程控制[5-6]，自動化控制技術(shù)的引入不僅可以大幅度地提高設(shè)備的使用效率，在設(shè)備檢修和故障排查時(shí)也具有一定的便捷性和可操作性。夏德堆取料機(jī)采用了一體式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中堆料機(jī)的額定出力為3000t/h，最高出力為3600t/h;取料機(jī)的額定出力為1500t/h，最高出力為1800t/h。夏德堆取料機(jī)在取料端設(shè)計(jì)了一臺活化給料機(jī)，在煤場還增加了應(yīng)急煤斗及下端設(shè)計(jì)一臺活化給料機(jī)，以便在原有設(shè)備發(fā)生故障時(shí)采取應(yīng)急的相關(guān)措施。

2? 夏德堆取料機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣控制保護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用堆取料一體，同心同柱。堆料機(jī)采用了水平懸臂帶式輸送結(jié)構(gòu)，堆料懸臂及配重，堆料機(jī)的活動空間范圍是360°環(huán)形區(qū)域，在該空間范圍內(nèi)除禁堆區(qū)能夠自由地堆料。取料機(jī)采用懸臂式刮板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同樣可以實(shí)現(xiàn)在360°空間范圍內(nèi)配合堆料機(jī)自由旋轉(zhuǎn)，設(shè)置取料俯仰、旋轉(zhuǎn)、駕駛室及配重。

2.2 電氣控制保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，夏德堆取料機(jī)以自動化的設(shè)計(jì)方式為主，提高和改善在單位時(shí)間內(nèi)堆取料的合理比例范圍，降低對煤炭資源的浪費(fèi)，電氣結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)設(shè)定如表1 所示。

夏德堆取料機(jī)配備獨(dú)立的開關(guān)柜，經(jīng)過電纜滑環(huán)結(jié)構(gòu)，將電能輸送到堆取料機(jī)上的獨(dú)立配電柜內(nèi)，再通過變壓裝置及轉(zhuǎn)壓裝置向各設(shè)備部件供電。通訊控制線路與另一臺配電柜連接，通信與動力分屬于不同的配電柜，中心柱處采用電纜滑環(huán)控制模式。在連鎖保護(hù)設(shè)計(jì)方面包含項(xiàng)目，如表2。

3? 夏德堆取料機(jī)故障現(xiàn)象及原因分析

由于夏德堆取料機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，且各類電子元器件都具有聯(lián)網(wǎng)功能和連鎖保護(hù)功能，并配備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)，在工作中難免出現(xiàn)故障，甚至造成刮板損壞、鏈條斷裂、鏈條脫軌等嚴(yán)重的事故。設(shè)備的主要故障現(xiàn)象描述如下：

第一，當(dāng)鏈條張緊力頻繁報(bào)張緊力低報(bào)警時(shí)，無法啟動取料機(jī)運(yùn)行，需等待補(bǔ)充張緊油后才能啟動取料機(jī)運(yùn)行。

第二，當(dāng)取料機(jī)取料較多并發(fā)生脫軌時(shí)，有電流突然增大的現(xiàn)象，即使及時(shí)將取料臂抬起也幾乎無法降低電流。

第三，當(dāng)鏈條發(fā)生脫軌時(shí)，軌道破壞變形、導(dǎo)輪損壞、刮板變形損壞，可能繼續(xù)運(yùn)行會報(bào)取料機(jī)高或低位運(yùn)行信號消失（此信號是刮板變形擠壓或缺失的表現(xiàn)）。

第四，當(dāng)脫軌發(fā)生后未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，再復(fù)位繼續(xù)啟動多次容易拉斷取料機(jī)的鏈條。

綜合分析上述幾點(diǎn)故障，要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控刮板鏈條的工作狀態(tài)，如果出現(xiàn)了非正常的工作狀態(tài)，及時(shí)預(yù)警并停止取料機(jī)運(yùn)行避免鏈條由于張緊力過小而導(dǎo)致故障的發(fā)生。原因分析：第一，取料機(jī)鏈條運(yùn)行十多年，鏈條有變形拉長現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)鏈條周長變長，張緊壓力伸縮桿伸出行程超過限位，鏈條未達(dá)到應(yīng)有的張緊壓力，造成鏈條刮板脫軌。第二，取料機(jī)張緊裝置內(nèi)部盤形彈簧疲勞，導(dǎo)致無法提供應(yīng)有的張緊力，造成鏈條刮板脫軌的一大因素。第三，取料機(jī)鏈條張緊油管存在泄漏現(xiàn)象，使鏈條的張緊壓力逐步降低。第四，取料機(jī)十多年未進(jìn)行整體大修，鏈條、刮板、導(dǎo)輪、軌道等設(shè)備老化變形，存在著相對較多的缺陷。

4? 故障排除與應(yīng)對措施

針對夏德堆取料機(jī)的常見故障，管理者可有針對性的明確堆取料機(jī)設(shè)備的操作與使用規(guī)程，并從設(shè)備設(shè)計(jì)與控制的角度可增加傳感器等設(shè)備，經(jīng)常進(jìn)行檢查和定時(shí)安排大修，提高設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

（1）制定嚴(yán)格的使用流程和操作流程，在堆取料機(jī)工作時(shí)按照使用流程操作，禁止超負(fù)荷、超時(shí)作業(yè)，避免設(shè)備由于超負(fù)荷工作而對機(jī)械和電路系統(tǒng)造成損害。規(guī)范對設(shè)備的正常使用與周期性保養(yǎng)行為，制定專門的責(zé)任人并做好設(shè)備日常點(diǎn)檢與維護(hù)記錄，通過增加日常培訓(xùn)頻次提高設(shè)備操作人員、維修人員的安全意識和責(zé)任意識。

（2）加強(qiáng)監(jiān)控取料機(jī)鏈條張緊壓力，正常壓力在100～120bar之間，壓力超出正常范圍或者波動異常立即停止取料機(jī)運(yùn)行，現(xiàn)場確認(rèn)設(shè)備情況。 執(zhí)行抄表制度，遠(yuǎn)程參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，對狀態(tài)進(jìn)行分析，對波動比較大的參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)檢查分析 做好運(yùn)行人員大型設(shè)備的安全操作培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。

（3）在初次發(fā)生脫軌事故后，應(yīng)當(dāng)查找具體原因，如鏈條延長、導(dǎo)輪缺損、刮板損壞應(yīng)及時(shí)更換，增加液壓缸墊塊應(yīng)對鏈條延長，暫時(shí)修復(fù)好的設(shè)備應(yīng)減少出力運(yùn)行，盡快安排徹底檢修解決問題。

（4）在經(jīng)常發(fā)生取料機(jī)鏈條脫軌的情況下，應(yīng)該配合進(jìn)行取料機(jī)的鏈條、軌道、導(dǎo)輪、刮板、盤形彈簧、張緊液壓缸的整體檢修。

5? 結(jié)語

夏德堆取料機(jī)是一種高效、穩(wěn)定的媒體周轉(zhuǎn)與運(yùn)輸工具，由于設(shè)備體型巨大、且復(fù)雜程度較高，如果長期在日常使用中存在超負(fù)荷的情況，長期運(yùn)行未進(jìn)行大修的情況，設(shè)備就存在較大的故障停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。在經(jīng)過整個(gè)取料機(jī)大修后，鏈條張緊力穩(wěn)定，加張緊油的頻次降低，取料機(jī)運(yùn)行良好。既有設(shè)備老化造成損壞的原因，也有操作人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常情況的原因，再則檢修未及時(shí)也可能造成事故的頻繁發(fā)生與擴(kuò)大。

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