新型夾皮帶卸船機(jī)氣室維修簡介

◎ 張廷軍

（中儲糧（盤錦）物流有限公司，遼寧 盤錦 124000）

中儲糧（盤錦）物流有限公司的兩臺1 000 t·h-1雙夾帶連續(xù)散糧卸船機(jī)，于2019年6月投入重載運(yùn)行，使用至今單機(jī)卸船量近300 萬t。二號卸船機(jī)垂直臂氣室在2021年8月發(fā)現(xiàn)損壞，經(jīng)過多次現(xiàn)場勘查、維修方案論證、審批，最終于2021年10月底完成修復(fù)。經(jīng)多次來船帶糧測試，氣室及皮帶運(yùn)行效果良好。筆者作為整個維修過程的親歷者和參與者，見證了國內(nèi)首臺新型夾皮帶卸船機(jī)氣室的成功拆卸、維修和測試。

1 設(shè)備及氣室結(jié)構(gòu)簡介

該卸船機(jī)為比利時維港（VIGAN）與南京港機(jī)的合作產(chǎn)品，整機(jī)上部結(jié)構(gòu)包括垂直臂、水平臂等結(jié)構(gòu)均由維港設(shè)計制造[1]。整機(jī)于2017年12月完成總裝上岸，2019年6月開始重載測試。氣室作為垂直臂乃至整機(jī)的核心部件，分別由蓋帶氣室和承載帶氣室分段組成，上部兩臺離心風(fēng)機(jī)提供的氣源將物料牢牢地夾在兩條皮帶中間，隨著皮帶的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，源源不斷地將物料輸送至下游輸送設(shè)備[2]，進(jìn)而進(jìn)入后方的筒倉儲存，詳見圖1。

圖1 卸船機(jī)總圖

整個氣室從上而下依次由氣囊段氣室（Air Bag Section）、上段結(jié)構(gòu)、下段結(jié)構(gòu)、取料頭段氣室等主要部分組成，其他輔助的側(cè)密封順延著整個垂直臂氣室分段壓在底帶氣室皮帶上，詳見圖2。氣室內(nèi)部由底板、支撐筋板、弧形面板等主要結(jié)構(gòu)件焊接而成，各氣室分段通過內(nèi)孔螺絲連接固定。進(jìn)氣段氣室分別位于上部的底帶和蓋帶氣室節(jié)，連接風(fēng)道和氣室插板后與風(fēng)機(jī)相連。氣室面板均勻分布φ8、φ6 的進(jìn)氣孔，底帶面板由單排六小四大氣孔分布組成，而蓋帶面板則由六小兩大氣孔分布組成。此外，蓋帶氣室上部為氣囊與指型密封的組合設(shè)計[3]。

圖2 氣室總圖

本次首先發(fā)現(xiàn)損壞的位置位于底帶氣室的上、下段連接處。透過側(cè)密封的橡膠壓條，可見一段長約2 ～3 cm 的起拱變形，詳見氣室損壞照片圖3。后經(jīng)整個氣室拆卸解體后，發(fā)現(xiàn)損傷范圍較大，底帶氣室的內(nèi)部面板大部分呈現(xiàn)“波浪形”的凸凹變形，蓋帶氣室的邊緣銜接處也出現(xiàn)磨損變形，詳見現(xiàn)場各部位的損壞照片（圖4、圖5 氣室損壞位置圖）。

圖3 氣室上下接縫處損傷圖

圖4 底帶氣室損傷處圖

圖5 蓋帶氣室損傷處圖

2 維修過程

本次維修主要分為設(shè)備的安全加固、氣室拆卸及維修、回裝測試3 個主要步驟。由于目前該類型卸船機(jī)氣室的國內(nèi)成功維修經(jīng)驗是空白的，可借鑒參考的數(shù)據(jù)不多，加之其他國家的技術(shù)專利保護(hù)，整個維修過程比較困難。經(jīng)過與各方人員多次現(xiàn)場勘查、方案論證，最終成功完成氣室的整體修復(fù)，現(xiàn)就主要維修環(huán)節(jié)總結(jié)如下。

2.1 設(shè)備的安全加固

由于整機(jī)設(shè)備的平衡性要求極高，配置了先進(jìn)的力學(xué)控制保護(hù)系統(tǒng)，任何大的部件拆卸均會引起結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化，進(jìn)而觸發(fā)系統(tǒng)PLC 動作保護(hù)而停止相關(guān)外部機(jī)構(gòu)動作，因此氣室拆卸前的安全加固顯得極為重要，稍有不慎，極有可能發(fā)生設(shè)備傾覆的安全事故[4]。結(jié)合以往踢擺油缸拆卸經(jīng)驗，主要對水平臂架和垂直臂進(jìn)行加固。先將卸船機(jī)運(yùn)行至錨定位置，插入行走錨定板、回轉(zhuǎn)錨定銷、拉好門架防風(fēng)系纜，并使垂直臂處于豎直狀態(tài)，然后利用5 t 手拉葫蘆+5 t以上吊帶，在水平臂前、后左右兩側(cè)，將水平臂與垂直臂上鉸點(diǎn)、水平臂與配重支架上鉸點(diǎn)連接，各處葫蘆拉緊（如圖6 所示，葫蘆鏈條張緊即可，不需拉過緊），后將俯仰、踢擺油缸的進(jìn)、出油管閥門全部關(guān)閉，同時密切注意設(shè)備參數(shù)變化。在水平臂頭部與取料頭后部左右區(qū)域，分別引下2 根φ30 的鋼絲繩，臂架固定綁扎區(qū)域做好防割傷墊護(hù)。地面左右區(qū)域各放3 個3 t 的配重砝碼，并與上部垂下的鋼絲繩通過10 t 倒鏈各自連接固定拉緊（如圖7 所示）。同時，臂架前端左右兩側(cè)各固定一個輔助維修用的電動吊籃，便于氣室和附件的拆除。

圖6 加固位置圖

圖7 加固砝碼圖

2.2 氣室的拆卸和維修

2.2.1 附件拆除

①先將承載帶、覆蓋帶斷開、拆下，做好皮帶回收及防護(hù)，以便回裝時再次使用。②需拆除氣室護(hù)板、側(cè)密封蓋板、側(cè)密封、垂直臂前后側(cè)的配重等附件。③將垂直臂中間連接法蘭處的液壓油管、取料頭與垂直臂連接的液壓油管斷開。斷開前，最近的油管閥門全部關(guān)閉。同時拆除臂架下部電纜，做好標(biāo)簽，便于后期回裝。

2.2.2 氣室的拆除

垂直臂在中部連接法蘭處斷開前，3 臺吊車就位。一臺100 t 汽車吊鉤頭就位到臂架尾部的配重橫梁處，另外兩臺50 t 汽車吊，一臺吊車鉤頭與垂直臂前部兩個吊耳相連、另一臺汽車吊利用鋼絲繩捆吊垂直臂后部（如圖8 所示）。松開垂壁中間法蘭的連接螺栓，兩臺吊車相互配合，緩慢起吊，將垂直臂下段平放在碼頭地面的墊木上；該段垂直臂自重按10 t 考慮；汽車吊起吊重量不小于10 t。緊接著利用吊車在碼頭地面抽取上、下段氣室，保持尾部吊車吊緊狀態(tài)不動。垂直臂氣室全部抽出后，立刻回裝下部垂直臂的鋼結(jié)構(gòu)，以便保持整機(jī)的穩(wěn)定平衡（圖9 所示）。維修期間加固的鋼絲繩與地面配重保持拉緊狀態(tài)。

圖8 氣室分段拆除圖

圖9 臂架鋼結(jié)構(gòu)回裝圖

2.2.3 氣室的維修

氣室的完好和及時有效的檢修，對于皮帶正常運(yùn)行起到非常重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）影響氣室的密封性。氣室存在損傷，易引起漏氣，造成氣壓不足，進(jìn)而出現(xiàn)皮帶能耗電流增大，增加皮帶磨損。該類型卸船機(jī)在靠近取料頭氣室段分別安裝蓋帶、底帶氣室壓力傳感器，信號遠(yuǎn)傳至司機(jī)室觸摸屏（CCR PANEL）。其正常壓力范圍為1 000 ～2 000 Pa。氣室風(fēng)機(jī)送風(fēng)路線從上至下依次為消音器、風(fēng)機(jī)、插板、風(fēng)道和氣室。正常運(yùn)行時，根據(jù)屏幕顯示的壓力數(shù)值，及時檢查上述氣源線路，使氣壓數(shù)值處于綠色顯示范圍內(nèi)。一般調(diào)整時，蓋帶氣室壓力要高出底帶氣室壓力約200 ～300 Pa，當(dāng)壓力值超出上述范圍，數(shù)值顯示的顏色隨之由綠變紅，以提示司機(jī)和巡檢人員注意。當(dāng)出現(xiàn)壓力報警時，要先從垂壁上部側(cè)密封平臺處檢查該位置風(fēng)量大?。辉贆z查風(fēng)機(jī)消音器處的進(jìn)氣格柵有無臟污。盤錦港中儲糧泊位地處環(huán)渤海遼東灣區(qū)域，春秋兩季多發(fā)大霧天氣，加之糧食粉塵，在格柵處極易形成“塵膜”，從而影響氣室進(jìn)氣量。該卸船機(jī)已多次經(jīng)歷上述塵膜現(xiàn)象。上述點(diǎn)位簡易排查后，若氣壓仍不能滿足使用要求，懷疑氣室內(nèi)部漏氣造成，此時應(yīng)及時對氣室進(jìn)行拆修。

（2）造成皮帶的磨損。氣室存在損傷后，尤其是氣室分段搭接的邊緣處，氣膜壓力低于中心區(qū)域，運(yùn)行的皮帶與凸起的氣室邊緣極易發(fā)生摩擦干涉，造成皮帶過早磨損。另外該凸起處，極易卡滯糧食中的異物，從而增加劃傷皮帶及損壞氣室的風(fēng)險。日常管理中，需要相關(guān)業(yè)務(wù)部門重點(diǎn)提醒裝船客戶注意控制糧食的質(zhì)量，以降低設(shè)備損壞的風(fēng)險。自投產(chǎn)使用至今，因船中糧食異物造成取料頭葉片、底座、襯板、液壓馬達(dá)卡死故障多達(dá)50 次以上。

本次氣室維修期間，采取維修車間搭設(shè)維修平臺，對蓋帶和底帶氣室進(jìn)行分段解體檢修。底帶氣室的損壞區(qū)域主要集中在氣室分段的搭接處，存在擠壓變形、翹邊、張口、高低差等損壞現(xiàn)象，蓋帶氣室相對損傷較輕，主要是搭接處的翹邊現(xiàn)象。針對以上損壞部位，主要采取“分段替換”法，即將損壞區(qū)域的氣室弧板整體切下，車間重新加工制作，焊接打磨找平。對于部分區(qū)域的彎曲筋板，割除重置，詳見圖10、圖11。維修的關(guān)鍵在于保證整個氣室接縫處以及首尾末端無尖銳棱角，過度圓滑。此外，對于氣室背側(cè)的皮帶返程板、支撐板也要加強(qiáng)檢查，其厚度低于0.5 mm 時要及時更換[5]。

圖10 氣室面板修復(fù)圖

圖11 氣室局部修復(fù)圖

3 氣室回裝測試

氣室完成維修后，采用倒運(yùn)車輛將氣室分段運(yùn)抵碼頭現(xiàn)場進(jìn)行最后組裝。與拆卸過程相反，其回裝測試主要分為氣室分段與鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場組裝、回裝主體結(jié)構(gòu)、皮帶及附件回裝、整機(jī)測試等4 個主要環(huán)節(jié)。

設(shè)備加固措施確認(rèn)無誤后，各點(diǎn)位汽車吊就位，再次拆卸下部鋼結(jié)構(gòu)至地面。采用“插入法”將四大段氣室逐一插入內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接固定，進(jìn)而起吊回裝至主體結(jié)構(gòu)，詳見圖12。期間密切注意司機(jī)室顯示屏的相關(guān)力值變化情況，及時調(diào)整汽車吊拉力狀態(tài)。主體回裝完畢后，接下來需進(jìn)行皮帶的牽引導(dǎo)入及硫化，再進(jìn)行側(cè)密封等附件的安裝、氣室間隙的調(diào)整。本次維修采用“重錘鉛絲法”檢查調(diào)整氣室間隙，詳見圖13，整根鉛絲與氣室中線的直線度控制在5 mm以內(nèi)為宜。啟動試運(yùn)行時，根據(jù)皮帶電流大小，可微調(diào)氣室間隙，同時新修復(fù)的氣室和皮帶需要兩至三條船的作業(yè)磨合期，期間注意相關(guān)電流、氣室壓力等主要參數(shù)的變化，及時作出相應(yīng)的檢查調(diào)整。

圖12 氣室回裝圖

圖13 用于間隙調(diào)整的鉛絲圖

4 結(jié)語

本次維修受到疫情防控、碼頭外輪作業(yè)不斷、雨季施工等客觀原因影響較大，維修人員克服諸多不利因素歷時近40 d 成功完成氣室修復(fù)。期間還充分利用臂架皮帶去除的寶貴空檔期，完成臂架軟連接內(nèi)部擋料板、尾部密封刷等平時維修受限的維保工作，讓整個設(shè)備在大修期間進(jìn)行一個全面的檢查保養(yǎng)。本次氣室維修既是一個成功經(jīng)驗的積累，也是一個探索學(xué)習(xí)的過程，同時也為后續(xù)相關(guān)機(jī)型的檢修提供了一個很好的借鑒和參考。