李晉軍
(西山機(jī)電總廠,山西 太原 030053)
屯蘭礦主井皮帶機(jī)DTL1 400/3×560為GX系列鋼絲繩強(qiáng)力皮帶機(jī),生產(chǎn)廠家為沈陽礦山機(jī)械廠。屯蘭礦原設(shè)計煤炭年生產(chǎn)能力為400萬t,隨著西山煤電集團(tuán)有限公司煤炭產(chǎn)能擴(kuò)大的需要,屯蘭礦煤炭年生產(chǎn)能力擴(kuò)大到了500萬t。由于主井皮帶機(jī)原設(shè)計參數(shù)主要針對的是礦井初期設(shè)計的煤炭產(chǎn)量,因此不能滿足當(dāng)今煤炭生產(chǎn)能力擴(kuò)大后的要求。所以2005年西山煤電集團(tuán)有限公司對屯蘭礦主井皮帶機(jī)進(jìn)行了提速升級改造。
改造前后的皮帶機(jī)技術(shù)參數(shù)如下:
原設(shè)計技術(shù)參數(shù)為:
帶寬:1 400mm;帶速:3.15m/s;機(jī)長:956m;傾角:16°
輸送量:1257 t/h;功率:3×560 kW
改造后技術(shù)參數(shù)為:
帶寬:1 400mm;帶速:3.5m/s;機(jī)長:972m;傾角:16°
輸送量:1 400 t/h;功率:3×630 kW
皮帶機(jī)改造后初期運(yùn)行良好,但半年以后一些弊病便顯現(xiàn)出來,最明顯的是卸載滾筒連續(xù)損壞。該滾筒在主井皮帶機(jī)提速改造前已正常運(yùn)轉(zhuǎn)將近10年,除了日常維護(hù)外,沒有發(fā)生任何故障,但是卻在主井皮帶機(jī)提速改造后短短的半年時間內(nèi)就連續(xù)損壞了2件。主井皮帶機(jī)是礦井生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)难屎?,如長時間停機(jī)檢修將嚴(yán)重影響礦井正常生產(chǎn),礦方為此很是焦急,急切需要找到產(chǎn)生問題的原因,并加以解決改進(jìn)。
主井皮帶機(jī)卸載滾筒見圖1為鑄鉚結(jié)構(gòu),筒體直徑為φ1 400,軸徑最大直徑處為φ400,其損壞的癥狀為滾筒筒體與輪轂的搭接處焊縫開裂。
圖1 鑄鉚結(jié)構(gòu)
首先從設(shè)計方面分析,按皮帶機(jī)提速改造后的技術(shù)參數(shù)計算,該卸載滾筒合張力為100 t左右,而原設(shè)計滾筒合張力為70 t左右,張力增加了40%,所以原設(shè)計的滾筒筒體強(qiáng)度理論上就不能滿足皮帶機(jī)改造后的要求,這就是造成筒體焊縫開裂的主要原因。
同時在該滾筒修理過程中發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)形式也存在一些不合理的地方,具體如下:
(1)滾筒筒皮厚度δ30較薄,提速改造后強(qiáng)度系數(shù)不富余。
(2)滾筒輪轂與筒體的焊縫正處于膠帶兩邊緣與滾筒體的搭接處,而此處受力很大,這也是造成滾筒焊縫容易開裂的重要原因之一。
(3)滾筒筒體與軸為過盈無鍵聯(lián)結(jié),造成滾筒筒體與軸不能拆分,當(dāng)軸發(fā)生損傷需要修理時,由于滾筒筒體直徑的原因,往往要去有大型車床的單位進(jìn)行加工,而這些大型設(shè)備都在太重一些大型企業(yè)。首先是該滾筒自重7 t多、體積龐大,運(yùn)輸很困難;再一個是滾筒運(yùn)到加工單位后,由于是單件加工修理,加工單位生產(chǎn)任務(wù)多,往往無法及時安排加工,工期無法保證。這些因素造成了該滾筒修理時間和費(fèi)用的大大增加,影響礦上的正常生產(chǎn)。
作為屯蘭礦的主井皮帶機(jī),關(guān)系到整座礦井的原煤輸出,卸載滾筒是受合張力最大的部件,存在風(fēng)險大、安全責(zé)任大等問題。西山機(jī)電總廠聯(lián)合屯蘭礦針對以上找到的問題認(rèn)真分析和研究,并結(jié)合多年對皮帶機(jī)滾筒的設(shè)計生產(chǎn)和維修經(jīng)驗,作出了圖2的改進(jìn)方案。
圖2
(1)將滾筒兩邊輪轂向內(nèi)側(cè)加寬,使輪轂與滾筒筒體的搭接焊縫移到膠帶里側(cè),皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時膠帶邊緣完全搭在滾筒輪轂上,使受力點(diǎn)全部由輪轂部分承受,從而使焊縫部位受力減小,減少了焊縫開裂的機(jī)會。
(2)在輪轂和筒體搭接位置,沿圓周方向均勻地增加了32個直徑為φ40的塞焊點(diǎn),增加了焊接面積,從而大大增加了整體焊接強(qiáng)度。
(3)軸與輪轂采用了重型漲套聯(lián)接,當(dāng)滾筒軸需要進(jìn)行修理時,軸可方便地卸下,在本單位較小的車床上進(jìn)行加工處理,不再外轉(zhuǎn)加工,縮短了轉(zhuǎn)運(yùn)和修理時間,同時大大降低了修理費(fèi)用。
(4)將滾筒筒體厚度加大到了δ36,大大增加了筒體強(qiáng)度。
改進(jìn)后,該卸載滾筒增強(qiáng)了整體強(qiáng)度,滾筒的使用壽命得到了延長。同時由于結(jié)構(gòu)合理,極大地方便了日后的維護(hù)檢修工作,降低了皮帶機(jī)的綜合使用成本。
目前,由西山機(jī)電總廠按照改進(jìn)后設(shè)計制造的主井皮帶機(jī)卸載滾筒已經(jīng)于2008年8月在屯蘭礦投入了使用,到目前為止已經(jīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)了2年多,使用效果良好,達(dá)到了改進(jìn)目的,得到了屯蘭礦使用單位的認(rèn)可。