張 偉

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司型鋼煉鐵廠，山東濟(jì)南 271104）

0 引 言

皮帶輸送機(jī)（皮帶機(jī)）作為重要的散裝物料等的運(yùn)輸設(shè)備，因輸送量大、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。皮帶機(jī)輸送復(fù)合肥、尿素等顆粒較大的物料時(shí)，優(yōu)勢(shì)非常明顯，但當(dāng)輸送含水量較大、粘度較高的散裝物料時(shí)，散裝物料經(jīng)過下料口進(jìn)入下一條皮帶，會(huì)有部分散裝物料塵和散裝物料泥殘留附著在皮帶工作面上、粘附在皮帶機(jī)頭漏斗壁或迎料板上，需定期停機(jī)進(jìn)行人工清理，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且存在較大的安全隱患；灑落物料進(jìn)入滾筒、托輥和皮帶調(diào)偏支架回轉(zhuǎn)軸承，會(huì)加快設(shè)備損壞；滾筒或托輥表面粘附物料會(huì)磨損輸送帶面膠，加速輸送帶的損毀，還易使調(diào)偏支架失去作用而造成皮帶跑偏等異常運(yùn)行情況出現(xiàn)。

生產(chǎn)過程中，皮帶機(jī)為調(diào)節(jié)皮帶跑偏會(huì)使用較多的上下調(diào)偏支架和托輥，調(diào)偏支架使用一段時(shí)間后會(huì)因物料堵塞或腐蝕、銹蝕等而致無(wú)法調(diào)偏，須將調(diào)偏支架拆下來(lái)進(jìn)行清洗潤(rùn)滑，而較長(zhǎng)時(shí)間不清洗潤(rùn)滑或銹蝕嚴(yán)重時(shí)就需更換新件，造成人員維護(hù)強(qiáng)度大及大量的備件浪費(fèi)。

1 皮帶機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀分析及存在的問題

1.1 皮帶機(jī)清掃器運(yùn)行現(xiàn)狀及存在的問題

目前，國(guó)內(nèi)皮帶機(jī)清掃器主要包括刮板式清掃器、旋轉(zhuǎn)式清掃器、振動(dòng)式清掃器、滾刷式清掃器和噴水式清掃器；其中，冶金、化工行業(yè)散裝物料皮帶輸送系統(tǒng)過去主要采用刮板式清掃器，經(jīng)過多年的升級(jí)改造，目前冶金、化工行業(yè)普遍使用的是可調(diào)式刮板清掃器［1］?？烧{(diào)式刮板清掃器的主要部件——刮刀由聚氨酯硬塑料或合金制作而成，其硬度遠(yuǎn)高于輸送皮帶膠面，安裝方式為逆皮帶運(yùn)行方向，其清掃效果較原來(lái)的有所提升，對(duì)粘附在皮帶表面的粒狀或塊狀物料清掃效果較好，但對(duì)含水量較高的散裝物料泥等的清掃效果不理想。為提高清掃效果需對(duì)刮刀進(jìn)行緊固，但又帶來(lái)了新問題——對(duì)皮帶工作面損傷較大，嚴(yán)重時(shí)對(duì)皮帶接頭有刮蹭損傷，極易造成皮帶斷裂事故發(fā)生，影響皮帶的使用壽命及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

可調(diào)式刮板清掃器的刮刀由若干個(gè)小刀片組成，原設(shè)計(jì)考慮可根據(jù)磨損程度局部拆卸更換，但刀片均由螺絲固定，一經(jīng)安裝使用，散裝物料泥等潮濕物料粘附在螺栓上，螺栓極易銹蝕而很難拆除下來(lái)，造成整個(gè)皮帶機(jī)清掃器損壞。此外，因清掃器的刮刀片磨損程度不一，單獨(dú)更換幾片小刮刀無(wú)法使用，每次需要全部更換，材料備件費(fèi)用較高。其他如常用的滾刷式清掃器對(duì)干燥物料清掃效果較理想，但不適用于含水量較高的散裝物料等。

1.2 皮帶機(jī)調(diào)偏機(jī)構(gòu)運(yùn)行現(xiàn)狀及存在的問題

目前，生產(chǎn)中皮帶跑偏的調(diào)整主要依靠上下調(diào)偏支架［2］，調(diào)偏支架的結(jié)構(gòu)形式較多，大部分采用中部有一套旋轉(zhuǎn)軸的裝置，有的兩端帶有強(qiáng)力調(diào)偏豎輥，當(dāng)皮帶跑偏時(shí)自動(dòng)調(diào)整，有的需要人工調(diào)整（調(diào)整調(diào)偏支架的角度）。一般新裝的調(diào)偏支架均比較好用，但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，尤其是輸送物料水分較高時(shí)，皮帶上粘附的含水散裝物料慢慢浸入或埋住旋轉(zhuǎn)軸，使調(diào)偏機(jī)構(gòu)內(nèi)部潤(rùn)滑油變質(zhì)，久而久之會(huì)造成旋轉(zhuǎn)軸銹死，無(wú)法再起到調(diào)偏的作用。此種情況下，常規(guī)做法往往是將調(diào)偏支架拆下來(lái)，清理粘附物料和變質(zhì)潤(rùn)滑油，重新加油潤(rùn)滑后再安裝到位，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，如果較長(zhǎng)時(shí)間不清洗和潤(rùn)滑就需更換新的調(diào)偏支架，導(dǎo)致員工維護(hù)工作強(qiáng)度大并造成大量的備件浪費(fèi)。

2 皮帶機(jī)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)方案

2.1 新型皮帶清掃器技術(shù)方案

為克服上述清掃裝置（可調(diào)式刮板清掃器）的不足，萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司（簡(jiǎn)稱銀山公司）借鑒安全帽系帶扣原理設(shè)計(jì)了無(wú)螺栓固定式皮帶清掃裝置，借鑒杠桿省力原理構(gòu)件連接采用杠桿壓板式，具體技術(shù)方案如下。

無(wú)螺栓固定皮帶清掃裝置主要由托盤、角鋼壓板、壓桿及皮帶刮刀配合制作而成（如圖1），其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)思巧妙，在不使用螺栓固定的前提下能夠?qū)⑴c皮帶機(jī)皮帶同材質(zhì)的皮帶刮刀固定安裝在托盤上，制成清掃裝置：刮刀無(wú)需螺栓固定，采用壓扣的方式固定，消除了拆卸螺栓的麻煩，便于刮刀隨時(shí)更換；采用與皮帶同材質(zhì)材料制作刮刀，刮刀處在壓板中部位置，皮帶刮刀兩側(cè)均可以使用，一側(cè)磨損到一定程度后，另一側(cè)反過來(lái)安裝亦可使用，或者也可將壓板松開，將皮帶刮刀向某一個(gè)方向伸長(zhǎng)即可繼續(xù)使用，主要安裝在滾筒后回程皮帶處，清掃散裝物料粘料及粘附在皮帶表面上的物料。無(wú)螺栓固定皮帶清掃裝置兩頭焊接有中部帶孔可調(diào)節(jié)的連桿（或稱固定桿），以便清掃器安裝固定在機(jī)頭皮帶機(jī)支架上部，并且在支架上部可上下調(diào)整與回程皮帶的接觸程度。按照上述要求制作好后，安裝時(shí)只需將提前按照規(guī)定尺寸切割皮帶刮刀穿插于角鋼壓板與支撐托盤之間的縫隙處并保持居中位置，然后用撬杠穿插于壓把套管中按照逆時(shí)針方向向上翹起近60°，保持帶螺紋鋼一側(cè)的角鋼壓板與皮帶刮刀垂直，并擠壓緊固即安裝完成，然后將其皮帶支架上部安裝的調(diào)節(jié)桿穿插于帶孔可調(diào)節(jié)固定桿中，調(diào)整好皮帶刮刀與皮帶機(jī)回程皮帶運(yùn)行方向一致，且將緊密接觸的45°位置固定牢固即可。

圖1 無(wú)螺栓固定皮帶清掃裝置結(jié)構(gòu)示意圖

無(wú)螺栓固定皮帶清掃裝置制作成本及材料費(fèi)用低；安裝時(shí)無(wú)需螺栓固定，刮刀拆卸更換方便，消除了原來(lái)清掃器更換刮刀過程的不安全因素，省時(shí)省力又安全；使用與皮帶同材質(zhì)的皮帶刮刀，消除了對(duì)皮帶的損傷，延長(zhǎng)了皮帶的使用壽命，清掃效果明顯改善，對(duì)粘附在皮帶表面的濕粘物料的清理效果尤為突出，皮帶下部帶回物料量大大減少，清掃勞動(dòng)強(qiáng)度顯著降低；皮帶機(jī)運(yùn)行可靠性明顯提升，設(shè)備故障率和維護(hù)成本明顯降低。簡(jiǎn)言之，無(wú)螺栓固定皮帶清掃裝置能有效解決原皮帶刮刀對(duì)皮帶接頭刮蹭的難題，確保皮帶清掃器對(duì)回程皮帶表面散裝物料泥及粘附物清掃效果最佳，皮帶運(yùn)行穩(wěn)定，清掃器安裝方式靈活，從而保證清掃效果始終處于最佳狀態(tài)。

2.2 固定支架改型實(shí)現(xiàn)調(diào)偏功能技術(shù)方案

鑒于調(diào)偏支架損壞主要在于中間旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)出問題，創(chuàng)新思路，考慮將調(diào)偏支架中間旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至支架的兩端，消除物料對(duì)調(diào)偏支架中間旋轉(zhuǎn)部位的影響，保證調(diào)偏功能長(zhǎng)久有效。本著這樣的理念，考慮對(duì)固定支架兩端固定方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

改型固定支架（新型調(diào)偏支架）三視圖如圖2。固定支架依靠?jī)啥?個(gè)螺栓同皮帶支架進(jìn)行緊固，在皮帶機(jī)的安裝初期，需通過多組固定支架利用螺栓孔間隙輕微調(diào)整來(lái)糾正皮帶支架安裝帶來(lái)的皮帶跑偏問題。銀山公司在固定支架兩端支腿下部增加1塊長(zhǎng)20cm、寬10cm、厚度6mm帶圓弧形開口的加強(qiáng)板，使弧形開口的中心圓弧線的直徑為兩側(cè)固定支架上螺栓孔的間距，并在固定板下部避開圓弧開口位置焊接長(zhǎng)20cm、直徑10mm的鋼筋。安裝時(shí)將兩根螺桿通過兩側(cè)皮帶之間預(yù)留的螺栓孔穿過并焊接牢固，將改造后的固定支架預(yù)留圓弧開口穿過焊接固定的螺桿頂部平放在支架上，上部用大墊圈和螺帽固緊。當(dāng)皮帶跑偏需要調(diào)整時(shí)，只需將固定螺帽適當(dāng)松開，用手錘輕輕震動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)利用固定支架調(diào)整皮帶跑偏的目的。因固定支架上焊接了加強(qiáng)板和鋼筋，整體高度比原有的固定支架略高，前后調(diào)整時(shí)的調(diào)整效果比較明顯，且改造后實(shí)現(xiàn)調(diào)偏功能的固定支架費(fèi)用較低，與原固定支架費(fèi)用幾乎一樣。

圖2 改型固定支架三視圖

3 應(yīng)用效果及效益分析

（1）銀山公司前期使用的新型可調(diào)式聚氨酯清掃器整套進(jìn)貨價(jià)格在2600～2800元，聚氨酯刮刀價(jià)格在2000～2200元；而自制的新型無(wú)螺栓固定式皮帶清掃裝置材料與制造費(fèi)用總計(jì)在500～600元，自制刮刀費(fèi)用約300元，即每安裝1臺(tái)自制新型清掃器節(jié)省備件費(fèi)用約2200元，單獨(dú)更換刮刀節(jié)省備件費(fèi)用約1700元。新型無(wú)螺栓固定式皮帶清掃裝置投用后，很好地解決了皮帶清掃作業(yè)難度大且容易堵料等制約皮帶機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行的頑疾，現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低；輸送散裝物料皮帶機(jī)系統(tǒng)設(shè)備故障率明顯降低，設(shè)備管理、日常維修工作量明顯減少，故障處理過程中人員的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)降低，維修費(fèi)用及材料備件費(fèi)用顯著降低，因皮帶接頭被清掃器損傷造成的皮帶較大故障次數(shù)也較以前減少一半以上；同時(shí)，新型清掃器對(duì)皮帶粘附物料的清理效果非常明顯，尤其是對(duì)原來(lái)各種清掃器難以清理的散裝物料泥的清理效果非常好，皮帶下部的散裝物料泥1周也不超過15cm，員工的清掃頻次減少2／3以上。

（2）固定支架改造后作為調(diào)偏支架使用，改造費(fèi)用不超過100元，固定支架每組費(fèi)用約400元，而原調(diào)偏支架每組費(fèi)用在1600～2000元，則每安裝1組改造后的固定支架（調(diào)偏支架）可降低費(fèi)用約1200元。目前銀山公司已完成2條皮帶的整改工作，改造后不再出現(xiàn)高水分物料影響支架調(diào)偏的問題，調(diào)偏效果較好。

（3）上述兩項(xiàng)技改完成后，皮帶機(jī)系統(tǒng)運(yùn)輸效率顯著提升，輸送量由原來(lái)的480t／h提高至600t／h以上，而在同樣輸送量下每天可節(jié)省設(shè)備運(yùn)行時(shí)間約3.44h，皮帶機(jī)系統(tǒng)電機(jī)功率4920kW，電價(jià)按0.75元／（kW·h）計(jì)，每年可節(jié)約電費(fèi)約4920×3.44×365×0.75÷10000＝463.3萬(wàn)元，動(dòng)力消耗等運(yùn)行費(fèi)用大幅降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

銀山公司通過對(duì)輸送散裝物料皮帶機(jī)系統(tǒng)附屬設(shè)施——皮帶機(jī)清掃器進(jìn)行適應(yīng)性改造，即設(shè)計(jì)應(yīng)用無(wú)螺栓固定式清掃器和對(duì)固定支架技改以實(shí)現(xiàn)調(diào)偏功能（新型調(diào)偏支架），徹底解決了清掃器刮料板更換調(diào)整困難、清掃效果差、員工勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，可降低皮帶跑偏調(diào)整頻次，減輕皮帶支架、滾筒和皮帶磨損或異常故障損傷，緩解對(duì)皮帶接頭的損壞，降低皮帶機(jī)檢修維護(hù)費(fèi)用和設(shè)備故障處理過程中人員及設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)踐表明，本優(yōu)化技改能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)所需，取得了顯著的效果，為銀山公司生產(chǎn)任務(wù)的完成奠定了基礎(chǔ)。