◎ 甘濟升，馮帥輝，楊文勇

（中央儲備糧廣東新沙港直屬庫有限公司，廣東 東莞 523147）

中央儲備糧廣東新沙港直屬庫有限公司（以下簡稱新沙港直屬庫）地處珠江糧食流通走廊的重要物流節(jié)點，兼具“儲備、中轉、輪換和處理”四大功能[1]。作為當年全國18個機械化糧庫之一，新沙港直屬庫是中儲糧儲運有限公司在華南地區(qū)主要的糧食儲備中轉港口庫，北糧南運的南方中轉站[2]。

新沙港直屬庫現(xiàn)有倉容58萬t，其中立筒倉倉容11萬t，主要進行大豆、玉米、小麥的中轉流通。立筒倉糧食出倉采用流程裝車的方式，提升后的糧食通過TQSS63刮板機輸送至裝車緩沖倉。

1 設備結構及工作原理

1.1 設備結構

TQSS63型號刮板機，于1998年5月投入使用，設計產(chǎn)量500 t·h-1。TQSS63刮板機原有上下兩層導軌，導軌結構如圖1所示，主要由8 mm厚65錳耐磨鋼板、6 mm厚Q235鋼板、8 mm厚高分子材料板重疊組成，用沉頭螺絲固定在支架和底板上。高分子材料板主要是用于防止鏈條刮板和底板在運行過程中發(fā)生直接金屬摩擦產(chǎn)生更大的噪聲[3]。

圖1 舊導軌結構圖

1.2 工作原理

刮板和鏈條承載于導軌上，刮板與高分子材料板材接觸，鏈條與65錳耐磨鋼板接觸。糧食輸送過程中，刮板鏈條受到機頭傳動裝置的牽引，克服糧食、刮板、鏈條、高分子材料板、65錳耐磨鋼板和糧食自身的重力，使糧食形成連續(xù)的料流向前移動[4]。

2 存在的問題

近年來新沙港直屬庫中轉作業(yè)量增加，如圖2所示。TQSS63刮板機使用頻率高、作業(yè)時間長，維修維護任務重。作業(yè)過程中，因為材質因素，高分子材料板材磨損較快，造成重力主要集中在鏈條和65錳耐磨鋼板的接觸面上，進而導致兩者之間的摩擦力增大。當磨損深度超過5 mm后，固定導軌的沉頭螺絲頭就會被完全磨損，沉頭螺絲發(fā)生脫落，如圖3所示。在長期的工作振動中，導軌逐漸出現(xiàn)松動或局部突起，極易被刮板鏈條卷帶到機頭，纏繞住刮板機頭輪，造成過載停機。

圖2 新沙港直屬庫中轉作業(yè)量圖

圖3 沉頭螺絲脫落、導軌卷斷圖

3 改造的方法

導軌結構改造后如圖4所示。用NM400耐磨鋼制成兩條16 mm×16 mm的耐磨方鋼，兩條方鋼之間通過4 mm厚間距相等的上鋼板和下鋼板焊接固定，三者組成的鋼支架代替原有的65錳耐磨鋼板和Q235鋼板。其中上鋼板距離方鋼頂面4 mm，下導軌與方鋼底面同處一個水平面。用10 mm厚超高分子量聚乙烯板代替原有8 mm厚的高分子材料板。將固定導軌鋼支架的M8×30沉頭螺絲固定在下鋼板上，藏在兩條方鋼之間。改動后的實物如圖5所示。

圖4 新導軌結構圖

圖5 更新改造后的導軌圖

4 取得的成果

4.1 結構優(yōu)化

結構設計更加合理。10 mm厚超高分子量聚乙烯板相比8 mm厚高分子材料板，厚度增加1.25倍；結構優(yōu)化后，NM400耐磨方鋼可供磨損厚度為16 mm，相比65錳耐磨鋼板增加3.20倍。固定導軌的上鋼板距離導軌與鏈條摩擦接觸面留有4 mm的余量，當這4 mm的余量磨損之后，才會磨損到第一層固定部位。起最終防護的沉頭螺絲位于下鋼板位置，螺絲頭面距離摩擦接觸面12 mm，超高分子量聚乙烯板完全磨損后，沉頭螺絲仍能起到固定連接的作用，從而有效防止導軌松動而脫落，延長設備使用壽命。

4.2 耐磨性能提高

超高分子量聚乙烯板的分子量在400萬以上[5]，其沙漿磨損指數(shù)僅是高分子材料板的1/10，沙漿磨損指數(shù)越低，其耐磨性能越高，使用超高分子量聚乙烯板的耐磨性增加10倍[6]。硬度值是衡量材料耐磨性的重要指標之一[7]。NM400耐磨鋼表面硬度達到360～450 HB，是65錳耐磨鋼板的1.55倍[8]。

在導軌結構中，沙漿磨損指數(shù)對耐磨性的影響因子為0.29，硬度對耐磨性的影響因子為0.47，其他影響因素對耐磨性的影響因子為0.24。由厚度增加倍數(shù)和耐磨性提高倍數(shù)的乘積乘上各自影響因素的比例，求和之后得到更新改造后的導軌理論更換間隔時間相比之前延長6.19倍。

4.3 噪聲減小

在空載和滿載運行兩種條件下，利用噪聲檢測儀分別對改造前和改造后的刮板機機頭、機中、機尾進行3次檢測取平均值的方法，檢測其噪聲?？蛰d噪聲監(jiān)測結果如圖6所示，刮板機機中噪聲降低幅度最大，下降6.52%。滿載噪聲檢測如圖7所示，刮板機機中噪聲降低幅度最大，下降9.39%。更換導軌之后，刮板機機中位置，刮板鏈條運行更加平穩(wěn)，因此噪聲降低最大；而刮板機機頭裝有驅動電機，會對噪聲監(jiān)測產(chǎn)生影響，更換導軌對其噪聲降低幅度最小。

圖6 空載噪聲檢測圖

圖7 滿載噪聲檢測圖

5 結語

刮板輸送機是一種在煤炭、礦山、糧油等行業(yè)應用廣泛的散料輸送設備。隨著各行業(yè)的不斷發(fā)展，輸送設備不斷向高端發(fā)展，在產(chǎn)品質量要求和設備維護標準不斷提高的背景下，既環(huán)保又拆裝方便且能夠延長使用壽命的結構設計，必將成為刮板輸送機設計和使用要求的主要考慮因素。