圆形煤场夏德堆取料机故障的分析与排除

陈东平

摘  要：夏德圆形煤场堆取料机在生产过程中应用频繁，导致系统故障率升高，随着设备使用年限的升高，设备工作效率降低，后期的投入维修成本升高，严重时会直接影响设备的正常生产投入运用，间接给企业造成较大经济损失。该文阐述了夏德堆取料机结构设计及各种潜在的故障问题，针对夏德堆取料机经常出现的相关故障现象，分析原因保证设备稳定、高效地运行。

关键词：夏德堆取料机  机械结构  PLC  液压张进力低  链条脱轨

中图分类号：TQ172.6                         文献标识码：A                    文章编号：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  夏德堆取料机简介

夏德圆形煤场堆取料机是一种高效、连续、远程操作的装卸机械，该设备的堆取料过程均在封闭的环境下进行，不会对环境造成污染，还不会危及到周围行人的人身安全[1-2]。封闭的圆形煤场选用堆取料一体机的工作模式，可以实现在同一时刻的堆料与取料作业，能够保证设备的低成本、高效率运行。在相同的产业约束条件下，夏德圆形煤场堆取料机一体的占地面积更小，节省了大量的基建费用和使用空间费用。从设备的安全性设计和自动化设计等方面来考虑，夏德堆取料机采用了全自动化的PLC程序控制模式[3-4]，可以实现煤场上煤、卸煤过程的无人控制及远程控制[5-6]，自动化控制技术的引入不仅可以大幅度地提高设备的使用效率，在设备检修和故障排查时也具有一定的便捷性和可操作性。夏德堆取料机采用了一体式的结构设计，其中堆料机的额定出力为3000t/h，最高出力为3600t/h;取料机的额定出力为1500t/h，最高出力为1800t/h。夏德堆取料机在取料端设计了一台活化给料机，在煤场还增加了应急煤斗及下端设计一台活化给料机，以便在原有设备发生故障时采取应急的相关措施。

2  夏德堆取料机的机械结构设计与电气控制保护设计

2.1 机械结构设计

在机械结构设计方面采用堆取料一体，同心同柱。堆料机采用了水平悬臂带式输送结构，堆料悬臂及配重，堆料机的活动空间范围是360°环形区域，在该空间范围内除禁堆区能够自由地堆料。取料机采用悬臂式刮板结构设计，同样可以实现在360°空间范围内配合堆料机自由旋转，设置取料俯仰、旋转、驾驶室及配重。

2.2 电气控制保护结构设计

在電气结构设计方面，夏德堆取料机以自动化的设计方式为主，提高和改善在单位时间内堆取料的合理比例范围，降低对煤炭资源的浪费，电气结构的主要参数设定如表1 所示。

夏德堆取料机配备独立的开关柜，经过电缆滑环结构，将电能输送到堆取料机上的独立配电柜内，再通过变压装置及转压装置向各设备部件供电。通讯控制线路与另一台配电柜连接，通信与动力分属于不同的配电柜，中心柱处采用电缆滑环控制模式。在连锁保护设计方面包含项目，如表2。

3  夏德堆取料机故障现象及原因分析

由于夏德堆取料机机械结构设计较为复杂，且各类电子元器件都具有联网功能和连锁保护功能，并配备远程控制系统及保护开关，在工作中难免出现故障，甚至造成刮板损坏、链条断裂、链条脱轨等严重的事故。设备的主要故障现象描述如下：

第一，当链条张紧力频繁报张紧力低报警时，无法启动取料机运行，需等待补充张紧油后才能启动取料机运行。

第二，当取料机取料较多并发生脱轨时，有电流突然增大的现象，即使及时将取料臂抬起也几乎无法降低电流。

第三，当链条发生脱轨时，轨道破坏变形、导轮损坏、刮板变形损坏，可能继续运行会报取料机高或低位运行信号消失（此信号是刮板变形挤压或缺失的表现）。

第四，当脱轨发生后未及时发现，再复位继续启动多次容易拉断取料机的链条。

综合分析上述几点故障，要保证系统的正常运行应实时监控刮板链条的工作状态，如果出现了非正常的工作状态，及时预警并停止取料机运行避免链条由于张紧力过小而导致故障的发生。原因分析：第一，取料机链条运行十多年，链条有变形拉长现象，导致整个链条周长变长，张紧压力伸缩杆伸出行程超过限位，链条未达到应有的张紧压力，造成链条刮板脱轨。第二，取料机张紧装置内部盘形弹簧疲劳，导致无法提供应有的张紧力，造成链条刮板脱轨的一大因素。第三，取料机链条张紧油管存在泄漏现象，使链条的张紧压力逐步降低。第四，取料机十多年未进行整体大修，链条、刮板、导轮、轨道等设备老化变形，存在着相对较多的缺陷。

4  故障排除与应对措施

针对夏德堆取料机的常见故障，管理者可有针对性的明确堆取料机设备的操作与使用规程，并从设备设计与控制的角度可增加传感器等设备，经常进行检查和定时安排大修，提高设备和系统的可靠性与稳定性。

（1）制定严格的使用流程和操作流程，在堆取料机工作时按照使用流程操作，禁止超负荷、超时作业，避免设备由于超负荷工作而对机械和电路系统造成损害。规范对设备的正常使用与周期性保养行为，制定专门的责任人并做好设备日常点检与维护记录，通过增加日常培训频次提高设备操作人员、维修人员的安全意识和责任意识。

（2）加强监控取料机链条张紧压力，正常压力在100～120bar之间，压力超出正常范围或者波动异常立即停止取料机运行，现场确认设备情况。 执行抄表制度，远程参数进行监控，对状态进行分析，对波动比较大的参数进行现场确认检查分析 做好运行人员大型设备的安全操作培训和学习。

（3）在初次发生脱轨事故后，应当查找具体原因，如链条延长、导轮缺损、刮板损坏应及时更换，增加液压缸垫块应对链条延长，暂时修复好的设备应减少出力运行，尽快安排彻底检修解决问题。

（4）在经常发生取料机链条脱轨的情况下，应该配合进行取料机的链条、轨道、导轮、刮板、盘形弹簧、张紧液压缸的整体检修。

5  结语

夏德堆取料机是一种高效、稳定的媒体周转与运输工具，由于设备体型巨大、且复杂程度较高，如果长期在日常使用中存在超负荷的情况，长期运行未进行大修的情况，设备就存在较大的故障停机风险。在经过整个取料机大修后，链条张紧力稳定，加张紧油的频次降低，取料机运行良好。既有设备老化造成损坏的原因，也有操作人员未及时发现设备运行异常情况的原因，再则检修未及时也可能造成事故的频繁发生与扩大。

参考文献

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[2] 康志鹏，丁国一.首钢京唐原料场混匀堆取料机远程控制技术研究[J].烧结球团，2018，43（2）：45-47，77.

[3] 陈晓霁.斗轮堆取料机生产信息优化与共享[J].水运工程，2018（6）：212-215.

[4] 赵云汉，庞博，周立洋，等.基于PLC的青贮料装袋机控制系统设计与研究[J].农机化研究，2018， 40（12）：70-74.

[5] 楊旭，李冰，徐武彬，等.装载机铲装过程仿真的物料堆建模方法研究[J].机械设计与制造，2018， （5）：130-132.

[6] 任素波，马宁，白明华，等.基于DEM法的竖炉螺旋排料机对物料下行速度的影响[J].烧结球团，2018， 43（6）：64-69.