皮带机物料转载系统改造

栾天岭

摘 要：物料转载系统是皮带机系统的一大核心结构，其总体是由漏斗、溜槽、导料槽以及附属于其上的物料调节机构、堵料报警机构、皮带机清扫器机构等组成，其主要起到物料输送、物料转运、皮带调偏、清扫抑尘以及堵料报警的作用。为解决物料转载系统堵料情况，提出相应的解决措施，成功改进了系统结构，大大降低了堵料情况的发生，提高了安全环保系数与生产效率。

关键词：物料转载;技术改造;堵料

1 引言

沧州黄骅港矿石码头卸船堆料生产流程是由卸船机、皮带机和堆料机三部分组成。其中皮带机系统作为联通卸船机与堆料机的血管，在整个作业工艺流程中起到至关重要的作用。皮带机的物料转载系统是皮带机系统的一大核心结构，其总体是由漏斗、溜槽、導料槽以及附属于其上的物料调节机构、堵料报警机构、皮带机清扫器机构等组成，其主要起到物料输送、物料转运、皮带调偏、清扫抑尘以及堵料报警的作用。

该皮带机系统主要存在问题有：

1.1粘性物料卸载时在抛料漏斗位置冲击挡料板，由于物料粘性大，直立性强，易在挡料板上形成凸起和隆包，当有料头通过时进而粘黏堆积，在抛料漏斗位置形成堵料。

1.2由于机房溜槽结构未设置物料调节挡板，物料再次落料时极易发生散堆偏载，造成跑偏撒料。

1.3现场堆场皮带线，在穿过堆料机卸料后后半程皮带为空载皮带，但是由于堆料机落料时存在洒落料和清理物料都会落入这段皮带上，在头部滚筒位置直接抛料，形成扬尘，并且存在落料伤人的风险，存在环保和安全双重隐患。

2 背景

沧州黄骅港矿石码头卸船皮带线物料转载系统是由抛料漏斗、溜槽、导料槽以及附属在其上的物料调节装置和堵料报警装置组成，在现场实际作业过程中，时常出现引言中提到的问题。

3 技术方案

3.1 抛料漏斗挡料板负角度改造

3.1.1抛料漏斗堵料分析

物料经抛料滚筒抛出在重力加速度作用下沿抛物线冲击挡料板，经挡料板反射进入下部溜槽。

通过对物料抛出时初始速度、抛料距离、抛料角度进行分析，物料在垂直于挡料板方向上对挡料板的冲击力大小是物料在挡料板上是否容易粘接并且累计加厚的关键。而物料与挡料板的冲击夹角大小是冲击力大小的决定性因素。

原有挡料板固定支座前后调节距离有限，挡料板推杆行程有限，使得在挡料板负角度倾角在调整至最大时，仍有部分料性较黏的物料在作业时在挡料板冲击面与挡料衬板粘接，累积加厚形成堵斗。

3.1.2改造方案

进一步减小料流与挡料板的冲击夹角，使挡料板与物料接触后物料的运动轨迹从折返变为近似相切，减小料流对挡料板面的垂直冲击力，是解决特殊物料在挡料板上粘接的直接有效途径。新加挡料板支座高度与原支座相同并在来料侧与之相贴，通过改变挡料板支撑转动轴固定座位置，配合挡料板推杆回收，使得挡料板负角度调节范围变大，最终效果是保证物料抛出在挡料板冲击处夹角变小，抛料轨迹与挡料板角度近似相切，通过这种方式减小物料对挡料板的冲击夹角，降低堵料的可能性。

3.2 抛料漏斗回程溢料检测装置改造

3.2.1漏斗堵料检测装置失效分析

在整个皮带线物料转载系统中，仅在导料槽上方观察窗口处设有一处机械式堵料检测感应限位。在实际生产过程中堵料通常在抛料漏斗，三通小车，或Y溜槽等检测限位上游发生，堵料位置溜槽物料粘接堵料时封闭下料通口，并迅速充满整个上游溜槽空间，在头部抛料漏斗处溢料并洒落，导料槽上方溜槽观察窗口堵料限位没有触发，但是堵料问题已经出现并且没有其他检测方式停止流程。

没有合理有效的检测堵料装置是堵料发生的一个重要环节，也是我们根据堵料问题发生原因，进行设备改造的一个重要方向。

3.2.2改造方案

需要在现场头部漏斗处增加一处有效的堵料检测限位装置来抑制漏斗堵料的发生或者及时对漏斗堵料报警，减少漏斗堵料造成的二次伤害。考虑采用阻旋式料位计的形式来作为检测堵料的装置。在回程皮带上方加装一个回程溢料检测限位，在堵料发生时，第一时间做出停机报警，防止对设备造成二次伤害。

将限位档杆改造为触发后不会损坏且易于恢复的撕裂开关形式，当漏斗堵塞溢料时，物料大多撒到回程皮带两侧，洒出物料达到限位位置冲击撕裂限位拉绳，使传感检测端金属检测片随拉绳拉下，触发限位停止流程。

3.3 BD头部集尘漏斗设计安装

3.3.1BD头部抛料及扬尘问题分析

现场堆料皮带线，在穿过堆料机卸料后后半程皮带为空载皮带，但是由于堆料机清扫装置不能够有效清除所有物料，落料时存在洒落料，沿线清扫也需将物料清扫收集到这段皮带上，BD头部不存在物料收集装置，使得排料时这段皮带上的物料在头部滚筒位置下方平台直接抛料，形成扬尘或坠物，存在落料伤人的风险，也存在环保和安全双重隐患。

3.3.2改造方案

在BD头部漏斗平台下方设计安装密闭漏斗来控制扬尘和收集洒落物料。通过对漏斗承重螺栓抗拉强度校核计算，对上部漏斗上端面承载螺栓拉伸强度校核，得出结论，在漏斗装满料的情况下，漏斗重力即使全部由上部漏斗端面螺栓承受，承重螺栓也不会拉断失效。

4 应用情况

4.1在挡料板负角度设备改造之后，我们将挡料板支撑轴挪到支座最靠近来料方向一侧的固定孔座内，同时收缩挡料板手动推杆，使得挡料板角度负向最大。经过长时间的观察，原来经常在抛料漏斗形成堵斗的物料在作业时形成堵斗的次数明显减少。设备改造取得了很好的预期效果，有效减少了设备停时和堵斗清扫频次，减小了发生设备事故的概率，提高了生产效率。

4.2回程溢料撕裂检测限位安装后，再发生漏斗堵料的情况时，基本上都能造成及时停机。漏斗堵料后及时停机，减少了堵料造成的溢料，大大降低了堵料后清料工人的作业量，减少了堵料后恢复生产所需要的时间。同时有效降低了回程皮带带料掩埋滚筒，进入驱动站憋停电机的概率，保障设备安全正常的运行。并且此限位误报警概率很低，几乎没有作业过程中误报警造成停机的现象发生。在能预警的同时，也能保证生产作业正常高效的进行。

4.3在收口装置安装前，导料槽处落料不可控，落料点对中不好，散落皮带物料分布不均，物料冲击皮带飞溅从导料槽两侧大量蹦弹洒落，皮带偏载沿线洒落严重，更严重情况下，皮带卷边磨损钢结构高温冒烟，引起极大地安全隐患。改造后作用明显，导料槽两侧飞溅物料大大减少，收口对于下落物料的收拢对中作用明显，出口物料能散落成堆，皮带跑偏状况得到很大的改善，沿线偏载洒落得到根本解决。总之，收口结构取得了很理想的效果。

5 创新与总结

5.1通过分析抛料轨迹与挡料板形成粘料鼓包原理，在原有设备基础上，尽可能小的改动设备降低堵料的故障率。

5.2在容易造成堵料的位置设置堵料检测限位，实现堵料现象发生时检测装置第一时间判断并停止流程，遏制问题严重化。

5.3经过计算，设计收口的最小断面面积，保证物料在此位置不会出现拥堵，堵塞溜槽问题。

5.4收口因其特殊结构，能使下落物料对中聚拢，对皮带跑偏起到很重要的作用，减少设备停时，减轻物料洒落。其次两侧挡板结构能有效抑制落料飞溅蹦弹洒落。

5.5空载皮带头部加装收集漏斗，对抑制扬尘有明显效果，物料收集功能避免坠物伤人安全隐患，提高清扫效率。

参考文献：

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[2]宋光， 唐亮， 王秋敏. 新型散料输送工艺系统[J]. 中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术：00098-00098.

[3]代宾， 许作良， 王武鼎. 皮带机以及物料传输系统：， CN208585729U[P]. 2019.

（沧州黄骅港矿石港务有限公司，河北 沧州 061000）