新型夹皮带卸船机气室维修简介

◎ 张廷军

（中储粮（盘锦）物流有限公司，辽宁 盘锦 124000）

中储粮（盘锦）物流有限公司的两台1 000 t·h-1双夹带连续散粮卸船机，于2019年6月投入重载运行，使用至今单机卸船量近300 万t。二号卸船机垂直臂气室在2021年8月发现损坏，经过多次现场勘查、维修方案论证、审批，最终于2021年10月底完成修复。经多次来船带粮测试，气室及皮带运行效果良好。笔者作为整个维修过程的亲历者和参与者，见证了国内首台新型夹皮带卸船机气室的成功拆卸、维修和测试。

1 设备及气室结构简介

该卸船机为比利时维港（VIGAN）与南京港机的合作产品，整机上部结构包括垂直臂、水平臂等结构均由维港设计制造[1]。整机于2017年12月完成总装上岸，2019年6月开始重载测试。气室作为垂直臂乃至整机的核心部件，分别由盖带气室和承载带气室分段组成，上部两台离心风机提供的气源将物料牢牢地夹在两条皮带中间，随着皮带的高速运转，源源不断地将物料输送至下游输送设备[2]，进而进入后方的筒仓储存，详见图1。

图1 卸船机总图

整个气室从上而下依次由气囊段气室（Air Bag Section）、上段结构、下段结构、取料头段气室等主要部分组成，其他辅助的侧密封顺延着整个垂直臂气室分段压在底带气室皮带上，详见图2。气室内部由底板、支撑筋板、弧形面板等主要结构件焊接而成，各气室分段通过内孔螺丝连接固定。进气段气室分别位于上部的底带和盖带气室节，连接风道和气室插板后与风机相连。气室面板均匀分布φ8、φ6 的进气孔，底带面板由单排六小四大气孔分布组成，而盖带面板则由六小两大气孔分布组成。此外，盖带气室上部为气囊与指型密封的组合设计[3]。

图2 气室总图

本次首先发现损坏的位置位于底带气室的上、下段连接处。透过侧密封的橡胶压条，可见一段长约2 ～3 cm 的起拱变形，详见气室损坏照片图3。后经整个气室拆卸解体后，发现损伤范围较大，底带气室的内部面板大部分呈现“波浪形”的凸凹变形，盖带气室的边缘衔接处也出现磨损变形，详见现场各部位的损坏照片（图4、图5 气室损坏位置图）。

图3 气室上下接缝处损伤图

图4 底带气室损伤处图

图5 盖带气室损伤处图

2 维修过程

本次维修主要分为设备的安全加固、气室拆卸及维修、回装测试3 个主要步骤。由于目前该类型卸船机气室的国内成功维修经验是空白的，可借鉴参考的数据不多，加之其他国家的技术专利保护，整个维修过程比较困难。经过与各方人员多次现场勘查、方案论证，最终成功完成气室的整体修复，现就主要维修环节总结如下。

2.1 设备的安全加固

由于整机设备的平衡性要求极高，配置了先进的力学控制保护系统，任何大的部件拆卸均会引起结构受力发生变化，进而触发系统PLC 动作保护而停止相关外部机构动作，因此气室拆卸前的安全加固显得极为重要，稍有不慎，极有可能发生设备倾覆的安全事故[4]。结合以往踢摆油缸拆卸经验，主要对水平臂架和垂直臂进行加固。先将卸船机运行至锚定位置，插入行走锚定板、回转锚定销、拉好门架防风系缆，并使垂直臂处于竖直状态，然后利用5 t 手拉葫芦+5 t以上吊带，在水平臂前、后左右两侧，将水平臂与垂直臂上铰点、水平臂与配重支架上铰点连接，各处葫芦拉紧（如图6 所示，葫芦链条张紧即可，不需拉过紧），后将俯仰、踢摆油缸的进、出油管阀门全部关闭，同时密切注意设备参数变化。在水平臂头部与取料头后部左右区域，分别引下2 根φ30 的钢丝绳，臂架固定绑扎区域做好防割伤垫护。地面左右区域各放3 个3 t 的配重砝码，并与上部垂下的钢丝绳通过10 t 倒链各自连接固定拉紧（如图7 所示）。同时，臂架前端左右两侧各固定一个辅助维修用的电动吊篮，便于气室和附件的拆除。

图6 加固位置图

图7 加固砝码图

2.2 气室的拆卸和维修

2.2.1 附件拆除

①先将承载带、覆盖带断开、拆下，做好皮带回收及防护，以便回装时再次使用。②需拆除气室护板、侧密封盖板、侧密封、垂直臂前后侧的配重等附件。③将垂直臂中间连接法兰处的液压油管、取料头与垂直臂连接的液压油管断开。断开前，最近的油管阀门全部关闭。同时拆除臂架下部电缆，做好标签，便于后期回装。

2.2.2 气室的拆除

垂直臂在中部连接法兰处断开前，3 台吊车就位。一台100 t 汽车吊钩头就位到臂架尾部的配重横梁处，另外两台50 t 汽车吊，一台吊车钩头与垂直臂前部两个吊耳相连、另一台汽车吊利用钢丝绳捆吊垂直臂后部（如图8 所示）。松开垂壁中间法兰的连接螺栓，两台吊车相互配合，缓慢起吊，将垂直臂下段平放在码头地面的垫木上；该段垂直臂自重按10 t 考虑；汽车吊起吊重量不小于10 t。紧接着利用吊车在码头地面抽取上、下段气室，保持尾部吊车吊紧状态不动。垂直臂气室全部抽出后，立刻回装下部垂直臂的钢结构，以便保持整机的稳定平衡（图9 所示）。维修期间加固的钢丝绳与地面配重保持拉紧状态。

图8 气室分段拆除图

图9 臂架钢结构回装图

2.2.3 气室的维修

气室的完好和及时有效的检修，对于皮带正常运行起到非常重要的作用，主要体现在以下几方面。

（1）影响气室的密封性。气室存在损伤，易引起漏气，造成气压不足，进而出现皮带能耗电流增大，增加皮带磨损。该类型卸船机在靠近取料头气室段分别安装盖带、底带气室压力传感器，信号远传至司机室触摸屏（CCR PANEL）。其正常压力范围为1 000 ～2 000 Pa。气室风机送风路线从上至下依次为消音器、风机、插板、风道和气室。正常运行时，根据屏幕显示的压力数值，及时检查上述气源线路，使气压数值处于绿色显示范围内。一般调整时，盖带气室压力要高出底带气室压力约200 ～300 Pa，当压力值超出上述范围，数值显示的颜色随之由绿变红，以提示司机和巡检人员注意。当出现压力报警时，要先从垂壁上部侧密封平台处检查该位置风量大小；再检查风机消音器处的进气格栅有无脏污。盘锦港中储粮泊位地处环渤海辽东湾区域，春秋两季多发大雾天气，加之粮食粉尘，在格栅处极易形成“尘膜”，从而影响气室进气量。该卸船机已多次经历上述尘膜现象。上述点位简易排查后，若气压仍不能满足使用要求，怀疑气室内部漏气造成，此时应及时对气室进行拆修。

（2）造成皮带的磨损。气室存在损伤后，尤其是气室分段搭接的边缘处，气膜压力低于中心区域，运行的皮带与凸起的气室边缘极易发生摩擦干涉，造成皮带过早磨损。另外该凸起处，极易卡滞粮食中的异物，从而增加划伤皮带及损坏气室的风险。日常管理中，需要相关业务部门重点提醒装船客户注意控制粮食的质量，以降低设备损坏的风险。自投产使用至今，因船中粮食异物造成取料头叶片、底座、衬板、液压马达卡死故障多达50 次以上。

本次气室维修期间，采取维修车间搭设维修平台，对盖带和底带气室进行分段解体检修。底带气室的损坏区域主要集中在气室分段的搭接处，存在挤压变形、翘边、张口、高低差等损坏现象，盖带气室相对损伤较轻，主要是搭接处的翘边现象。针对以上损坏部位，主要采取“分段替换”法，即将损坏区域的气室弧板整体切下，车间重新加工制作，焊接打磨找平。对于部分区域的弯曲筋板，割除重置，详见图10、图11。维修的关键在于保证整个气室接缝处以及首尾末端无尖锐棱角，过度圆滑。此外，对于气室背侧的皮带返程板、支撑板也要加强检查，其厚度低于0.5 mm 时要及时更换[5]。

图10 气室面板修复图

图11 气室局部修复图

3 气室回装测试

气室完成维修后，采用倒运车辆将气室分段运抵码头现场进行最后组装。与拆卸过程相反，其回装测试主要分为气室分段与钢结构的现场组装、回装主体结构、皮带及附件回装、整机测试等4 个主要环节。

设备加固措施确认无误后，各点位汽车吊就位，再次拆卸下部钢结构至地面。采用“插入法”将四大段气室逐一插入内部支撑结构进行连接固定，进而起吊回装至主体结构，详见图12。期间密切注意司机室显示屏的相关力值变化情况，及时调整汽车吊拉力状态。主体回装完毕后，接下来需进行皮带的牵引导入及硫化，再进行侧密封等附件的安装、气室间隙的调整。本次维修采用“重锤铅丝法”检查调整气室间隙，详见图13，整根铅丝与气室中线的直线度控制在5 mm以内为宜。启动试运行时，根据皮带电流大小，可微调气室间隙，同时新修复的气室和皮带需要两至三条船的作业磨合期，期间注意相关电流、气室压力等主要参数的变化，及时作出相应的检查调整。

图12 气室回装图

图13 用于间隙调整的铅丝图

4 结语

本次维修受到疫情防控、码头外轮作业不断、雨季施工等客观原因影响较大，维修人员克服诸多不利因素历时近40 d 成功完成气室修复。期间还充分利用臂架皮带去除的宝贵空档期，完成臂架软连接内部挡料板、尾部密封刷等平时维修受限的维保工作，让整个设备在大修期间进行一个全面的检查保养。本次气室维修既是一个成功经验的积累，也是一个探索学习的过程，同时也为后续相关机型的检修提供了一个很好的借鉴和参考。