0 前言

德兴铜矿大山选厂在碎矿后3万t/d生产系统中,有8台YAH2460X型单层振动筛筛上的矿石,是由一条B1400X6(6+3)型的6^#尼龙皮带运输机输送到圆锥厂房,卸到6^#可逆皮带行走小车上,通过6^#可逆皮带的正反转和小车的来回移动,给4台进口的7英尺特超重型标准细碎圆锥破碎机分料配矿,如图 1所示。自1993年投入使用以来,存在故障率高,维修费用大,运转率低等缺陷,不能维持正常生产,达不到原设计日运送矿石3万t的能力。通过分析和研究,认为必须对其进行改造,从根本上解决该设备所存在的问题,以满足生产的需要。

1 原设计存在的问题

6^#可逆皮带小车整体设计上存在不合理,设备故障率高,以及受现场场地设施的制约,不便于维护、维修。存在的主要问题有以下几方面。

(1) 小车行走轨道铺设在地面上太低,轨道易积矿。常造成小车行走不稳定,负载增大,易烧毁电机和损坏减速机。

(2) 整台可逆皮带小车设计时是两头低中间高,运行时漏矿严重。

(3) 皮带受正反转运行,且速度较快,加之矿石会漏到皮带回空面上,皮带易跑偏,纠偏困难。而一旦跑偏,如未及时发现和纠偏,则皮带会磨损撕裂。

(4) 因行走轮轴安装在可逆小车底部,位置狭小,加上皮带跑偏,摩擦轴承座引起轴承温度升高,油脂干枯,而造成轴承润滑不良,易烧坏,行走轮轴报废事故。

(5) 一旦行走驱动装置某部件损坏时,小车难于移动。大量的矿石滞留在皮带上,因矿仓料位高难于卸下,将皮带压死,而损坏皮带驱动系统中的电机、减速机。

(6) 受现场设施及空间位置所限,小车发生故障后的修复工作难度大,基本上全凭人工借助简易工具来完成。劳动强度大,停机时间长,并对检修人员安全和设备安全构成很大威胁。

2 改造方案设计

通过对6^#皮带现场位置和运行状况的多次调查和分析研究,决定整体拆除6^#皮带可逆行走小车,将原安装6^#皮带可逆行走小车层,四周用钢板封制成矿仓。同时根据厂房的结构和空间位置,把6^#皮带驱动系统,由原4^#、6^#矿仓中间位置移至8^#矿仓前空场地上。设计制作一台高度为2.5m、长度为15m、坡度为10°的B1400型双侧卸料小车,安装在6^#皮带上,如图 2所示。小车驱动系统采用Y180L-6/15kW电机、YWZB -300/45型液压推动缸制动器、HWT280-50型直廓环面蜗杆减速机和自制的一对传动齿轮副的B1400型卸料小车单驱动系统。这样8台单筛上矿石直接由6^#皮带运输至圆锥厂房,由双侧卸料小车把矿石卸下,给4台圆锥配矿,解决了6^#可逆皮带行走小车故障率高的问题。

3 主要技术参数计算

由于把6^#皮带水平延长了13m,提升高度增加了2.5m,并把驱动滚筒由原来的Φ830×1600mm改为Φ1030×1600mm,提高了运输机的带速,因此必须对6^#皮带主要参数进行计算。

3.1 圆周驱动力

圆周驱动力按下式计算^[1]:

式中:C—系数;

     f—模数摩擦系数;

     L—输送机长度,m;

     g—重力加速度;

     q^RO—承载分支托辊旋转部分质量,kg/m

     q^RU—回程分支托辊旋转部分质量,kg/m

     q^B—输送带的质量,kg/m

     q^G—输送物料的质量,kg/m

     F^S1—主要阻力,即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力;

     F^S2—附加阻力,即清扫器、卸料器及翻转回程分支输送带的阻力;

     H—输送机卸料段和装料段间的高差,m。

3.2 传动功率

传动功率按下式计算:

P_A =F_uv =231.2kW

式中:v—带速,m/s。

3.3 轴功率

轴功率按下式计算：

式中:P_M—驱动电机轴功率,kW;

     η—传动装置总效率。

3.4 输送带张力

限制输送带下垂度的最小张力,则

(1) 承载分支为:

式中:α₀—上托辊架的间距,m;

     α—下托辊架的间距,m;

     h—上、下托辊架的高度,m。

输送带许用的最大垂度应满足h/a ≈0.01。

(2) 回程分支为:

按输送带不打滑条件的最小张力为:

则

式中:K_A—系数;

F_2min—保证输送带工作时不打滑,需在回程上保持最小张力;

F_u.max—满载输送机起动或制动时出现的最大圆周驱动力;

μ—传动滚筒与输送带间的摩擦系数;

—传动滚筒的围包角;

—尤拉系数。

输送带最大张力按下式计算:

3.5 电机功率

考虑到6^#皮带负载起动的因素,取功率备用系数K=1.20,故驱动电机功率为:

P_m=KP_M=1.20×265.7=318.8 kW

3.6 改造效果

根据设计方案和参数计算,制作了一台B1400双侧卸料小车,以及小车行走驱动系统等,同时进行了其他相关设施的改造和安装。改造前、后的主要参数如表 1所示。

从上表可以看出,6^#皮带改造后的技术参数与原设计时的参数相差不大,只要适当调整皮带的张力就能满足正常运行的要求。只是皮带负载起动时,电机功率偏小3.8kW,考虑到对单筛筛网进行了改造,提高了筛分效率,6^#皮带的实际负载比原设计要小,同时为了节省改造费用,决定暂时对减速机、电机不换型,采用原减速机、电机。

4 结语

2000年2月改造实施后,运行至今,效果良好。而且操作简单,安全可靠,易于维护,能够实现自动配矿。从根本上解决了原6^#可逆行走小车存在的问题,大大地的提高了设备运转率,为碎矿系统生产能力的达产达标解决了一道难题,也为碎矿前3万t系统中5^#可逆行走小车改造提供了借鉴经验。