长距离胶带运输机的优化策略

2003年10月20日开始调试试运行4km 长距离胶带运输机。在调试运行过程中,PLC控制系统常出现错误报警,且很难判断故障点等设备故障现象。针对空载、重载调试过程中出现的问题,在系统实施过程中进行了相应的调整、完善和改造。从运行情况看,优化方案效果明显,满足了连续高强度骨料运输的要求。

1.改进跑偏监测装置

因电气控制系统将跑偏及急停(拉绳)信号采集共用一组控制线,使PLC 控制系统常出现错误报警,且很难判断故障点和胶带跑偏造成停机。为此对胶带机沿线的跑偏开关和紧急(拉绳)开关重新放线,并对控制程序进行了改进,有效地解决了错误报警情况,提高了故障报警准确率。

2.加固托辊支架

在重载调试过程中,上调心托辊组不能满足设计承载和连续运输要求,有些托辊从支架上掉下来,造成跑偏和划伤胶带。为此更换了损坏严重的托辊支架,并对原支架用钢板进行立向加固,使其满足承载力要求。后期托辊生产厂家根据改进建议,重新生产了一批托辊支架,实践证明运行情况良好。

3.严防胶带机运行跑偏

胶带机在调试运行中跑偏严重,尤其在重载调试运行时,最大跑偏值偏离胶带中心约1.2m,严重影响了胶带机的正常安全运行,造成胶带磨损严重,并严重危及运行人员的安全,为此进行了如下改造:

(1)更换锥形调心托辊。长距离胶带机的调心托辊组分上调心托辊组和下调心托辊组两种。每隔9组正常托辊组,布置一组上调心托辊组。每隔9组上平托辊组,布置一组下调心托辊组。所有调心托辊均为锥形。在运行中发现锥形调心托辊对皮带表面损伤严重,即在胶带与调心托辊的中部接触部位胶面脱落。分析原因认为是高速运行的皮带在被调心托辊调整时,胶带的运行方向与锥形调心托辊的运行方向形成一定的夹角,从而造成横向摩擦,使中间接触部位胶面被揭掉。在进行对比试验后,将所有锥形调心托辊更换为普通调心托辊,更换后设备运行正常,脱胶现象得到根本解决。

(2)优化前倾支架。长距离胶带机的支架分普通支架和前倾支架两种。原设计施工的是每10组支架有连续3组前倾支架,按运行方向前倾2°,前倾支架上安装前倾槽型托辊组。因受力方向改变,集中向胶带中心方向,故有一定的防跑偏作用。但由于胶带运行速度极快,同锥形调心托辊类似,托辊中间部位受摩擦力最大,致使中间接触部位胶面被带掉。进行受力分析后,决定将所有的前倾支架更换为普通支架。更换后,脱胶现象得到解决,同时为弥补防跑偏功能的损失,在皮带两侧增加了多组强制调心托辊,使防跑偏功能得到补偿。

(3)增加强制调心挡辊。为了防止胶带机启动和制动瞬间由于受力不均等造成胶带大幅跑偏从而损伤胶带,在胶带两侧间隔200m 安装一组强制跑偏调心托辊,纠正胶带瞬时跑偏。实践证明,其调心效果明显,对胶带的边缘损伤较小。

4.增设整合监控系统

由于长距离胶带机、高程308.50m 拌和系统、高程360.00m 拌和系统、大法坪4条皮带属不同的标段,其控制系统均为单独设计,对于统一管理极为不利,常因系统中某一条胶带机故障或紧急停机而造成长距离胶带机机头或机尾堵料。为实现长距离胶带机上下工序的统一管理,解决存在的重大事故隐患,根据实际情况增设了整合监控系统,将原本分散独立的四个系统整合为一个,更有利于系统的集中控制,保障了设备和人身安全。

5.改进清扫器(www.xing528.com)

长距离胶带机机头清扫器安装于驱动滚筒的下部,对于粗骨料的清扫效果较好。但由于龙滩工程使用人工砂及粗骨料含石粉量较大,故原有的机械清扫器不能有效地全面清扫,大量石粉被下皮带带入洞内,造成洞内积尘严重。胶带机运行时产生的震动将石粉扬起,由于洞身长达1400m,使胶带机的运行环境极差。根据现场情况,在机头机械清扫器后方增加水清扫器及脱水托辊,以彻底消除附着在胶带表面的石粉。改造后有效地改善了洞内的空气质量,使洞内运行环境得到根本改善。

6.优化胶带机洞内段照明系统

为满足长距离胶带机穿越3条隧洞及夜间施工的需要,长距离胶带机沿途需设照明装置。在原设计中,洞内非工作面每20m 安装一组(两只)通段控制电压为220V、功率为2×100W 的防水灯头白炽灯。根据安全施工规范,对原有照明设施进行了改造。洞内照明全部采用36V 安全电压,在工作面沿途安装防水灯具(1套/6m)及行灯变压器(1台/100m),分别在机头和机尾取电源,分段敷设电缆,安装双控双开装置等。改造后的洞内光线良好,照明设施运行安全,既改善了运行环境,又节约了运行成本。

7.增设应急堆料场

通过在机头安装一个回转料斗实现长距离胶带机同时供应右岸两个混凝土生产系统骨料的功能。由于A、B系列和长距离胶带机已经连锁控制,而三者的停机时间相差过大(长距离胶带机紧急停车时间为80s,A、B系列皮带紧急停车时间仅为3～5s),如果在运行时任一套系统发生故障,将造成长距离胶带机机头堵料,从而危害设备的安全。为解决这一问题,在长距离胶带机机头增设一个应急堆料场,并将回转料斗的行程分为左、中、右三部分。当所有设备正常运行时,回转料斗转向左边或右边正常供料;当设备发生故障时,回转料斗自动转向中间,长距离胶带机上的骨料则滑入应急堆料场,从而实现保护设备的目的。

8.处理和改造托辊及滚筒粘胶

在长距离胶带机运行过程中,脱胶现象较严重。脱落的胶粘在托辊及滚筒表面,影响了胶带机的运行,甚至导致胶带机跑偏而无法运输骨料。经现场对胶带的观察和检测,发现胶带机前倾托辊对胶带磨损严重,于是,全部更换了前倾托辊。人工清除粘附在滚筒上的胶带脱胶,并在胶带的非工作面喷适量硅油,以减小胶带与托辊的摩擦阻力,加快摩擦热量散发。经过一系列的改造,胶带脱胶、滚筒及托辊粘胶问题全部得到解决,不但减少了托辊部件等表面的除胶工作量,而且增加了胶带的使用寿命。

9.紧急事故开关(双向拉绳开关)、跑偏开关等的电器改造

由于胶带机大部分处在潮湿的隧洞内,严重影响电气设备的正常使用。在运行中,很多时候出现无故报警或停机,原因是控制系统信号传输出现了故障。经分析,决定将部分电器设备密封。改造后经运行实践,无故报警的情况得到了有效的改善。

10.局部修理胶带的磨损划伤

由于胶带选用时安全系数较大,运行维护到位,不易发生胶带撕断的情况。但运行磨损、跑偏及运输物料划伤情况却时有发生,这时不可能进行胶带的全部更换。为了满足安全运行的需要,局部修补就显得十分重要。龙滩4km 长距离胶带机在运行过程中使用DLBK 小型硫化机,采用局部硫化法对划伤部位进行修补,效果良好。