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河北力友起重機械制造有限公司

斗式提升機性能分析及改造

編輯:力友起重機械   添加時間:2021/6/9

1、問題的提出

2004年3月,我公司某爐前輸送原料的垂直斗式提升機(簡稱斗提機)發生膠帶斷裂事故,造成此爐玻璃質量不良率大幅升高,波動3天;2004年6月,僅運行6個月的我公司某碎玻璃斗提機又發生一次膠帶斷裂事故,雖未對池爐工藝造成影響,但搶修用了6h如此頻繁的斗提機膠帶斷裂事故造成了重大的經濟損失。為此,我們考慮通過技術改造來保證設備正常運轉。

2、斗式提升機的工作原理和性能分析

2.1 斗提機的工作原理

某公司共裝備斗提機50多臺,型號為D型,按膠帶寬度分為500 mm, 400 mm, 300 mm 3種規格,結構基本相同,輸送能力為12 ~ 33m3/h,斗提機的主要組成部件有頭輪、尾輪、膠帶、提斗、三角帶、電機、減速機、分料器、機架等,其中損壞最多的為提斗和膠帶。
斗提機的卸料方式主要由料斗的運行速度決定,運行速度高,卸料端料斗內物料受到的離心力就大,反之就小。如圖1所示,當料斗繞上驅動輪并隨傳動輪一起旋轉時,斗內物料同時受重力m g和離I自力mw2 r的作用,它們的合力N的作用線始終與傳動輪垂直中心線交于一點P(極點),P點至傳動輪中心的距離h(極距)可按下式計算:

h = 695 /n2

式中,n為傳動輪轉速,r/min。

2 2性能分析

斗提機膠帶斷裂的原因如下:①斗提機采用橡膠輸送帶為牽引構件,所輸送的原料中玻璃占了將近50%,特別是屏制品玻璃塊大,磨琢性強,掏取阻力大。②斗提機的原提斗因形狀設計和安裝方式不合理,安裝后膠帶螺栓凸出來,在運轉過程中,膠帶螺栓凸出部位與斗提機頭尾輪直接接觸,接觸面積小,受力大,膠帶螺栓易斷裂。③斗提機采用離心卸料,因卸料不徹底,在提斗轉過頭輪后,提斗口向下,在重力的作用下,提斗中的剩料離開提斗下落,部分原料易進入到提斗背面與膠帶之間的夾縫中,夾縫中的原料在提斗運轉到頭輪和尾輪部位時處于被擠壓狀態,因應力集中導致膠帶螺栓斷裂或膠帶上的螺栓孔撕裂。因此易出現掉提斗、堵料甚至膠帶斷裂等故障。

3、設備改造

3.1 提斗形狀的設計和安裝方式的改進

結合現場使用的具體情況,重新設計新提斗,改進了提斗形狀,使提斗與膠帶安裝部位形成一圓弧通槽,與提斗相配套的膠帶螺栓改為半圓弧夾板,在半圓弧夾板與提斗之間安裝橡膠墊板。
先在斗提機膠帶上按照提斗安裝孔的尺寸加工出螺栓孔,在膠帶的一面先安裝半圓弧夾板,另一面裝上橡膠墊板,再安裝新提斗,用沉頭螺栓按一定的預緊力連接。
新提斗的優點在于:①提斗的半圓弧夾板表面與斗提機膠帶內表面處于一個平面,接觸面積大,受力均勻。②膠帶與提斗之間裝有橡膠墊板,原料和異物不能進入它們之間的間隙中,且橡膠墊板比膠帶硬度小即使有異物進入也將先破壞橡膠墊板,從而使膠帶得到保護,見圖2.

3.2 改造分料器

在斗提機卸料過程中,提斗中的剩料的一部分進入到膠帶與尾輪之間,依靠分料器將原料分流,因分流不徹底,部分原料進入到尾輪上。彩電玻殼的原料中有幾種具有吸潮性的原料,如碳酸鉀、硝酸鈉、純堿、硝酸鉀等,因吸潮粘性增加,這些原料粘在頭尾輪上導致頭尾輪直徑變大、摩擦系數變小而造成膠帶跑偏,嚴重時造成膠帶撕裂或斷裂。原分料器與膠帶之間的間隙不可調,當間隙過小時,雖然原料分流徹底,但是因膠帶運轉抖動,分料器易掛膠帶,造成膠帶撕裂或斷裂;當間隙過大時,雖然分料器與膠帶不接觸,保護了膠帶,但是原料分流不徹底,斗提機頭尾輪易粘料而造成膠帶跑偏。因膠帶在運轉過程中的抖動與分料器的間隙時刻變化,造成分料器點檢維護難度大。為此,對分料器進行了重新設計。新分料器與膠帶之間有40一50mm的間隙,上面設計有帶長孔的橡膠板,填補分料器與膠帶之間的間隙,橡膠板的彈性又能適應間隙的變化,在橡膠板磨損后間隙變大時,可以通過調整橡膠板來減小間隙,見圖3。

3. 3 增加專用搶修口

在斗提機發生膠帶斷裂事故后的搶修過程中,掏出舊膠帶需2 h。因舊膠帶跌落在斗提機殼體內,需將維修工人捆住放到斗提機殼體內,用鋼絲繩將舊膠帶捆住,把維修工人從斗提機殼體內拉出后,再用卷揚機或電動葫蘆將舊膠帶逐段吊出。這種方法有兩個缺點:一是工人進入到斗提機殼體內非常危險;二是浪費時間,特別對池爐來說,早一分鐘供料就意味著早一分鐘穩定。為此,我們借鑒國外公司的先進技術,根據舊膠帶跌落在斗提機殼體內堆積的高度,在殼體二樓部位增加專用搶修口。當突發膠帶斷裂事故時,維修工不用進入斗提機殼體內,打開專用搶修口后可用手將舊膠帶拖出。同時,可固定卷揚機和電葫蘆,不僅保證了人身安全,還可縮短搶修時間2 ~ 3 h。

4、實施情況

某公司D4號廠房供應3臺池爐玻璃用料,每天輸送玻璃近300 t設備運轉時間長,負荷大,多次發生膠帶斷裂事故。在使用新提斗和新分料器后,膠帶壽命由6個月延長到12個月,改造后未再發生膠帶斷裂事故,同時減輕了維修工人的勞動強度。目前該提斗已申請國家專利。
某爐前斗提機在增加專用搶修口改造后,于2005年9月膠帶發生突然斷裂事故,掏舊膠帶只用了0.5h,整個搶修過程僅用了3h比原來縮短了一半,且經過搶修后池爐玻璃不良率穩定。

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