物料调节器的改进与应用

于超 栾文轩

摘要：为解决原物料调节器性能的滞后性及调节困难问题，根据物料落料点不同，物料调节器受力不同，针对原有丝杆调节方式改成蜗轮蜗杆的调节方式，虽然可以缓解工人调节物料料流的工作强度，但是工人调节时还是需要登高作业，于是进一步优化调节方式，改成电液推杆的方式调节，电控箱安装于地面，控制为点动自锁，便于操作且简单，同时避免工人登高作业。达到了操作安全、及时的目的，解决了工人劳动强度的同时解决皮带因落料点出现的撒料、跑偏问题，保证了卸船作业线流程效率的稳定性。

关键词：丝杆;蜗轮蜗杆;电液推杆;技术性能

中图分类号：TH133      文献标识码：A 文章编号：1003-2177（2019）12-0110-03

0 引言

皮带机作业线作业流程为：卸船机卸料后，皮带机运输货物，途径每个转接机房物料调节器转换，经由堆取料机到达货场堆存。由于现有的物料调节器采用丝杆的调节方式，调整料流时需要反复调节确定，工人操作起来费时费力，增加工人劳动强度的同时还无法保证卸船的效率。在保持原有作业线主体结构不变的前提下，通过技术上的改造，达到操作简单，性能稳定，随时可调的效果。

1 物料调节器现状

（1）由于目前卸船货物的种类、粒度、含水量等各有不同，导致货物散料在采用带式输送机运送时，会出现不同的特性，如粒度小、含水量大的铝矾土矿粉就容易粘结，由于物料粘结出现落料点不同，导致皮带机跑偏，进而需要经常反复人工调整，此种结构调解不方便，工人操作起来费时费力，在这种特性冲击下，还会造成物料调节器的调节丝杠出现松动现象。见图1。

（2）在最初项目设计时，是按铁矿石、铝矾土和少量进口煤炭进行设计的，其中物料调节器也是按铁矿石、铝矾土和少量进口煤炭的常用手册参数进行结构和功能设计的，鉴于手册参数仅为参考试验参数，与实际所输送的散料货物不可避免会存在各种差别，这就会造成实际使用工况与设计工况存在差别，同时物料连续冲击还会造成丝杠的蠕动、疲劳变形，甚至出现断裂事故，见图2。

（3）目前设计的物料调节器采用手轮驱动丝杠的方式改变导流挡板的角度，进而调节料流方向，由于丝杠采用开式脂润滑，再加之如果处于较干燥粉料的环境中，就容易沾染粉料，久而久之，就会阻塞丝杠螺纹，造成人力旋转困难，每次调整都需要2-3人操作20-30分钟左右，如遇到卡死现象时间还更长，耗费大量人力物力，同时影响正常的卸船作业，而且也加大丝杠的负载，缩短使用寿命，综合成本非常高昂。

2 技术改造方案的实施

由于上述分析的结果，物料调节器丝杠通过手轮调整经常出现卡滞的现象，所以为了解决此问题，我们考虑采用蜗轮蜗杆结构，进行如下选型计算：

（1）驱动功率：P=FaV/60η

式中：P---驱动功率，KW;

Fa---起升力（或拉力），KN;

V---起升速度，m/min;

η---传递总效率（见表1，表2）。

（2）驱动扭矩： T=9550×P/n

式中：T---驱动扭矩，N·m;

P---驱动功率，KW;

n---转速，r/min。

（3）蜗杆轴伸上，由于安装齿轮、链轮所产生的径向力Fr，其最大许用力与起升力和型号有关。在1/2处所许用的最大径向力和扭矩，见表3。

选型计算完成后，进行采购、安装、调试，改造初步完成，见图3。

在使用初期，该装置发挥了很好的作用，旋转轻便，灵活自如，维护也比较方便。但当使用一段时间后，发现还存在一些问题，例如还是会有灰尘或粉料进入丝杠螺纹中，造成卡滞;锁死不可靠，时间久了就会出现丝杠蠕动，导流挡板倾斜角度变化;最严重的是由于受力不均等原因，丝杠同样出现变形或断裂现象。

针对此情况，我们根据上述计算结果，对传动方案进行优化。首先，为了解决丝杠螺纹进灰卡滞问题，同时也鉴于现场客观存在的环境条件，我们考虑采用能自动除灰的功能;另外，考虑人工驱动力有限和提高调节的速度和效率的问题，我们考虑采用电动或液压的伸缩驱动装置;同时，也为提高设备的自动化程度，减轻现场人员的占用和操作劳动强度，我们最终确定采用液压推杆驱动导流挡板的物料调节器革新方案，见图4和图5。

在不改变现有调料板主体结构的情况下，在支撑杆￠76x4mm内部增加￠60x10mm热轧无缝钢管，增加支撑杆的强度，并且设计支撑杆两端固定在料槽外部，并在支撑杆与料槽内壁增加防护安全链，见图6。

3 技术创新性

（1）改造后的物料调节器与之前相比调节料流效果明显，皮带跑偏情况明显减少，基本不存在粘料情况。

（2）人员调整操作简单轻便、实用灵活，且锁定可靠，一次调整后，除非物料属性发生较大变化或皮带出现跑偏，否则不用二次調整。

（3）防灰效果好，液压推杆自带自动除灰密封圈，能有效刮掉粘在推杆轴上的灰尘，且使用寿命长。

（4）推杆支座和调节器外壁结构稳定，有效消除了由于其他结构受力不均造成的支座变形等问题。

4 结语

使用过程中的物料调节器完全适应铁矿、铝矾土等多种矿石作业，每次调整在地面点动操作，不需要登高作业操作;原来调整时间20-30分钟，或者更长时间，到现在的不到1分钟调整完毕，解决了工人的劳动强度，方便了工人的操作;根据不同物料的安息角不同随时调整料流落料点角度，内壁粘料明显减少，解决皮带因落料点出现的撒料、跑偏问题，保证了皮带机的平稳运行，完全满足生产的需要，保证了卸船作业效率的稳定性。