带式输送机托辊架改造
日期：2008-9-6 0:38:05 来源：中国自动化网
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摘 要：针对济钢原料厂76型带式输送机运行状况差、故障率和备件消耗高、维护量大的状况，研究并实施了将76型托辊架改为DTII型双向可变槽角自动调心托辊架等，有效解决了皮带跑偏撒料问题，减少了皮带运行阻力，降低了运行成本，实现了皮带自动纠偏功能。改造后，每千米皮带可获得年直接经济效益13.7万元。
关键词：带式输送机；托辊；皮带跑偏；托辊支架；倾角改造
1 问题的提出
济南钢铁集团总公司原料厂（简称济钢原料厂）现有带式输送机68台，皮带单线总长为18.5km，每年平均消耗皮带5km，生产运行成本较高。所用机型为76型，是一种老式的皮带机结构。这种皮带机的缺点是：
（1）运行不平稳，皮带易跑偏造成撒料，需生产工岗位监护，劳动强度大，并且需要随时对跑偏的皮带进行调整处理，每班需要清理的皮带机周围的矿粉量较大；
（2）回程皮带因跑偏造成磨损下托辊吊耳，导致皮带撕边严重，既降低了皮带使用寿命，又造成托辊耳子的早期损坏，增加了备件消耗；
（3）皮带跑偏使设备故障率升高，如滚筒挤住皮带造成皮带撕裂或机械事故、托辊脱落造成皮带架划坏皮带等，生产效率下降，运行成本增加；
（4）难以实现无人值守的远程自动化控制操作要求；
（5）皮带在雨季极易出现打滑现象，加速了皮带的磨损。
鉴于76型皮带机存在的上述缺点，已越来越不适应济钢原料厂生产负荷的不断加大和生产工艺流程自动化控制水平的提高。为此，对76型皮带机托辊架槽角、倾角、调偏器等部位实施了符合实际工况的优化与改造。
2 改造实施方案
2.1 皮带机上托辊架槽型角和前倾角的改造
将皮带机上托辊支架的支腿加长,使槽型角由原来的30°变为35°，即增大皮带的包角；将上托辊支腿的开口槽位置前移，使槽型托辊架的前倾角由原来的0°改为2°。在前倾角改造实施过程中，为降低改造费用，采取了不更换新托辊架、仅将原托辊架的支腿进行模拟改造的方法，更换两侧支腿，使之达到同样的效果，如图1所示。托辊支腿件由100mm槽钢冲压制成，新件要求左右配合使用，左侧件开口在左侧，右侧件开口在右侧。新部件的开口偏离中心16.5mm，从而实现2°的前倾角。上托辊使用标准的前托辊组。
图1 皮带机托辊支腿改造示意图
2.2 皮带机上调偏器改造
上调偏器由普通的76型改为DTII型双向可变槽角自动调心装置，即将上调偏托辊由普通型φ108mm×415mm托辊装置改为φ（108/159）mm×415mm的锥形托辊装置。平均每间隔10排普通托辊，增设安装一排锥型自动调心托辊调偏器。
2.3 回程皮带下托辊架改造
平行下托辊不变，下调偏托辊组改为DTII型的正“V”型和反“V”型两部分托辊组，每间隔20m一组，每组正反相隔2m。其托辊由两个普通直托辊改为两个φ（108/176）mm×560mm的锥形托辊。
通过上述改造，使承载托辊的托辊架前倾角达到2°，槽型角增加5°，即达到35°。增大了皮带的包角，使皮带沿运行方向总有一个指向皮带中心的向心力，而且皮带跑偏阻力减小，从而使皮带运行更加平稳。
上调偏装置由普通型改为DTII型调偏器，更有利于皮带跑偏时的自动纠偏作用。下调偏装置由普通型托辊组改为正“V”型和反“V”型托辊组，可以压紧皮带防止皮带跳动和跑偏。
同时，二者通过锥形托辊的调节使皮带趋向中心，从而达到调偏的目的，并彻底杜绝了回程皮带跑偏磨坏耳子的现象。
自2002年以来，济钢原料厂先后对4条长度超过400m、作业率高、岗位工劳动强度大、跑偏撒料严重的皮带实施了上述改造。另外，还在皮带机上增设了皮带跑偏和皮带打滑的监测装置，大大提高了设备运行的可靠性。
3 应用效果及效益分析
3.1 应用效果
从已改造完并投运1年的4台带式输送机的运行情况看，皮带跑偏与撒料现象已得到有效控制，挤伤皮带和划坏皮带的现象再也没有发生。不仅减小了岗位职工的劳动强度，而且彻底解决了皮带撕边问题。皮带损耗和皮带托辊“吊耳”的消耗量减少为原来的1/4，明显延长了皮带的使用寿命，节约了材料费用，降低了生产成本，提高了皮带的运行效率和劳动生产率。同时，为2003年济钢原料厂实现生产过程控制自动化，提供了技术支持。
3.2 经济效益分析
本次改造的费用主要是带式输送机上托辊支腿的制造费用和改造时切割焊接费用及人工费。对上述4台带式输送机的改造，利用了皮带机已运行8年、设备老化、需要检修更换的机会，因此，改造投资合理。其托辊、上下调偏辊以备件购进并更换。
以改造长400m、宽1m的带式输送机为例计算经济效益：
（1）改造投资费用是5万元。
（2）改造后，使用寿命由5年延长为7年，皮带单价为440元/m,年直接效益为1.0057万元；
（3）减少撒料、降低岗位劳动力成本的年效益是2万元；
（4）降低备件消耗的年效益是3.2万元；
按一条皮带使用寿命7年计算，则改造一条皮带的年效益为5.4914万元。
由此可算出每改造1km皮带的年直接经济效益为13.7298万元。
4 结语
对带式输送机在用量大的企业来说，尽量延长其使用寿命的效益是巨大的。上述改造对已运行多年的设备更有价值，既可降低成本，又能提高生产效率。超长皮带机的选型尽量选DTII型。实践证明，这种型号的皮带运转平稳，岗位工的劳动强度低，不污染环境。
目前济钢原料厂皮带机的托辊架间距为1200mm，为更有效提高皮带机机架的刚度，延长使用寿命，建议皮带机托辊架间距缩小为700mm；同时再增设一排锥形调偏托辊组,效果会更好。
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1 问题的提出
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济南钢铁集团总公司原料厂（简称济钢原料厂）现有带式输送机68台，皮带单线总长为18.5km，每年平均消耗皮带5km，生产运行成本较高。所用机型为76型，是一种老式的皮带机结构。这种皮带机的缺点是：
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（1）运行不平稳，皮带易跑偏造成撒料，需生产工岗位监护，劳动强度大，并且需要随时对跑偏的皮带进行调整处理，每班需要清理的皮带机周围的矿粉量较大；
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（2）回程皮带因跑偏造成磨损下托辊吊耳，导致皮带撕边严重，既降低了皮带使用寿命，又造成托辊耳子的早期损坏，增加了备件消耗；
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（3）皮带跑偏使设备故障率升高，如滚筒挤住皮带造成皮带撕裂或机械事故、托辊脱落造成皮带架划坏皮带等，生产效率下降，运行成本增加；
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（4）难以实现无人值守的远程自动化控制操作要求；
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（5）皮带在雨季极易出现打滑现象，加速了皮带的磨损。
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鉴于76型皮带机存在的上述缺点，已越来越不适应济钢原料厂生产负荷的不断加大和生产工艺流程自动化控制水平的提高。为此，对76型皮带机托辊架槽角、倾角、调偏器等部位实施了符合实际工况的优化与改造。
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2 改造实施方案
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2.1 皮带机上托辊架槽型角和前倾角的改造
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将皮带机上托辊支架的支腿加长,使槽型角由原来的30°变为35°，即增大皮带的包角；将上托辊支腿的开口槽位置前移，使槽型托辊架的前倾角由原来的0°改为2°。在前倾角改造实施过程中，为降低改造费用，采取了不更换新托辊架、仅将原托辊架的支腿进行模拟改造的方法，更换两侧支腿，使之达到同样的效果，如图1所示。托辊支腿件由100mm槽钢冲压制成，新件要求左右配合使用，左侧件开口在左侧，右侧件开口在右侧。新部件的开口偏离中心16.5mm，从而实现2°的前倾角。上托辊使用标准的前托辊组。
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图1 皮带机托辊支腿改造示意图
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2.2 皮带机上调偏器改造
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上调偏器由普通的76型改为DTII型双向可变槽角自动调心装置，即将上调偏托辊由普通型φ108mm×415mm托辊装置改为φ（108/159）mm×415mm的锥形托辊装置。平均每间隔10排普通托辊，增设安装一排锥型自动调心托辊调偏器。
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2.3 回程皮带下托辊架改造
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平行下托辊不变，下调偏托辊组改为DTII型的正“V”型和反“V”型两部分托辊组，每间隔20m一组，每组正反相隔2m。其托辊由两个普通直托辊改为两个φ（108/176）mm×560mm的锥形托辊。
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通过上述改造，使承载托辊的托辊架前倾角达到2°，槽型角增加5°，即达到35°。增大了皮带的包角，使皮带沿运行方向总有一个指向皮带中心的向心力，而且皮带跑偏阻力减小，从而使皮带运行更加平稳。
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上调偏装置由普通型改为DTII型调偏器，更有利于皮带跑偏时的自动纠偏作用。下调偏装置由普通型托辊组改为正“V”型和反“V”型托辊组，可以压紧皮带防止皮带跳动和跑偏。
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（2）改造后，使用寿命由5年延长为7年，皮带单价为440元/m,年直接效益为1.0057万元；
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（4）降低备件消耗的年效益是3.2万元；
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由此可算出每改造1km皮带的年直接经济效益为13.7298万元。
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对带式输送机在用量大的企业来说，尽量延长其使用寿命的效益是巨大的。上述改造对已运行多年的设备更有价值，既可降低成本，又能提高生产效率。超长皮带机的选型尽量选DTII型。实践证明，这种型号的皮带运转平稳，岗位工的劳动强度低，不污染环境。
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目前济钢原料厂皮带机的托辊架间距为1200mm，为更有效提高皮带机机架的刚度，延长使用寿命，建议皮带机托辊架间距缩小为700mm；同时再增设一排锥形调偏托辊组,效果会更好。
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