马建军，李昌友等

（中材萍乡水泥有限公司）

摘　要：桥式刮板取料机是水泥厂原燃材料预均化堆场的取料设备。本文通过技术改造，系统解决了驱动不同步、运行时电动机、减速机振动大，星型块频繁损坏的问题，通过改良备件材质和增加清料装置，降低了设备故障率，给企业带来了显著的经济效益。

1　生产概况

我公司4500t/d生产线和2500t/d生产线共用一个石灰石预均化堆场，采用QQB850/38型桥式刮板取料机承担两条生产线的石灰石取料，该取料机设计Z大取料能力850t/h，休止角42°，料堆Z大底宽34.25m，Z大高度15.42m，Z大长度404m，桥梁跨距（轨距）38m；采用双电机驱动链式刮板机，电机Y250M-4-55，YOX450型液力偶合器，B4DH11型弗兰德减速机；松料耙为液压驱动装置，驱动功率30kW，工作行程4000mm，运行速度0.2~0.3m/s。

2　桥式刮板取料机结构及工作原理

桥式刮板取料机是水泥厂原燃材料预均化堆场的取料设备，其由轨道、箱形主梁、刮板机输送部分、松料耙、头尾轮端梁、动力和控制电缆等主要部分组成。取料时根据取料量的要求，调节大车的取料行走速度，松料耙将料堆断面的物料耙松，让其滑落至料堆底部由位于主梁下部的刮板机将物料刮到出料皮带上运走。桥式刮板取料机主要结构见图1。

图1　桥式刮板取料机主要结构

3　存在的问题及原因分析

3.1　刮板机驱动装置的问题

（1）双电机驱动形式刮板机容易出现2台电机瞬时驱动不同步。

（2）星型弹性联轴器找正难，引起刮板机运行时电机、减速机运行振动大，星型块频繁损坏。

（3）2台液力偶合器受振动大的影响出现不同程度的渗油，导致动轮与涡轮的相互运动不对称。

（4）以上问题相互影响，导致减速机高速轴多次断裂，直接影响到两条生产线的正常运行。

3.2　刮板机传动链条和刮板的磨损问题

刮板尺寸1800mm×450mm，材质为16Mn本体+40CrMo耐磨边板和Q235-A本体+16Mn耐磨边板，刮板耐磨材料采用40CrMo16Mn淬火热处理工艺；刮板链节距为630mm，刮板链速0.57m/s，滚轮材质为40Mn，销轴材质为20Cr2Ni4，轴套材质为20CrMo；刮板链槽轨道底衬材质为Q235A钢板制作。

（1）刮板耐磨边板的耐磨性能差，长期运行情况下过度磨损导致边板脱落，出现损坏或卡死刮板机的情况，甚至掉入取料皮带造成皮带划破的二次事故。

（2）刮板链轴销在灰尘的磨损下，耐磨质量较差，出现轴销不断磨小，导致强度降低，出现链条跑偏和断裂的设备故障，影响设备整体性能。

（3）刮板链槽底衬磨损非常快，容易出现底衬脱落掉入取料皮带，造成皮带划破。

3.3　刮板机尾轮出现小料堆的问题

在生产运行中，原燃材料料堆休止角达到38°~42°，刮板机运行带料及料堆上材料滑落至尾轮端梁机构侧，导致刮板机与轨道之间存在取料死角，形成小料堆。小料堆长期堆积将损坏取料机的行走导轮，如料堆为原煤，还有可能产生自燃，发生火灾事故。因堆场轨道长达数百米，需要人工进行轨道清料，清理难度较大，额外增加了工人劳动强度。图2为石灰石取料机和原煤取料机。

图2　石灰石取料机和原煤取料机

4　改进措施

4.1　采用永磁偶合器解决驱动装置的问题

永磁偶合器是通过导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输的装置，可实现电动机和负载间无机械连接的传动方式，其工作原理是当两者之间相对运动时，导体组件切割磁力线，在导体中产生涡电流，涡电流产生的磁场与永磁体产生的磁场交互作用，从而实现两者之间的扭矩传递。

永磁偶合器的技术特点有：（1）通过转子之间偶合面积的调节，可以实现同步转速；（2）柔性启动，减少电机的冲击电流，延长设备使用寿命；（3）隔离振动，无机械连接，延长传动系统各主要部件（轴承，密封等）的使用寿命；（4）结构简单，免维护，无易损易耗件，能适应恶劣环境；（5）安装简单，容忍较大的安装对中误差；（6）体积小，安装简便，改造系统不需动基础；（7）无外接电源，不产生谐波污染，高效扭矩传输，允许冲击性载荷。

通过选用TYL3-65/32型永磁偶合器替代原有的YOX450型液力偶合器，彻底解决了双电机驱动形式刮板机不同步的问题，找正简单?靠，减速机和电机未出现振动异常的问题，无设备漏油的现象发生，提升了设备运行的可靠性。图3为安装后的永磁偶合器。

图3　安装后的永磁偶合器

4.2　改善配件材质，解决刮板和链条的磨损问题

（1）采用HC200-8+8双金属复合耐磨钢板替代原有的刮板40CrMo16Mn耐磨边板。

（2）采用42CrMo材质的链条轴销。

（3）采用NM500材料加工导轨代替原有刮板链槽轨道底衬。

通过更改关键配件的材质后，提升了刮板机的使用性能，关键部位磨损较小。图4为更改材质后的刮板和链条。

图4　更改材质后的刮板和链条

4.3　刮板机尾轮清料装置的设计

在尾轮端梁侧安装一套FU链条清料装置，在刮板机尾轮轴承座上制作安装FU链条主动轮，在尾轮端梁上安装FU链条从动轮，以小料堆宽度为基准安装FU链条压轮，借助刮板机运行动力运行，并做好安全防护设施（见图5）。采用的FU链条、链轮、压轮等配件均来自设备修旧利废。

图5　清料装置的设计

5　安装后的使用效果

（1）利用永磁偶合器替换液力偶合器后，刮板机驱动装置运行稳定，无异常振动，噪音降低，不再出现漏油等现象，已经运行2年未出现任何故障。

（2）改变刮板机主要配件的材质后设备关键部位的耐磨性能提升较大，降低了设备的维护难度，未再出现过设备故障，刮板和链条使用寿命超过4年未出过任何故障。

（3）安装轨道清料装置后，尾轮端梁侧小料堆随取料机行走自动清料，不再形成小料堆，无须人工定期清理轨道，减轻了员工的劳动强度，降低了设备维护强度和故障率。见图6。经实践检验，该轨道清料装置适用于各种规格的圆形和矩形原燃材料预均化堆场的桥式刮板取料机。

6　结束语

生产设备运行的可靠性是水泥生产企业稳产高产的重要保障，需要利用所在行业新兴的装备技术和材料，不断创新，对存在的设备问题再次优化。不断降低设备故障率，提高设备使用寿命，才能降低制造成本，减轻员工劳动强度，同时给企业带来了显著的经济效益，进一步提升生产管理水平。

图6　安装后的使用效果

（来源：水泥）