1、新二區卸車機優化改造技術報告摘要：針對近期卸車機螺旋裝配、刮板的磨損較快，螺旋驅動系統和液壓升降系統溢流閥等液 壓件損壞頻繁的現狀，研究分析，制訂了幾項措施對卸車機進行優化改造，增加卸車機的運 轉可靠性。主要有：螺旋裝配重新設計圖紙制作為可以拆卸的刮刀式；螺旋裝配貼敷超硬陶 瓷耐磨材料；螺旋驅動、大小車驅動電機線路上增加軟啟動系統和智能保護監控器等7項改 造措施。卸車機改造后，故障率明顯降低，延長了螺旋裝配使用壽命，螺旋驅動和液壓系統 故障較高的現象得到了解決。1. 前言新二區原料場建設于2005年，主要負責新二區265 nv燒結機的混勻料供應 和老區高爐塊礦的供應。新二區原料場作為老區唯一的

2、塊礦供應料線，肩負著 艱巨的責任和使命。而新二區卸車機是塊礦汽車卸料的主要設備，平均每天作 業10小時，多數為卸塊礦，每逢冬季、雨季來臨，受天氣影響物料凍結、粘結 現象嚴重，對卸車機螺旋、車體的磨損較大，造成螺旋裝配、螺旋驅動系統損 壞頻繁。螺旋裝配平均每兩個月就需更換一次。螺旋驅動系統也受螺旋裝配阻 力和震動的影響損壞頻繁，2007年一年就更換了 8套減速機和電機，成本消耗 較大。且由于卸車機液壓系統本身設計和設備上存在缺點，也致使液壓故障頻 發，且故障處理難度大，嚴重制約了塊礦的正常受卸。2. 新技術開發應用條件卸車機長時間負荷工作，且汽車卸料多為塊礦，卸車阻力較大，冬季物料 凍結時，對螺

3、旋裝配磨損、螺旋驅動系統的正常運行有很大影響。卸車機螺旋驅動設計上有較大缺陷，其開放式結構在螺旋卸料時頻繁與物料摩擦接觸，極易造成聯軸器、偶合器的損壞。卸車機螺旋驅動減速機的裝配 形式為吊掛式其穩定性不好，鏈條節距較小極易拉伸斷裂。超硬陶瓷耐磨材料在新老區堆取料機料斗和混勻取料機料斗上有過試用， 使用期間效果顯著，料斗的壽命延長了 2-3倍，螺旋卸車機卸料時的螺旋裝配 所受沖擊小于耐磨材料的額定要求，超硬陶瓷耐磨材料可以在卸車機上推廣使 用。3臺卸車機下共有27個料倉，每臺卸車機分管9個料倉，可以根據公司進 料情況逐臺設備進行實施改造。3技術研究思路或方案、方法（一）減少卸車機易損件的磨耗，主

4、要以增加螺旋裝配的耐磨性和使螺旋裝配 和刮板具備可重復使用的可能性。 螺旋旋轉機構是完成卸車功能的最基本機構，螺旋體是與塊礦直接 接觸的卸料裝置，通過螺旋體的旋轉，螺旋葉片迅速將車箱內的物料向兩 側推出，其中螺旋體與塊礦之間的摩擦是造成螺旋體磨耗的主要原因，所 以減少螺旋體與塊礦之間的摩擦系數是解決問題主要手段，我們使用的樂 泰99812型一大顆粒耐磨防護劑可解決這個難題，99812型一大顆粒耐磨 防護劑是在高性能的環氧樹脂中填充大的陶瓷顆粒和細硬質合金粉。耐溫 122° c,耐滑動磨損，不塌陷，可刮抹的優點。 解決螺旋裝配和刮板更換頻繁難題另一途徑為對螺旋體和刮板改型，使 螺旋體和

5、刮板可以重復使用。螺旋體直徑約為800mm,當螺旋體磨損到直徑500mm 時螺旋體就不具備卸料的能力，而螺旋體的主軸和剩余150mm高的螺旋葉片沒 有得到充分利用就廢棄了。經過車間人員的研究分析，將螺旋體直徑改為500mm,制作高150mni長300mm螺旋角度與螺旋體相同的刮刀（圖1 ），刮刀上的凹槽與 新螺旋連接并用高強螺栓與新螺旋固定。刮刀磨損后不用更換螺旋而可以直接 更換刮刀，延長螺旋體壽命。圖一刮刀安裝示意圖二刮板負責汽車卸料時刮除車底余料。刮板約比螺旋體外邊緣長約5omni,螺 旋體余下的物料由刮板清干凈，由于頻繁與車底接觸，造成刮板磨損較快，對 卸車機車體造成損害。刮板高約150

6、mm,在70mm處由一排12個m16螺栓固定， 我們在120mm處鉆相同孔距的12個螺栓孔。當刮板磨損了 40mm的時候，將刮 板下調120mm處的螺栓孔是刮板得到再次利用。此項改造與螺旋體貼敷耐磨材 料不相互沖突。（二）螺旋體驅動系統的改造，減少由于車體震動、卸料阻力過大引發的減速機、電機損壞。 螺旋驅動減速機改型。原減速機為tc12型非標減速機，其本身設計因存 在缺陷，輸出扭矩達不到要求，且受卸車機震動的影響，減速機高速軸頻繁斷 裂。德國sew型減速機具備高性價比，在老區重要料線的驅動改造中使用效果 顯著，我們根據螺旋驅動的設計要求，選擇了 sew型減速機，并配套選購了直 齒聯軸器。 鏈輪

7、、鏈條加大，由原來24a加大到32a,增加螺旋驅動的運轉可靠性， 新鏈輪如圖三。1aq末注倒角2*45 其余羅/雷數psc a浪子直徑396b端面齒形發 1244-854i一廠_iioi .1111 1.6 /0f111 / |0.1予 i 4 螺旋驅動電機、大小車電機增加軟啟動系統和電機智能保護監視器。螺 旋體貼敷耐磨材料后啟動慣性增大，電機軟啟動系統采用三對反并聯的可控硅 晶閘管串接于交流電動機的定子回路上。利用可控硅晶閘管的電子開關作用， 通過微處理器控制其觸發角的大小來改變晶閘管的開通程度，由此來改變電動 機輸入電壓的大小，降低啟動電流和啟動轉矩，給電動機提供一個緩慢增加的電壓和平滑的

8、加速度，同時給出最小的啟動電流減少電動機啟動應力，以達到 控制電動機軟起的目的。電機智能保護監視器具有很強的綜合分析和邏輯判斷能力，可以實現自動 識別，抗干擾能力強，可靠性高；保護的動作特性和功能可以方便的通過改變 軟件程序來進行選擇，調試方便，因而具有較大的靈活性。同時具有完善的通 訊功能，便于構成綜合自動化系統，為電機安全運行提供了安全、可靠、靈敏 的繼電保護。（三）螺旋升降液壓系統改造螺旋卸車機主要應用于卸煤，塊礦硬度、比重均大于前者，螺旋和刮板 插入物料和卸料過程中的阻力大大增加，造成液壓缸漏油、損壞，液壓閥故障 頻繁。根據卸車機液壓系統的設計螺旋深入到要求位置，進行卸料時，液壓系 統

9、保持在恒壓浮動補償狀態，液壓系統受到影響較小。但當螺旋和刮板插入物 料至達到要求位置時是無法受到恒壓浮動補償裝置保護的，此時的系統壓力最 高可達到17-20mpa,給整個液壓系統造成很大損壞，如密封圈變形導致液壓缸、 閥塊漏油；溢流閥、減壓閥失效等故障。為此，我們在液壓系統上增加壓力繼 電器，并為了解決壓力繼電器易發生失效和誤信號的問題。制作了液壓系統的 第二層保護，主系統溢流閥改型，在閥內的回油孔上安裝一定做薄片，當系統 壓力高于20mpa并持續30s時，油壓會將薄片擊穿，液壓油將直接回到油箱， 起到保護油泵、液壓缸的作用，原理圖如圖三所示，其中液壓系統的第二層保 護安裝在閥塊部分。圖四 卸

10、車機由于在戶外作業，極易受天氣的影響，山東地區冬季最冷可達到 零下20度左右，溫度降低液壓油的粘度將增高，影響油泵、液壓缸、液壓閥的 正常動作，因此液壓站、液壓缸、油管的保溫工作極為重要，在液壓站、油缸、 油管上加保溫層，將減少溫度對液壓系統的影響。 針對液壓系統故障多出在油內雜質的問題，制定一份合理的維護計劃, 每一個月更換一次閥芯；液壓油定期更換和過濾；所有濾油器上加壓力繼電器 并加連鎖，只要濾油器和油路堵塞控制臺有報警和顯示，維修工可以立即更換 清洗。4.開發（研究）結果和分析（一）螺旋裝配的刮刀式改造，每一個刮刀用5個m16強度10.9的螺栓固 定，經過2#卸車機一個月的使用，沒有發生

11、螺栓剪斷的故障。按螺旋刮刀可以 使用4個月的話其中螺栓需更換1次，即可避免發生刮刀脫落現象。（-）螺旋驅動減速機和螺旋鏈條改型后，受到卸車機開放式結構的影響 明顯減少，驅動系統穩定性明顯增強。（三）軟啟動采用三相反并聯晶閘管作為調壓器，使用軟啟動啟動電機, 晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電機逐漸加速，電機工作在額定電壓的機械特性 上，實現平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘，待電機達到額定轉速 時，啟動過程結束，增加了卸車機各機構的啟動時間，減少了整個系統在啟動 時所受到的沖擊力，有效降低了啟動慣性對全車帶來的危害。（四）電機智能保護監視器：對電機進行過載、輕載、缺相、過壓、欠壓、 堵轉、短路

12、、漏電、及三相電路不平衡保護和多方啟?？刂?。還可以通過rs-485 遠程通訊接口和plc、dcs組成網絡系統，從而對現場進行操控、運行監控、歷 史數據查詢。完善了電機保護，對電機運行過程中的各種運行狀況的詳細信息進行采集跟蹤，通過對故障報警，保護動作（保護跳閘），以及動作延時時間的設定來實 現記事準確的保護，保證了生產安全。同時電機智能保護監控器經過通訊，可 以對電機運行狀況的詳細信息在上位機進行實時監測，并經過計算機數據處理 提供管理信息。在設備可能產生重大故障前，超限報警，可及時提醒工作人員 進行處理，避免了不必要的停機。（五）、液壓系統在增加壓力繼電器，主系統溢流閥改型，在閥內的回油孔

13、上安裝一定做薄片后，減少了由于物料凍結、誤操作等因素帶來的危害，有效 的保護了液壓回路的安全，使液壓系統更加趨于穩定。液壓系統的雙重保護系統具有較高的穩定性，其中油壓保護主要依靠壓力繼電器的壓力信號，而溢流閥中的薄片只是起到最后一層的保護，當油壓超過 額定要求的30%-40%并持續一定時間的時候才起作用，避免發生液壓缸、油泵等 備件損壞的故障。5 總體性能比較和技術創新點（一）螺旋裝配貼敷超硬陶瓷耐磨材料后，由母體提供抵抗外力的強度、 韌性等綜合性能，由表面耐磨層提供滿足指定工況需要的耐磨性能，適應更復 雜的現場生產環境。（二）螺旋裝配的可更換設計，大大的延長了螺旋裝配的使用壽命，刮刀 磨損后

14、可直接更換刮刀，而不用拆卸螺旋本體的軸承座、鏈輪等備份，減輕了 維修工的工作強度。（三）改變思維，簡單的改變螺旋刮板的固定螺栓位置，即可延長螺旋使 用壽命約1個月（四）螺旋驅動、大小車電動機的起動裝置采用hrvs-dn中壓軟起裝置， 降低了電動機起動時的啟動電流，實現了電動機的平穩、平滑啟動，并且降低 了啟動慣性對系統帶來的危害。（五）lcs600系列智能保護測控裝置的應用，lcs600系列能保護測控裝置具有很強的綜合分析和邏輯判斷能力，可以實現自動識別，抗干擾能力強，可 靠性高；保護的動作特性和功能可以方便的通過改變軟件程序來進行選擇，調 試方便，因而具有較大的靈活性。同時具有完善的通訊功能

15、，便于構成綜合自 動化系統，為高壓設備安全運行提供了安全、可靠、靈敏的繼電保護。6.結論此次卸車機改造，所需資金不到30萬，改造后卸車機故障率明顯降低，螺旋裝配和刮板的使用壽命比改造前延長了一倍，螺旋驅動系統沒有發生較大故 障。汽車物料受卸效率明顯增加。新二區卸車機優化改造應用情況報告卸車機改造后，故障率明顯降低，螺旋裝配形式的改變和刮板螺栓孔的改 造，延長了螺旋裝配使用壽命，3個月換一次螺旋改為了 4個月換一次刮刀。螺 旋驅動的震動和故障較高的現象得到了解決，電機減速機的至今未發生故障。 液壓系統的穩定型也得到了明顯提高。新二區卸車機優化改造經濟效益分析報告ilf投資：三臺卸車機，新型減速機、鏈條、聯軸器等驅動備件三套費用共102 萬元，刮板三件18萬元，新式螺旋及三件共9萬元；耐磨材料貼敷約12 m2, 耐磨防護劑的單價為1048元/nf,合計1. 26萬元；液壓缸、油箱等保溫8 rtf共 02萬元，油管、新電磁溢流閥、濾芯合計13萬元。軟啟動系統和電機智能保 護監控器3套，共1.8萬元總投資：10. 2+1. 8+9+1. 26+0. 2+1. 3+1. 8=25. 56 萬元。效益：每年節省螺旋裝配12個，刮板6件，每個螺旋裝配4萬元，每件刮 板1. 2萬元。每年需更換刮刀9套，共計4. 5萬元。每年節省5套螺旋驅動（減 速機、電機、偶合器