振动给料器振动槽体开裂分析和处理办法

2015-01-01王堃

设备管理与维修 2015年5期

王堃

（秦皇岛港股份有限公司第二港务分公司河北秦皇岛）

一、前言

振动给料器用于煤炭给料系统。通过给料机使翻车机翻卸的物料均匀的排放到皮带输送机上形成适当厚度和宽度的物料层。振动给料器主要分为3部分，给料槽体、振动电机和隔振弹簧。振动电机用高强螺栓与给料槽体紧固连接为一整体，底部用隔振弹簧减轻振动对机架基础的动负荷，两台电机共同作用会产生直线的激振力，从而使给料槽体产生直线往复运动，振动槽体物料就会向前运动，物料就会被均匀的运送到皮带机上，送往下一循环。

翻车机系统出现裂纹损坏的给料器，2012年12月投用，2013年4月出现振动槽体底部加强筋板与母板开裂情况，母板未发现裂纹。对给料器系统进行分析，找出产生问题的原因，重新调整给料器各个参数，使之更加适应工况。

二、给料器问题概述

1.给料器

秦皇岛港煤二期翻车机为O形转子双车翻车机，每个车体对应两个漏斗，振动给料器安装在翻车机漏斗出口处，能够承受从车辆卸下物料的冲击载荷，同时实现向皮带均匀定量给料功能，在港口翻车机设备中广为使用。目前，振动给料器的形式主要有偏心块式振动给料器、皮带式给料器、电磁振动给料器等，港口使用的振动给料器形式主要是前两种。偏心块式振动给料器一般有振动电机、普通电机加偏心传动两种形式。本文所述给料器，为振动电机形式。

2.问题

损坏的振动槽体是新改造翻车机的料斗，使用4个月左右后，1#和4#振动槽体下部加强筋板与母板断裂，槽体底部衬板前端连接螺栓也损坏掉落，但中间两台振动给料器未出现此种情况。检查振动槽体母板无裂纹，隔振弹簧无损坏，振动电机电源线接线正确，偏心块固定螺栓无松动。图1为给料器布置图，损坏的给料器振动槽体分别为1#和4#，图2为筋板损坏情况。

图1 给料器布置图

三、查找问题原因

1.对各个部件进行检查

给料器振动槽体底部出现开裂情况，可能是因某部件损坏，造成不规则振动或磕碰等原因造成，首先对损坏振动槽体两侧振动电机检查接线是否正确，打开振动电机上下两侧端盖，检查偏心块是否存在松动或两侧不一致，均未发现有任何异常，检查底部隔振弹簧和底部钢结构支架，无变形或连接螺栓松动的情况发生，说明造成振动槽体底部连接筋板开裂的问题，不是不规则振动等原因造成。

图2 筋板损坏情况

2.给料器共振问题分析

共振问题是对给料器钢结构造成损坏的主要因素，振动给料器在工作时，可以通过控制振动电机工作频率的大小来控制煤的流量，在实际生产作业中，当振动电机启动时振动槽体的振动频率会逐渐上升到与振动电机频率相同，在上升的过程中会通过一个频率区，其振动频率与支撑钢结构和座簧的固有频率相同，支撑钢结构就会发生谐振，也就是产生共振。这时候，钢结构就会产生相当剧烈的晃动，晃动的力使振动槽体上的连接螺栓松动，甚至把螺栓振断，严重时，甚至造成钢结构开裂。此次振动槽体损坏，其底部衬板连接螺栓出现了断裂丢失的情况，故推断可能由共振问题所至。

3.分析损坏的槽体

分析为何只有1#、4#振动槽体损坏，而中间两台未出现损坏迹象，在使用过程中发现，由于1#、4#给料器分别位于翻车机的两边，翻车后料仓内煤量比中间两斗内煤量小，4台给料器参数设计相同，待煤量较大的料仓内料位达到允许下一循环翻车时，煤量较小的1#、4#料斗内已经无煤，使翻卸的每个循环都会有空斗的情况发生，造成给料器空斗后在低频的情况下振动一段时间，使振动频率与钢结构固有频率相同，进而产生共振，对振动给料器机械结构造成了一定的伤害，在检查时发现振动槽体衬板螺栓断裂丢失，就是长期的共振造成的，衬板部分连接螺栓丢失后，衬板与振动槽体存在间隙和相对运动，由于振动槽体的运动形式，在每次无煤料空斗振动时，振动槽体内衬板会拍打母板，造成母版变形，进而导致振动槽体底部加强筋板断裂。

四、处理方法

1.更改给料器电控程序

通过电气手段更改翻控室的上位机系统PLC程序，控制给料器电机变频器，使电机的转速由原先的750 r/min，960 r/min 两段，改为 660 r/min，760 r/min，860 r/min，960 r/min的 4段位，增加电机可控段位，可控制电机在低转速下运行，电机转速降低后，振动频率也会下降，使煤料不会过快的输送到皮带上，减少造成空斗的情况，使4台给料器内料位高度达到基本一致。

2.调整振动电机偏心块夹角

通过机械手段更改振动电机振幅，调整振动电机偏心块夹角，降低振幅，使1#、4#给料器电机夹角由原始的85%，调整到55%，2#、3#给料器电机偏心块夹角由原始的85%，调整到70%，使用中证明可保证给料量，在保证给料量的同时，通过减小振幅的方式减小激振力，对钢结构起到保护作用，同时也减少给料过快造成的空斗情况，减少共振发生。

3.更改给料器控制流程

更改工艺流程，通过更改工艺流程的方法减少空斗现象的发生，进而减少共振，保证翻车机结束翻卸后给料器料仓内有煤，料位在规定的最低料位即可，料仓内一直有煤也可防止翻车机在下一循环将煤翻入料仓时，煤直接冲到皮带上，皮带上瞬时煤流过大就会形成“煤头”，“煤头”会造成皮带沿线洒煤，影响现场环境。同时调整对给料器流量调节的闸板位置控制流程，在翻车机作业开始时，首先启动皮带机，然后闸板打开并翻车，最后给料器开始振动，从工艺流程上进一步减少了空斗现象。