太原选煤厂螺旋卸煤机的改进与应用

郭年生

(西山煤电股份公司 太原选煤厂，山西　太原　030023)



·技术经验·

太原选煤厂螺旋卸煤机的改进与应用

郭年生

(西山煤电股份公司 太原选煤厂，山西太原030023)

摘要太原选煤厂为了解决冬季经常出现的铁路入厂原煤冻结在车厢内壁不易卸车的问题，对2台螺旋卸煤机进行了技术改造，在大绞笼螺旋卸煤机构的两端，设计增加了2个钢丝刷横向旋转清扫装置，对车厢内壁进行清扫作业，达到有效清除车厢内壁冻煤的目的。通过改造，完善了螺旋卸煤机的功能，对于车厢内壁冻煤的清理，有了更加有效的处理方式，不仅快捷方便，而且节省了人力物力，减轻了卸车压力，提高了卸煤作业的效率，有较好的推广应用价值。

关键词螺旋卸煤机；大绞笼螺旋卸煤机构；清扫器；冻煤清理

西山煤电股份公司太原选煤厂共有4台双螺旋卸煤机，分别投产于20世纪的七、八十年代，是该厂引进翻车机以前的主要卸车设备。自2008年后，该厂通过技术改造，引进了更为先进和高效的翻车机卸车系统，承担入厂原煤的主要卸车任务，而原来的4台螺旋卸煤机仅作为卸车系统的备用和补充设备。

1螺旋卸煤机的现状及问题的提出

1.1螺旋卸煤机的结构概况

螺旋卸煤机是一种电动卸车机械，由大车行走机构、螺旋提升机构、大绞笼螺旋卸煤机构、小绞笼螺旋卸煤机构和车底清扫机构等部分组成。其中，大车行走机构是控制卸煤机卸煤作业时在导轨上的移动；螺旋提升机构是控制卸煤作业时主要卸煤部件螺旋的上升和下降；大、小绞笼螺旋卸煤机构是通过控制螺旋的旋转进行卸煤作业的主要部件；车底清扫器是对车底残煤进行清理的机构。螺旋卸煤机适用于侧开门车厢的卸煤作业，其工作原理是利用正反2套螺旋的旋转对煤产生推力，在推力作业下，煤沿螺旋通道由车厢中间向车厢两侧移动，同时配合操作大车往复移动和螺旋升降，使煤不断从车厢两侧门卸出，进入下方的受煤坑，最后由清扫器将车底残煤清扫干净。螺旋卸煤机示意图见图1.

1—大车行走机构　2—机架及平台　3—螺旋升降机构　4—大绞笼螺旋卸煤机构　5—操作室图1　改造前的螺旋卸煤机示意图

1.2现状及问题

太原选煤厂为中央型选煤厂，主要入选西山煤电杜儿坪矿、西铭矿、白家庄矿等煤矿生产的原煤，由铁路运输入厂。自2008年该厂引进了先进的翻车机卸车系统，螺旋卸煤机只作为补充或备用卸煤设备，对某些特殊煤种或车辆进行卸车。但每到冬季，气温下降，原煤中多含有水分，铁路运输的入厂原煤经常会出现冻结或粘连在车厢内壁的情况，不论使用螺旋卸煤机还是更先进的翻车机卸车系统，都很难卸除掉冻结粘连在车厢内壁的原煤。通过人力手工捅或铲进行去除，非常难处理，卸车成本很高，而且耽误时间，给卸煤工作造成了较大的困难。

2问题分析及改进方案

2.1存在的问题分析

螺旋卸煤机的工作原理是通过螺旋旋转的作用对煤产生推力，使煤料向车厢两侧移动从而完成卸车。对于松散煤料来说，螺旋旋转产生的推力以及煤料本身具有的流动性可以很容易将车厢内的煤料卸出车外，效率也较高。但对于冬季出现的冻结粘连在车厢内壁的“冻煤”，硬度高，和车厢内壁粘结紧，需要较大外力才能使其脱落，而螺旋旋转产生的推力根本无法将它触动，而且由于卸煤机自身的局限性，大绞笼螺旋卸煤机构、小绞笼螺旋卸煤机构和车底清扫器都只能纵向移动，无法横向移动，也就是说，所有的卸煤机构都是相对于车底方向进行作业，而“冻煤”却大多分布于车厢两侧的内壁上，所以，现有卸煤机无法卸出“冻煤”，同样的道理，翻车机也只能卸掉松散煤料而无法卸出“冻煤”。

2.2改进方案

根据以上分析，并结合卸煤设备的现状，该厂对其中2台螺旋卸煤机进行了技术改造，设计增加垂直作用于车厢两侧壁的横向的清扫装置，解决“冻煤”的卸车问题。现将具体改造方案介绍如下：

1) 清扫装置的位置选择。

根据螺旋卸煤机的结构特点，选择大绞笼螺旋机构的两侧端，作为新增清扫装置的安装位置。新清扫装置设计为圆盘式结构，可以连续旋转，中心为套筒结构，和大绞笼螺旋机构两侧的伸出轴配合，通过键连接。这样，可以利用大绞笼螺旋卸煤机构的传动动力，当启动大绞笼螺旋机构进行作业时，该清扫装置便被同时带动旋转，作用于车厢两侧内壁，见图2，图3.

1—套筒　2—钢丝绳短节　3—圆盘　4—钢丝绳固定机构图2　清扫装置结构图

1—大车行走机构　2—机架及平台　3—螺旋升降机构　4—大绞笼螺旋旋转机构　5—操作室　6—新增侧边清扫装置图3　改造后螺旋卸煤机示意图

2) 清扫器的材料选择。

由于各车厢“冻煤”的冻结程度不同，而且有不同车型的车厢，考虑到清扫器既要对车厢两侧壁的冻煤有充分的压力和张力，又不能使压力太大导致清扫器旋转受到的阻力过大或卡住，同时还要能适应不同车型的车厢宽度，该清扫器的材料只能选择弹性材料，不能选择刚性材料。综合考虑，清扫器采用钢结构制作圆盘，圆盘四周使用螺栓固定1圈d32 mm的钢丝绳短节。这样，利用钢丝绳的弹性和柔性以及硬度特点，当圆盘旋转时，带动钢丝绳短节紧密贴合在车厢两侧内壁旋转，就像是2把巨型的钢丝刷子连续旋转，达到了清理车厢内壁冻煤的目的。改造后螺旋卸煤机实拍图见图4.

图4　改造后螺旋卸煤机实拍图

3改造效果及效益分析

3.1改造效果

按照以上方案，2014年12月该厂对2台螺旋卸煤机完成了改造，经现场试用，效果良好， 3～4 min可清理完1节车厢，效率比以前人工清理提高至少5倍，不仅清理干净彻底，而且节省了大量的时间，达到了预期目标，取得了较好效果。其优点主要体现在以下几点：

1) 利用现有设备的机构和条件，根据现场使用要求，设计增加横向清扫的装置，达到清扫车厢内壁冻煤的目的，使卸煤机的功能更加完善。

2) 增加的2个钢丝刷清扫器结构简单，使用废旧钢丝绳制作，利用大绞笼的旋转动力带动旋转，成本低，见效快。

3) 该清扫器利用了钢丝绳的弹性和柔性特点，能和车厢内壁紧密接触，并连续旋转，不会被卡住，清扫彻底干净，不必再用人工清理，可节省大量人力，且安全可靠。

3.2效益分析

通过改造，卸煤机的功能更加完善，对于每年冬季都会频繁出现的车厢内壁冻煤的清理，有了更加有效的处理方式，不仅快捷方便，提高了卸煤生产的效率，而且节省了大量的人力物力和作业时间，减轻了劳动强度，提高了安全系数，减少了安全隐患，取得了良好的经济效益和社会效益。

按改造前每节车人工清理需花费的成本150元，每年冬季清理大约5 000节车计算，每年可节省费用为：150元×5 000节=75万元。

4结语

螺旋卸煤机增加双侧清扫器的改造，经过生产实践证明，提高了设备的性能，较大程度地挖掘了设备的潜力，增加了设备的使用功能，适应了生产的需要，使各项生产技术经济指标得到显著提高，以较小的投入获取了较大的效益，值得推广应用。

参考文献

[1]冯福海,王景全.桥式火车螺旋卸车机卸“水硬煤”的改造[J].南方金属，2011(1)：41-43.

[2]成大先.机械设计手册：第2卷[M].北京：化学工业出版社,2007:225-228.

[3]邱宣怀,郭可谦,吴宗泽.机械设计[M].北京：高等教育出版社，1992:57-71.

[4]刘志明，都蜀晋.太原选煤厂选煤技术与实践[M].北京：煤炭工业出版社，2009:12-20.

Improvement and Application of Spiral Coal Unloader in Taiyuan Coal Preparation Plant

Guo Niansheng

AbstractIn order to solve the problem of unload incoming raw coal freezing on the inner wall of the carriage in winter, two spiral coal unloaders are reformed in Taiyuan coal preparation plant. Two wire brush transverse rotating cleaning devices are designed to be added at the both ends of the big grinding cage spiral coal unloading machanism to clean the inner wall of the carriage, and achieves the purpose of effective removing the frozen coal in carriage wall. Through transforming, improves function of spiral coal unloader, effectively removing the frozen coal in carriage wall. It is not only quick and convenient, but also saves manpower and material resources, reduces the pressure of unloading, improves the efficiency of coal unloading operation, has a good popularization and application value.

Key wordsSpiral coal unloader; Large grinding cage spiral coal unloading machanism; Sweeper; Frozen coal cleaning

中图分类号：TD407

文献标识码：B

文章编号：1672-0652(2016)02-0006-03

作者简介：郭年生(1971—)，男，山西汾西人，1993年毕业于山西矿业学院，工程师，主要从事选煤厂机械设备维修及技术管理工作(E-mail)13934574168@163.com

收稿日期：2016-01-21