ATXL500B型散装水泥螺旋卸船机故障及修复

2019-09-21季贵波袁锡康章宇新

散装水泥 2019年3期

季贵波袁锡康章宇新

（杭州奥拓机电技术股份有限公司，浙江杭州311107）

1974年，瑞典BMH Marine公司设计制造全球第一台螺旋卸船机，时隔三十年的2004年，我公司自主研发的国产第一台散装水泥螺旋卸船机正式投产，运行性能优异，标志着我国已掌握了此类卸船机的核心技术，彻底打破了数十年来螺旋卸船机产品被国外公司技术垄断和产品全部依赖进口的市场格局，对行业装备的技术进步具有里程碑意义。

目前，螺旋卸船机可卸物料、适用船型、卸船能力、应用领域不断拓展和提升，由于其连续、高效、节能、环保的突出优势，受到干散物料行业广泛追棒。但若用户未严格按照操作规程使用，会出现一些意想不到的故障，从而严重影响其性能，甚至丧失最基本的功能。文章通过以下案例提醒业内相关人士引起重视，以规避类似问题的再次出现。

1 故障现象

2017年9月，我公司生产的一台ATXL500B型散装水泥螺旋卸船机在我国沿海某码头顺利投产，各项技术指标达到设计要求。投产初期的卸船机见图1。

图1 投产初期的ATXL500B型卸船机

该卸船机为卸船能力500 t/h的门座移动式散装水泥螺旋卸船机，取料和输送核心部件由取料螺旋输送机（带取料器）、垂直螺旋输送机和水平螺旋输送机组成，即俗称的三节臂型式。后续输送系统采用安装在卸船机门座上的斜槽与岸上带收尘功能并带行走式进料小车的全封闭带式输送机对接，实现了环保型无尘卸船。

同年12月，该卸船机在累计正常卸载3万多吨散装水泥后，出现取料螺旋输送机、垂直螺旋输送机异响、振动等机械故障，我公司随即组成故障联合工作组前往调研。经检查发现五种故障现象：⑴取料螺旋输送机螺旋叶片变形严重，见图2；⑵垂直螺旋输送机中间支承装置偏心磨损严重，见图3；⑶取料螺旋输送机关节处，两台液压回转驱动装置的输出轴弯曲变形、前支撑轴承内外环压碎、小齿轮断齿，见图4；⑷关节处回转支承一部分齿被啃坏，见图5；⑸垂直螺旋输送机进料口与立柱下端之间联接部位的部分螺栓拉断等现象。

图2 螺旋叶片变形情况

图3 中间支承装置偏心磨损情况

图4 液压驱动装置输出轴弯曲变形、轴承碎裂、小齿轮断齿

图5 关节处回转支承齿被啃坏

2 故障原因分析

我公司大数据显示：ATXL500B型散装水泥螺旋卸船机的取料螺旋输送机螺旋叶片正常使用寿命在卸载散装水泥600万吨或运转24000小时以上；垂直螺旋输送机中间支承装置正常使用寿命在卸载散装水泥120万吨或运转4800小时以上；维修档案无取料螺旋关节处液压回转驱动装置、回转支承齿轮、垂直螺旋输送机进料口与立柱下端之间联接部位螺栓等部位的维修记录。显然这台卸船机产生的故障极不正常。

为找到产生故障的根本原因，工作组打开了后续输送设备，发现了残留的大量异物，以铁块和石块为主，其中铁块的最大平面尺寸达280×200mm，最大厚度达20mm，见图6。从图中可以看出：除20mm厚的圆形铁饼变形较小外，其他铁块均有不同程度变形，石块已被挤碎成大小不等且不规则的形状，见图7。

图6 残留的铁块

图7 残留的铁块和石块

根据现场发现情况，公司组织相关部门进行了会诊。经分析讨论并向使用方操作工验证，对造成本次故障的原因作出结论：

船运的散装水泥除前二船正常，后面来的均含有异物。混入物料中的大铁块、石块被取料器喂入后，由于尺寸过大，而取料螺旋输送机的螺旋管轴（内管）与外管之间的空间有限且受到螺旋叶片方向限制，因此，高速旋转的螺旋叶片就反复掏取、打压异物，石块在被击碎后进入取料螺旋输送机内，铁块在理顺方向或变形后进入取料螺旋输送机内；在此过程中螺旋叶片也因受到反作用力而不断变形、磨损，最终形成了故障现象⑴的结果。

进入取料螺旋输送机内的异物顺利转运至垂直螺旋输送机内，到达中间支承装置后，由于中间支承装置系三点支承的特殊结构，其横截面通道被均分为三个扇形的小通道，因此，异物被再次阻挡并经历无数次的旋转翻滚、挤压、打击，石块在被无数次的击碎后进入下一段节内，铁块在理顺方向或变形后进入下一段节内；异物就这样依次通过所有中间支承装置，最终进入水平螺旋输送机内；在此过程中中间支承装置也因受到反作用力而不断变形、磨损，最终形成了故障现象⑵的结果，且由于偏心磨损造成失去原有动平衡，从而产生垂直螺旋输送机的振动。

使用中存在设备操作规程禁止的整机边走边卸并同时打深洞取料行为，使取料螺旋输送机头部承受额外的行走阻力、物料坍塌时的侧向冲击力和侧压力，经取料螺旋输送机长力臂放大后传递到关节处的扭矩很大，大大超出了正常操作的设计值，因此，造成关节处扭曲变形，从而大小齿轮啮合偏离正常运动轨迹，最终造成了故障现象⑶、⑷、⑸的结果。由此可见，故障原因是违规操作造成的。