橡胶履带电动收盐机的设计与应用

李明雷

(大连盐化集团有限公司，辽宁 大连 116309)

大连盐化集团有限公司(以下简称“公司”)淘汰了传统的人力收盐方式，现在应用浮吸式收盐方式。浮吸式收盐流程是以20.6 kW 履带式拖拉机作为牵引动力，后悬挂新型吸盐泵和集盐斗，吸盐泵将蒸发池内的盐卤混合物通过漂浮输盐管道输送至岸边，岸边往复筛对盐卤混合物分离，原盐被皮带输送机输送到运盐小火车。这种收盐方式节约劳动力，降低劳动负荷，扒盐期间池内可以正常长盐，增加产量，具有机械收盐、管道输送、盐卤分离和移动速度快、维修简便的特点，为实现收盐机械化奠定了基础［1］。

在实际使用中发现，履带式拖拉机故障率高，维修成本居高不下，严重影响了浮吸式收盐的使用。履带式拖拉机的故障主要表现在以下几点，首先是钢制履带不耐卤水腐蚀，其次变速箱和发动机部分浸泡在卤水中，腐蚀严重，最后是履带式拖拉机用柴油动力的成本高，污染环境。为此，公司决定自行开发制造橡胶履带电动收盐机，历时1 a 研发、设计、制造、调试完成，取得良好的运行效果。

1 结构组成

橡胶履带电动收盐机用于直接进结晶池收盐，产量50 t/h，工作时结晶池正常长盐。结晶池面积16 000 m2左右，腐蚀性强，年平均温度10.5 ℃，极端气温37.8 ℃，最低温度-19.13 ℃。

该收盐车以电力驱动，整车采用遥控和操作台控制，降低人工的操作强度;电力驱动比传统的内燃机驱动节能环保，并且清洁卫生，减少对盐的污染;车辆的走行，通过两台变频器对两条履带进行单独控制，整车具有起步平稳，转向半径小等优点，主要技术参数见表1。

表1 收盐机主要技术参数Tab.1 Technological data of the harvester

橡胶履带收盐车的控制系统采用三菱变频器和PLC，系统稳定故障率低。该机主要有五部分组成，分别为履带走行装置、底座、集盐器升降装置、收盐泵和电气系统，整机重约为2.8 t，如图1 所示。

图1 收盐机三维模型Fig.1 Three-dimensional model of the harvester

2 履带走行装置

履带走行装置是自动化集盐车的走行设备，能够支承主机重量，能够实现前进、后退转弯行走等功能。该装置由“四轮一带”(驱动轮、支重轮、导向轮、托轮、履带)，张紧装置和缓冲弹簧及减速电机等组成。

原20.6 kW 拖拉机使用金属履带，接地比压小，对农田压实、破坏程度轻，特别适合在低、湿地作业，而且除田间作业外，还在农田基本建设和小型水利工程中用作推土机，综合利用程度较高。但金属履带用于盐田使用腐蚀严重，磨损较快，维修费用高。因为橡胶履带耐盐水腐蚀，对盐层损伤小，可减轻车身质量，降低能耗，具有良好的行驶性能，因此，此设计选用橡胶履带。履带两轮间距1 220 mm，宽280 mm。

驱动轮、支重轮、导向轮、托轮采用合金钢材质，经淬火处理后耐磨性好，使用寿命变长。支重轮、导向轮采用深沟球轴承，可以通过一次性加黄油润滑，免去使用中还需要中途维护和保养加油的烦恼。轴端双密封结构，保证润滑油密封不外漏，并能有效防止泥水进入轮腔。

履带底盘具有左右两台减速电机。走行电机采用三相变频异步电机，带电磁制动及制动手动释放，具体型号为YZP132M -4，7.5 kW，AC 380，50 Hz。走行减速系统由两部分组成，一为立式减速机速比39.88，变频电机先与其相连;二为锥形齿轮箱速比1.5，其一端与走行驱动轮相连，另一端与立式减速机相连。减速系统总速比为59.82。走行驱动轮节圆直径为Φ430. 5 mm。整车在工作时速度为20 m/min，最高运行速度为34 m/min。速度可以根据现场情况进行调节。整车以差速形式实现转向。

3 底座

底座起到连接履带旋转装置和集盐器升降装置的作用。它是由优质碳钢焊接成的箱体结构。结构尺寸长1 070 mm，宽894 mm，高535 mm。其上装有电控箱等控制系统。

4 集盐器升降装置

集盐器升降装置的作用就是通过四杆机构来实现集盐器的升降，主要由四杆机构、升降用的电动推杆以及集盐器等构成。集盐器与四杆机构通过销轴连接，四杆机构和电动推杆通过轴耳连接。电动推杆通过螺栓连接在底座上。刮板采用不锈钢焊接。

集盐刮板升降是依靠电动推杆通过收放行程，带动四连杆机构来实现的。集盐刮板在工作过程中位置会有所调整，所以需要电动缸行程可以随时调整。为防止电动推杆过度收放行程，其上装有两个限位开关，上限位与下限位。当上限位或下限位开关发出信号时，电动缸立刻停止工作。电动缸型号DTP3200，电机功率3.0 kW，三相四线制，行程速度25 mm/s。限位开关型号LJ12A3 -4 - J/PZ，电压220 V，常闭型，接近距离4 mm。

5 收盐泵

在山东、河北等盐场使用收盐泵为NL125，电机为4 级18.5 kW 电机，接力泵使用2 级22 kW 电机，二级接力对盐破损大，原盐收得率降低，产量约30 t/h。在该设计中，采用YSB100 -200 收盐泵，电机为2 极30 kW，2 950 r/min，上盐量50 t/h，没有使用二次接力泵，降低了对盐的破损。

6 电气控制系统

整车需通过盐滩周围的拖缆取电，拖缆电源由两组构成，一组控制集盐泵，另一组作为集盐车的动力电源。电源为3 相，AC380V，50 Hz。电控柜采用不锈钢材质。整车主要有两部分需要控制:走行控制，集盐刮板控制。并以人工远程遥控和车载操作台两种方式进行操作，遥控距离200 m 以上。遥控器和操作台设有走行速度，走行方向，启动，停止，转向，集盐刮板升降等控制按钮或手柄。

走行采用变频器控制，速度可调整;整车可任意转向;集盐器离地高度可控制。操作方式采用人工遥控。

7 效益分析

7.1 降低能源消耗

履带拖拉机带动的收盐机行走采用20.6 kW柴油机，盐泵动力为30 kW 电动机。扒盐量为30 t/h。吨盐消耗柴油0.2 L，柴油按0#柴油价格5. 42 元/L，耗电1 kW/t，电费按公司目前价格0.7 元/kW计算。1 t 盐的能耗费用为:

2 ×0.2 L ×5.42 元/L +1 kW ×0.7 元/kW =2.868 元。

电动收盐机行走采用2 台7.5 kW 电动机，盐泵动力为30 kW 电动机。扒盐量为50 t/h。

1 t 盐的能耗费用为:［(2 ×7.5)+30］ ×0.7 ÷50 =0.63 元。

吨盐减少费用为:2.868 -0.63 =2.238(元)

按公司年扒盐50 万t 可节省费用支出:

50 万t×2.238 元/t =111.9 万元。

7.2 增加海盐产量

由于去掉了二次泵，减少盐的破碎机率，粉盐量比改前减少2%，按公司年扒盐50 万t 计算，增加1 万t。按目前市场销售价格150 元/t 计算，年可增收150 元/t×1 万t=150 万元。

7.3 减少维修费用

履带拖拉机由于变速箱、发动机容易被盐水腐蚀，履带板腐蚀后更换频率高，造成其每年维修费更换备件费用2 万元，人工费1 万元。采用电动橡胶履带收盐机后，没有变速箱和发动机，橡胶履带耐腐蚀，更换频率低，每年维修保养费用约0.5 万元。合计节约资金2.5 万元。

通过以上计算可以得到，应用该设备后每年可以为企业增加效益:

8 结论

浮吸式收盐机是一项重要技术创新产品，此收盐机由以往的机械人工相结合收盐方法转变为纯机械收盐，操作只需要4 人就能完成，节约了三分之二劳动力的同时也大大地提高了收盐工作生产效率，也减轻职工劳动负荷。而且此收盐机收盐不受雨天的影响，也不受季节的影响，打破传统的春秋两季扒盐的模式，在夏季也能组织扒盐工作，可以更加科学合理地安排原盐销售，收盐机还大大提高了蒸发量的利用率，使收盐中的盐田能正常长盐，大大地提高了原盐产量。