皮带运输机卸矿小车的选择与应用

2021-05-21郝强

设备管理与维修 2021年8期

关键词：犁铧皮带机溢流

郝强

（中条山有色集团公司铜矿峪矿，山西垣曲 043700）

1 皮带运输卸矿小车简介

1.1 皮带运输卸矿小车的作用

皮带运输卸矿小车属于皮带输送机单独一个部件，主要用于皮带运输过程中，矿石在皮带末端定点或水平段任意点卸下，或者中途部分卸矿或者完全卸矿，以满足不同的生产要求。

1.2 皮带运输卸矿小车的分类及工作原理

按照物料密度分可为轻型卸矿小车（密度<1600 kg/m3）和重型卸矿小车（密度>1600 kg/m3）；按照卸矿地点可分为固定式（定点卸矿）和移动式（多点卸矿）两类；犁铧式可分为手动式和电动式；漏斗式按集料方式又可分为右上方集料卸矿和左下方集料卸矿；漏斗式卸矿小车装上动力机构可沿轨道移动就可变成移动式。

固定式卸矿小车可分为犁铧形结构和B1200 固定漏斗形结构，B1200 移动式是漏斗形结结构，不同形式的卸矿小车工作原理、优缺点及适应工况如下：

（1）犁铧形结构工作原理：犁铧形卸矿小车固定在皮带机的上方，通过液压系统可以使其升降，卸矿时下降到皮带上面，将皮带上的矿石犁出来，卸入皮带机两侧的下料口，完成卸料任务后，可以通过液压机构将犁铧形卸矿小车提起，停止卸矿。优点：结构相对简单，体积小，占用空间小，易操作，投资费用低。缺点：抗冲击能力差，易变形，犁板刮料平面与输送带之间间隙过大，矿石卸不干净，推杆、驱动杆也有卡死现象，遇到细长矿石插入犁铧和皮带之间，矿石将划裂，造成皮带局部报废，安装调试较困难。适用于小块度矿石的卸载，满足定点卸矿，物料粒度在25 mm 以下。

（2）B1200 固定漏斗形结构工作原理：固定漏斗形结构的卸矿小车固定在皮带机的上方，由皮带运来的矿石，堆积在漏斗的左上方，沿着两侧的溜槽卸矿，当下部矿仓料满后停止卸矿；优点：通过能力大，使用方便，方便整体布料，卸矿优先，可自动实现连续或断续卸矿。缺点：设备体积较大，占用空间大，设备造价较高，只能给一个矿仓卸矿。可在大型皮带机上使用，适用于粗碎后、细碎后的各种粒度的矿石的卸下，满足定点卸矿。漏斗上方集料卸矿方式堆积在漏斗的左上方矿石落入下部的主皮带上被带走，仓不满时继续卸矿。缺点还有在漏斗入口的高处集料卸矿，增大了给料高度，能耗略大。右上方分矿左下方溢流小车如图1 所示。

图1 右上方分矿左下方溢流小车

漏斗下方集料卸矿堆积在漏斗的右下方的矿石达到一定高度后落入下部的主皮带上被带走，仓不满时继续卸矿。其优点还有因卸较大块度矿石时，流动性较差，堆积的高度高，整个卸矿小车就高，能耗也高。采用这种结构可以降低卸矿小车的高度，减少能耗。改造前左下方卸矿右下方溢流小车如图2 所示。

图2 改造前左下方卸矿右下方溢流小车

漏斗形结构B1200 移动式的工作原理：在固定漏斗形结构的卸矿小车基础上，去掉固定支腿，增加轨道和行走机构，使得固定漏斗形结构的卸矿小车给多个矿仓卸矿。其优点是通过能力大，卸矿优先，使用方便，方便整体布料，可自动实现连续或断续卸矿，能够给多个矿仓卸矿。其缺点是设备体积较大，结构复杂，占用空间大，设备造价高。可在大型皮带机上使用，适用于粗碎后、细碎后的各种粒度的矿石的卸下，适用于皮带机多点卸矿。

上述方式的小车均可单侧卸矿，也可两侧卸矿，带速≤2.5 m/s，能够平稳运行。

1.3 皮带运输机犁式卸矿小车

皮带运输机犁式卸矿小车犁式卸料器分为电动犁式卸料器和手动犁式卸料器。电动犁式卸料器大多为可变槽角的。可变槽角犁式卸料器由电动装置、电动推杆、驱动推杆、犁板、平托辊组及可变槽角托辊组等组成。其工作特点是卸料犁在外力推动落下时，犁下承托输送带的托辊组能与卸料犁同步在外力推动下由槽形展成直线形，此时卸料犁下刮料平面能压紧输送带上平面，实现单侧或双侧卸料。当卸料犁在外力拉东西抬起时，犁下承托输送带的托辊组由展平状恢复成槽形，物料能通过当前犁式卸料器，从而解除卸料状态。

B1200 固定卸矿小车双侧卸料。B1200 固定卸矿小车由改向滚筒、受料漏斗、挡矿板、溜槽（俗称裤裆叉）等组成，矿石经过输送带运送到受料漏斗，然后靠漏斗上部的挡矿板，将矿石堆积分散到皮带上部靠近漏斗顶部两侧的溜槽卸掉。溜槽卸矿时，主皮带是越过固定卸矿小车后向前空载运行；溜槽下部矿仓已满不卸矿时，漏斗内堆积在溜槽上部的矿石越过挡矿板滑落到下面的主皮带上，主皮带越过固定卸矿小车将矿石输送到头部滚筒卸掉。

1.4 B1200 移动式卸矿小车双侧卸料

B1200 固定卸矿小车由改向滚筒、受料漏斗、双侧溜槽（俗称裤裆叉）、行走轻轨、行走驱动结构等组成。行走轻轨架设在皮带机机架上，作为改向滚筒、受料漏斗、溜槽、行走机构的支撑和行走轮的轨道使用；行走驱动装置由驱动电机、减速机、行走轮和制动机构组成。这种小车可以在皮带直线段任意点卸矿。

1.5 B1200 固定式卸矿小车单侧卸料

B1200 固定卸矿小车由改向滚筒、受料漏斗、单侧溜槽、导料板等组成，矿石经过输送带运送到受料漏斗，然后堆积分散到溜槽，堆积点在漏斗底部皮带上部的导料板上，溜槽卸矿时，主皮带是越过固定卸矿小车后向前空或部分载荷运行；溜槽下部矿仓已满不卸矿时，漏斗内堆积在导料板的矿石滑落到下面的主皮带上，主皮带越过固定卸矿小车将矿石输送到头部滚筒卸掉。

2 卸矿小车选型原则

卸矿小车选型应考虑的问题：①生产效率；②工作性能；③可靠性、安全性、适应性和维修性；④标准化程度；⑤与现有设备的相互关联性和成套性；⑥操作技术的要求和人机工程；⑦投资的技术经济效果；以及产品质量、价格、能耗环保等。总之，卸矿小车选型原则是：生产上实用，技术上先进，经济上合理。

3 分矿小车的选择

矿的生产条件是主皮带（称为S1 皮带）的生产能力是1300 t/h，通过的矿石块度为（0～300）mm，设计生产能力为600 万吨/年，现在要扩大生产规模，再增产300 万吨/年，选矿厂新系列处理矿量为700 万吨/年，旧系列处理的矿量200 万吨/年。旧系列的矿石要从S1 皮带中途分矿，经过分矿仓由20 t 电机车牵引1列10 台10 m3矿车运到翻笼卸矿，受其他条件限制，有效运矿时间约为16 h/d。S1 皮带分矿点在高架皮带廊上，在皮带廊底面，距地面高度为8 m，分矿仓有效储矿量为50 t，能够装满1列10 台10 m3矿车的3 台，其余7 台矿车的矿石直接从S1 皮带中途分来装车，考虑到生产不均衡的因素，要求分矿量≥1000 t/h。

首先，生产条件是定点分矿，因此必须选用固定式分矿设备。其次是带宽1.2 m，带速为2 m/s，矿石密度为1700 kg/m3（大于1600 kg/m3），原S1 皮带上部装有犁铧式分矿小车，不能满足矿石块度、密度要求。因此，选用B1200 固定漏斗形结构。

小粒度的矿石（如0～80 mm 的物料）分矿漏斗料满后，矿石流动性好，堆积的高度较低，整个分矿小车高度较低如图3 所示；相反，较大粒度的矿石（如0～300 mm 的物料）分矿漏斗料满后，矿石流动性较差，堆积的高度高，整个分矿小车就高，能耗也高。矿分矿地点在高架的皮带廊上，皮带机偏西安装，东边是人行道，为了不破坏皮带廊桁架结构，只能东边分矿，同时又尽可能降低分矿小车的高度，降低施工难度，减少提升能耗，选用三通式固定分矿小车，一进二出，一侧分流，即进去1300 t/h，满足一侧分流1000 t/h 后的其余300 t/h，滑落到S1 皮带上，进入新的选矿系列，采用先给右下方分矿漏斗给矿的分矿结构形式，左上方分矿左下方溢流小车如图3 所示。

图3 左上方分矿左下方溢流小车

4 右下方分矿左下方溢流小车结构的改进

分矿仓通过矿石块度较大，矿仓下的列车运输量较小，分矿仓常常处于饱满状态，为了保证分矿小车自然分矿顺畅，即矿石不在分矿口堵塞，选取分矿通过的溜槽断面尺寸为1800 mm×900 mm（沿着皮带中心线方向的长度为1800 mm，垂直皮带中心线方向的宽度为900 mm）；由于溜槽断面的长度较长，增加了其导料板的沿皮带中心线方向的长度，当仓满时矿石沿着38°自然堆积角向上堆积，最终矿石从漏斗入口冒出，改造前左下方分矿左下方溢流小车如图4 所示，而且通过溜槽卸矿量小于生产要求量，因此，将分矿小车作了改进。

将漏斗入口处的改向滚筒提高1600 mm，保证矿石下矿坡度45°大于其自然堆积角，确保矿石不能冒出；同时满足落矿点靠近在分矿口的左端，将两个改向滚筒左移1000 mm，并左侧的竖直挡板向左倾斜与水平面成60°角，以确保分矿口充分堆矿，改造后左下方分矿左下方溢流小车如图5 所示，分矿下料通道左侧挡如图5 中所示，且相应地缩短了导料板沿皮带方向的长度。当卸矿仓装满后，矿石达到自然堆积角时从导料板的另一侧溢流到S1 皮带运走。

由于提升高度的增加，S1 皮带机电机和减速机功率也随着小幅度增大，因此，二者功率均调高一级。