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        港口皮帶輸送機滾筒故障分析及處理

        發布時間:2015-1-6 11:42:29   來源:輸送機http://www.officialpatriotsonline.com   作者:上海昱音機械

              由于皮帶輸送機受作業環境條件差、輸送負荷大等因素的影響,在運行過程中時常會出現一些故障,主要包括皮帶跑偏、滾筒斷裂和撒料現象等,其中滾筒斷裂故障是皮帶輸送機運行中最為常見的故障隱患。若操作人員不及時采取必要地處理措施,不僅會給港口碼頭的日常運作帶來一定的安全隱患,而且滾筒的斷裂很可能造成撕扯皮帶的惡性事故,導致重大的經濟損失。因此,如何有效解決滾筒斷裂故障就港口操作人員亟待解決的難題之一。
          1、滾筒的結構
          許多港口改向滾筒設計的圖紙均采用鑄焊結構,即接盤為ZG25~35整體鑄鋼,筒皮用Q345鋼板卷制,軸為40Cr。
          2、滾筒的受力分析
          傳動滾筒受力為:皮帶機的張力產生的壓力f0,摩擦力Ff以及主動力矩Mp。改向滾筒受力為:皮帶張緊力f0,摩擦力Ff。兩種滾筒相比,傳動滾筒比改向滾筒多一個主動力矩。但改向滾筒由于張緊形式不同,承受的皮帶張力有時會更大。實踐證明,改向滾筒的斷裂幾率比傳動滾筒還要高。
          3、提高滾筒的剛度和強度的措施
          滾筒在交變應力的作用下,反復拉伸壓縮,由于不斷地塑性變形,焊口在冷作硬化和應力集中的狀態下最終導致斷裂。為了防止焊口處的塑性變形,要提高整個滾筒的剛度和強度。
          提高滾筒的強度,根據正應力強度條件可知,梁的截面抗彎能力取決于抗彎截面模量,而梁在任一指定截面處的位移則與全梁的變形大小有關。因此為了提高梁的剛度,必須使全梁的變形減小,因而應增大全梁或較大部分梁的截面慣性矩才能達到目的。
          通過對焊接加強筋的滾筒進行有限元分析,滾筒變形明顯減小,焊縫處應力集中明顯減小,基本上達到優化筒內壁厚度的目的,使滾筒變得更加輕巧,又不影響滾筒的實際強度。目前,重型滾筒采用了這種加強措施。如果單純加厚筒皮,不僅加大了材料的浪費,也提高了造價和滾筒本身的重量。筆者認為,滾筒損壞也是一項系統工程,要綜合考慮。首先,滾筒要有足夠的剛性,以抵抗交變應力產生的疲勞損害,還要在提高剛性加固滾筒的同時,改變一下滾筒的結構。
          4、改進支撐點
          皮帶張緊力作用在滾筒上,可簡化成均布載荷的梁,由正應力強度條件可知,要提高梁的強度,應該減少梁的最大彎矩。當載荷一定時,梁的最大彎矩值的大小,與梁跨度的長短有關故減小支點的距離,可以有效降低最大彎矩值。
          5、滾筒的加工工藝
          由于滾筒變形與皮帶受力不均有關,焊縫出現應力集中,顯然在滾筒材料強度要求范圍內。但如果焊縫不過關,存在著很大的殘余焊接應力,將可能使焊縫產生壓裂現象。所以,滾筒制造要符合較為嚴格的加工技術條件,并要求嚴格的焊縫質量,注意焊接工藝和去應力步驟,同時還要兼顧滾筒的造價和加工周期。只有在全面綜合考慮的情況下,才會有事半功倍的效果。
          由于焊接處存在著殘余應力或焊口的金屬內部組織存在缺陷,經過交變應力作用出現疲勞裂紋,逐漸發展到開裂。增加加強筋,改變支撐點等具有理論依據,但焊接也要有好的工藝措施。
          目前,傳統制作滾筒存在著工藝線路反復,路線長,制作費用高,容易斷裂等問題。傳統工藝路線是:鑄造接盤→卷制并焊接成筒皮→粗加工接盤里孔和坡口→用鏜床鏜筒皮坡口→接盤和筒皮組裝焊接→筒體高溫回火→筒體在鏜床上精加工接盤兩內孔→脹套組裝軸和筒體→以軸定心精加工筒體外圓→滾筒粘膠。
          在傳統工藝路線中,筒體整體高溫回火的主要原因在于傳統接焊方法是手工焊或埋弧自動焊。這兩種方法存在著因焊接電流大,產生熱量大,熱影響壓力大所造成的焊縫金相組織變粗,機械性能下降,熱應力大,工作變形大的弊端。為了消除以上弊端,焊后要求高溫回火,以改善金相組織,消除熱應力,提高機械性能。同時,造價也要高些。但如果采用CO2氣體保護焊接,可改善上述癥候。由于CO2氣體保護焊具有熱量集中、線能量低而熔深大的特點,所以熱影響區窄,焊接應力小,變形小。
          重新確定加工工藝:
          鑄造接盤→卷制并焊接成筒皮→精加工接盤里孔,粗加工接盤外圓按圖紙留2mm余量及坡口,用假軸定心粗加工筒皮長度各100mm→粗加工筒皮外圓及坡口,筒皮與接盤外圓一致→在平臺上用兩個V型鐵組裝滾筒→焊接→退火→精加工
          港口皮帶輸送機滾筒故障具有較大的危害性,如何有效解決此類故障對確保港口碼頭的正常運作具有重要影響。本文通過探討港口皮帶輸送機滾筒故障的原因及措施,經過實踐證明是可行、合理、可靠和實用的,不僅能夠有效提高滾筒的強度和剛度,而且也保證了滾筒質量及使用壽命,為類似故障的處理提供了科學的指導意義。



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