2012年·5月·上期
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陶瓷滚筒包胶材料在神华煤码头驱动
滚筒上的应用研究
谭乃鹏1,2 李耀刚1
（1.河北联合大学 河北 唐山 063000；2.神华天津煤炭码头有限责任公司 天津 300000）
摘 要：对神华天津煤码头公司的装船线皮带机滚筒的故障情况进行分析，提出了使用新型高科技滚筒包胶材料——陶瓷胶面对滚筒进行包胶工艺进行改造，通过此次改造，从根本上解决了BM的打滑问题，杜绝了衍生其他设备故障的可能性，大大提高了取装线的作业效率，减少了流程溢料的数量。
关键词：皮带机 驱动滚筒 包胶工艺 陶瓷胶面一、引言
皮带机是港口煤炭装卸的重要设备，主要由承载皮带系统、基础构架系统、驱动装置系统、配重系统、张紧系统组成，其中驱动系统与皮带系统地正常运行工作，对港口煤炭卸车及装船工作起到至关重要的作用。设备长期时间运行过程中，会出现正常或意外的磨损、老化等问题，导致故障的发生，直接影响生产的正常运行。皮带机系统主要用于承载煤炭进行输送工作，因此通过对皮带机驱动滚筒的包胶工艺及润滑工艺进行改造，从根本上能够将皮带系统有效的动力传递的效率大大增强，具有重要的实际应用价值。
二、驱动滚筒相关故障分析
神华天津煤码头公司现有3条装船线，煤炭通过BM皮带机输往装船机完成装船，三条皮带机均属于露天倾斜布置的带式输送机。其中，BM1水平长度约580米，BM2水平长度约830米，BM3水平长度约870米。由于尾车运行干扰，BM1、BM2皮带机运无法全程加装防雨罩，在运行过程中，BM1、BM2皮带机在雨、雾、霜、雪等湿度大的天气条件下，极易发生打滑现象，大大降低了取装线的作业效率（滚筒故障如图1所示），严重影响着公司的生产运营。因打滑导致流程停止，不仅衍生流程其他设备的故障，而且造成各转接点的冲击和洒料，同时频繁的启动加重了滚筒和胶带的磨损，增加了电耗，使生产成本和维修成本上升。
图1 滚筒故障形式
经过现场勘查、分析，发现造成严重打滑现象的原因滚筒与皮带运行3年后，胶面发生碳化，在高湿度条件下，皮带表面和滚筒包胶表面摩擦力不足，在启动或上料的瞬间滚筒不能带动皮带按照正常速度运行，导致皮带打滑，停止流程。
驱动滚筒所能传递的最大牵引力：
F=S 0(e μα) （1）式中：
F—胶带在驱动滚筒处的摩擦力；S 0—胶带在驱动滚筒绕出点的张力；μ—胶带在驱动滚筒之间的摩擦系数；α—胶带在驱动滚筒上的包角
三、驱动滚筒包胶工艺系统改造分析
滚筒包胶工艺是用来增大传动时输送带与筒体表面的磨擦导数，以减少输送带在筒体表面的摩擦系数，以减少输送带在筒体表面的滑移机相互磨损，提高运行的牵引力，延长输送带和电动滚筒的使用寿命。根据上述公式（1）可知，提高摩擦力F有三种方法：
1.增加胶带在驱动滚筒绕出点的张力S 0，也就增大BM皮带机的张紧力。
现有的张紧方式为液压拉紧小车式，此液压系统的额定系统压力为16MP，目前我们已将运行压力调整至18MP左右，且已经达到液压张紧系统的压力极限，仍无法有效解决打滑问题。同时如果无限度地增加皮带张紧力就会导致大大降低皮带机系统的安全系数，对胶带强度造成损伤，故此方案不适合现场情况。
2.增大驱动滚筒的包角α，从而能够增大皮带表面和滚筒包胶表面的摩擦力。
通常的方式是调整改向滚筒的位置，来增大驱动滚筒的包角，这样能够增加皮带与滚筒之间的接触面积，从而增大皮带机系统的摩擦力。但是，从现场实际情况看出，改向滚筒位置调整空间有限，过大
的调整会导致皮带机与驱动站钢结构的干扰，对皮带机造成损伤，所以此方案亦不适合。
3.通过改变滚筒包胶材质，对现有滚筒进行改造，提高摩擦系数μ来增大摩擦力。
在潮湿情况下，BM皮带与滚筒表面之间吹入雨水或雾水，使得驱动滚筒摩擦系数大幅度降低，从而导致打滑，进而导致速度故障的出现。因此，设法找到提高驱动滚筒的摩擦系数的途径是解决BM打滑问题的关键。
常用的滚筒包胶方法主要有三种：
热硫化，冷粘（不用硫化），耐磨陶瓷。其主要工艺区别是：热硫化包胶的工艺是，将筒皮在车床车削约2-3mm深的螺纹沟槽，涂刷两层粘接剂（铁性粘接剂、橡胶粘接剂），然后将生胶板压实在滚筒筒皮上，入硫化蒸汽炉加热180℃硫化，硫化完成出炉后上车床车削包胶花纹。主要有：改向滚筒：改向滚筒仅作为引导输送带改变方向的圆柱形筒，改向滚筒不承担转矩，结构比较简易。传动滚筒和驱动装置相联，是带式输送机最重要的部件，传动滚筒表面同输送带之间的摩擦系数和输送带在该滚筒上的包角驱动来改变功率。
四、改造方案
表1 陶瓷滚筒和普通滚筒的性能比较
性能指标普通橡胶陶瓷包胶滚筒
摩擦系数干式0.40-0.450.75-0.85湿式
0.33-0.380.50-0.80使用寿命
4年
10年
包胶施工工艺
现场松张紧后，冷硫化包胶，无需拆装滚筒。
工期
5天
百 科 论 坛
人工挖孔扩底灌注桩由于其受力性能可靠，不需要大型机具设备、施工工艺简单，能设计成较大直
径桩承载，特别多的应用于小高层、高层商品住宅。但是，人工挖孔桩的施工过程中异常情况出现较为突出，安全风险大，质量隐患控制困难，如何进行有效预防、全过程控制、突发情况的处理显得尤为重要。
一、工程概况
1.工程简介。伟豪商住楼工程位于惠州市江北，毗邻东江，该工程的场地属丘陵地貌。按照开发商的工程规划，拟建建筑为地下2层，地上9栋32层商住楼，建筑总高度为105米，框支剪力墙结构，该工程用地面积为32000㎡，单层地下室建筑面积为22500㎡，工程的9栋塔楼均布置在地下室底板范围的四周，中间为内庭中心花园。
该工程的桩基础设置按照地上荷载大小考虑桩径，塔楼位置的桩径最大为1900㎜，最小为1200㎜，裙楼及纯车库位置的桩径为1000㎜，共有9种桩径、14种结构类型。
2.工程地质。该工程实施勘察钻探后，场地大开挖至底板垫层标高（绝对高程9.9m，相对标高-9.45m，本工程的±0.00相当于绝对高程19.35m）。
根据地质勘探报告，伟豪商住楼工程的地基土层，由上至下，依次分布情况简述为：
2.1人工填土Q4ml：层厚0.4～8.7m，基坑开挖时全部挖掉并运出场地。
2.2粘土Q al(②1)：灰褐色，可塑～硬塑，捻面较光滑，干强度及韧性中等。层厚0.6～4.33m。属于中压缩性土
2.3粘土Q al(②2)：棕黄～棕红色，硬塑，局部可塑，捻面较光滑，干强度及韧性较高，土质较均匀，局部含砂粒，局部夹粉质粘土薄层。层厚1.10～9.43 m。属于中压缩性土。
2.4粉质粘土Q al(②3)：黄褐色，可塑～硬塑，捻面较光滑，干强度及韧性中等，土质较均匀。层厚0.6～6.9 m。属于中压缩性土。
2.5淤泥质粘土Q al(②4)：灰黑色，流塑～软塑，捻面较光滑，干硬度及韧性中等，具臭味，含炭粒，局部为淤泥质粉质粘土，层厚0.60～9.3m。属于高压缩性土。
2.6粉土Q al(②5)：黄褐色，湿，中密～密实，局部稍密，捻
复杂土层地基中人工挖孔桩的施工方法
华清江 梁寿春
（江苏天宇建设工程有限公司惠州分公司 广东 惠州 516000）
摘 要：伟豪商住楼工程人工挖孔桩遭遇地基土层复杂多变，完善的施工方法，促进和保证了工程的进度、质量、安全。 关键词：伟豪商住楼 复杂土层 人工挖孔桩
为避免潮湿情况下由于滚筒和皮带面之间的摩擦系数减小造成的打滑现象，建议采用摩擦系数更大，耐磨性能更强的高科技材料包胶的滚筒。目前国内、外已经成功应用了陶瓷包胶滚筒，是陶瓷滚筒和普通滚筒的性能比较见表1：
陶瓷包胶滚筒是在原有滚筒筒皮上冷粘一层陶瓷耐磨板，是德国TIPTOP公司采用含量92%的氧化铝原料，经独特的配方，电脑辅助设计而成。它用单个独立的表面带颗粒的陶瓷片，经特殊的工艺与橡胶结合，并深深的嵌入橡胶里。用此高新材料覆于驱动滚筒上，可大大提高驱动滚筒的摩擦系数和抗磨损性能。根据表中数据可得，潮湿情况下，陶瓷滚筒摩擦系数可达0.50-0.80，比普通橡胶滚筒干燥工况下的摩擦系数还要高，此材料是解决BM打滑问题的最佳选择。
五、改造效果
为解决成本，我们在原废旧驱动滚筒上进行改造。清除原滚筒包胶，对筒皮进行打磨、抛光后，按照TIPTOP公司的工艺要求将陶瓷耐磨板包覆在筒皮上。现场实施情况如图2
陶瓷包胶滚筒有如下优点：低的皮带张紧力，改善了系统的受力和稳定性，减少了皮带和滚筒的磨损，
确保了皮带的运行能力，极强的耐磨性能，安装施工容易且维护成本低。我公司现场对BM1、BM2进行了改造。2009年10月20日至今，无论是雨、雾、雪，改造后的BM皮带均未发生过打滑故障。
图2 改造现场实施效果
六、结语
通过此次改造，从根本上解决了BM的打滑问题，杜绝了衍生其他设备故障的可能性，大大提高了取装线的作业效率，减少了流程溢料的数量，为公司的正常运营提供了设备保障。
作者简介：谭乃鹏，男，（1981-），硕士生，主要研究方
向：机械故障诊断，计算机辅助工程，现场安全生产管理。
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