1、需求分析
    帶式輸送機(jī)的托輥組主要由承載托輥組、過(guò)渡托輥組、帶膠環(huán)梳型回程托輥組、標(biāo)準(zhǔn)回程托輥組以及回程防跑偏反壓托輥組組成，其中回程防跑偏反壓托輥組即為本項(xiàng)改造的回程皮帶防跑偏裝置的主要組成部分，其反壓在回程皮帶之上，通過(guò)兩側(cè)與回程皮帶形成一定角度的槽型托輥對(duì)回程皮帶施加一個(gè)使皮帶保持在中線運(yùn)行的力，見圖1。
    原有回程防跑偏反壓裝置已無(wú)法滿足現(xiàn)有煤炭作業(yè)生產(chǎn)強(qiáng)度，主要失效形式為托輥筒皮斷裂、磨損以及軸承損壞，極易對(duì)皮帶造成撕扯以及高溫引燃反壓托輥架附近積煤造成火災(zāi)事故。并且此種反壓形式對(duì)皮帶施加防跑偏力的同時(shí)，還對(duì)皮帶兩側(cè)產(chǎn)生一向下垂直分力，會(huì)加大皮帶對(duì)臨近回程平托及梳型托輥的磨損，造成臨近回程托輥提前失效，甚至引發(fā)帶膠環(huán)梳型托輥起火，造成火災(zāi)事故。
    秦皇島煤碼頭三期工程始建于1984年，是我國(guó)“七五”期間重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，主要承擔(dān)山西、內(nèi)蒙等地的煤炭南運(yùn)和出口運(yùn)輸任務(wù)，年設(shè)計(jì)通過(guò)能力3 000萬(wàn)t。隨著我港吞吐量連年遞增，煤三期取裝線設(shè)備早已超設(shè)計(jì)通過(guò)能力運(yùn)行，吞吐量已連續(xù)多年超4 500萬(wàn)t。以煤碼頭三期t程取裝線為例，共有地面皮帶輸送機(jī)14條，帶寬2m+全長(zhǎng)總計(jì)9 765 m。為提高設(shè)備壽命，杜絕火災(zāi)隱患，降低系統(tǒng)能耗，保障設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行，亟須對(duì)現(xiàn)有回程皮帶防跑偏反壓裝置進(jìn)行改造。
2、總體設(shè)計(jì)思路
    為節(jié)約改造成本及減少施工對(duì)生產(chǎn)造成的影響，并在盡可能減少對(duì)現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)的基礎(chǔ)上，擬制定如下改造方案。
    1)對(duì)皮帶防跑偏形式進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，將反壓式改為正向支撐。見圖2。在保證有效對(duì)皮帶的跑偏情況進(jìn)行控制的同時(shí)，并且不易卡煤，不但從根本上消除了原有防跑偏裝置對(duì)臨近回程平托的附加的作用力，而且減小了皮帶自重對(duì)回程平托的摩擦力，降低了皮帶對(duì)回程平托的磨損，有效提高了回程平托的使用壽命，同時(shí)也在一定程度上降低了皮帶機(jī)系統(tǒng)的整體能耗。
    2)重新設(shè)計(jì)托輥組支架，見圖3。并結(jié)合位置調(diào)整板對(duì)托輥組支架安裝位置進(jìn)行調(diào)整從而對(duì)皮帶跑偏進(jìn)行控制，見圖4。
    3)對(duì)原有反壓托輥進(jìn)行強(qiáng)化改造，將托輥直徑改為196 mm，長(zhǎng)度改為800 mm，并結(jié)合使用4G6308型號(hào)軸承，杜絕了托輥斷裂對(duì)皮帶造成撕扯，而且加大托輥直徑后有效降低了托輥轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步增加了軸承的使用壽命。新舊反壓托輥參數(shù)對(duì)比見表1。
3、改造方案的特點(diǎn)及應(yīng)用效果分析
    本優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在保障改造效果的同時(shí)，施工簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，且對(duì)原有皮帶機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)未作改動(dòng)，可將對(duì)施工造成的停機(jī)時(shí)間縮短到最小，極大的避免了施工對(duì)煤炭裝卸生產(chǎn)造成的影響。
    改造后的新型回程防跑偏裝置使用壽命有效增加，采用新的防跑偏形式后從根本上消除對(duì)臨近回程皮帶平托的附帶磨損，并降低了由皮帶自重對(duì)回程托輥產(chǎn)生的摩擦力，從而在一定程度上降低了皮帶機(jī)的整體運(yùn)行能耗，同時(shí)提高了皮帶機(jī)安全運(yùn)行系數(shù)，極大的降低了火災(zāi)及機(jī)損事故的發(fā)生幾率。
    僅以煤碼頭三期取裝線帶式輸送機(jī)的應(yīng)用為例：
    1)每年需消耗各類托輥至少3 000根，每根托輥成本平均600元，每根托輥更換費(fèi)用平均為100元，改造實(shí)施后約可減少20%托輥消耗，僅托輥一項(xiàng)即至少可節(jié)省維修經(jīng)費(fèi)50萬(wàn)余元。
    2)改造后可有效杜絕因反壓托輥斷裂對(duì)皮帶造成的撕扯損壞，每年可節(jié)約皮帶及相關(guān)維修費(fèi)用約200萬(wàn)元。
    3)改造后可有效減小因軸承失效引發(fā)火災(zāi)事故的幾率，每年可減少相關(guān)損失約100萬(wàn)元。
    4)改造后可在一定程度上降低皮帶機(jī)的整體能耗，每年可減少電力消耗約50萬(wàn)元。
    5)改造后將有效提高皮帶機(jī)托輥運(yùn)行壽命，進(jìn)一步減少因托輥損壞造成的停機(jī)時(shí)間，可直接創(chuàng)造生產(chǎn)效益約100萬(wàn)元。
    該方案可全面推廣至兄弟公司及其他港口同類設(shè)備上使用，綜合估算可為國(guó)家創(chuàng)造數(shù)千萬(wàn)元以上經(jīng)濟(jì)效益。