圓形堆取料機(jī)提高取料能力的結(jié)構(gòu)性改造

圓形堆取料機(jī)提高取料能力的結(jié)構(gòu)性改造呂淑萍【摘要】為適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)要求，對(duì)影響圓形堆取料機(jī)取料量的主要因素進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造與設(shè)計(jì):增大堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度以增加堆料量;采用新型雙層桁架結(jié)構(gòu)的料耙,尤其是對(duì)料耙、塔架、油缸位置的正確調(diào)整，使料耙橫掃料堆面積增大，提高料耙下料效率;通過(guò)增加刮板取料運(yùn)行速度、增大刮板截面積、提高主車行走速度等方法提高取料量.實(shí)踐證明，經(jīng)改造后的圓形堆取料機(jī)大大提高了取料能力,提高了企業(yè)生產(chǎn)效率.【期刊名稱】《遼寧師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》【年(卷)，期】2019(021)001【總頁(yè)數(shù)】5頁(yè)(P66-70)【關(guān)鍵詞】雙層桁架;料耙;刮板;軌道;物料【作者】呂淑萍【作者單位】大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，遼寧大連116035【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TH246圓形堆取料機(jī)是散料儲(chǔ)藏、堆取、輸送等多領(lǐng)域不可缺少的主要設(shè)備，因此它被廣泛應(yīng)用在電力、冶金、礦山、建材、化工等多種領(lǐng)域.目前市場(chǎng)上使用的圓形堆取料機(jī)大部分都是10-15年前設(shè)備，由于受當(dāng)時(shí)各種因素的限制和影響，設(shè)備結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化控制、生產(chǎn)能力等都不能滿足目前生產(chǎn)和發(fā)展的需要，對(duì)圓形堆取料機(jī)的改造勢(shì)在必行[1].圓形堆取料機(jī)的改造是多方面的，如：提高堆料能力、提高取料能力、不合理的結(jié)構(gòu)性改造、生產(chǎn)智能化改造等，根據(jù)目前市場(chǎng)情況及企業(yè)的需求，本文主要研究如何提高取料能力.1影響取料量的主要因素影響取料量的主要因素可歸納為以下幾方面[2]:（1）料場(chǎng)布料時(shí)的料堆高度及寬度；（2）料耙耙下的物料量多少；（3）料耙往復(fù)行走速度快慢；（4）刮板截料的有效面積，即刮板尺寸的大小；（5）刮板運(yùn)行速度；（6）主車行走速度；（7）料耙耙下物料進(jìn)入刮板的角度；（8）料耙的結(jié)構(gòu)形式.從以上因素分析，提高生產(chǎn)能力可從以下5個(gè)部分入手：（1）通過(guò)增大堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度，增加料堆高度及料堆寬度，增大有效儲(chǔ)料量，增加刮板取料有效行程，從而增加取料量；（2）通過(guò)料耙結(jié)構(gòu)改造，增大料耙有效行程及橫掃料堆截面積，增加料耙的耙料量，從而增大取料量；（3）增加刮板取料運(yùn)行速度；增加取料量；（4）增大刮板截面積，提高取料量；（5）提高主車行走速度，增加取料量.2具體的改造措施及方案2.1增大堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度根據(jù)堆取料機(jī)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度最大為+14。，如果小于+14°,堆料點(diǎn)低，料場(chǎng)的堆料容積達(dá)不到有效地利用；大于+14°,堆料點(diǎn)過(guò)高，料堆邊緣超出設(shè)備的行走軌道.由于大部分企業(yè)不了解這一點(diǎn)，因此，設(shè)備在安裝調(diào)試時(shí)基本上都達(dá)不到上揚(yáng)角度+14。，一般都是在+12°左右.圖1是堆料機(jī)堆出的料堆形狀三維圖，圖2是取料機(jī)取料的截面積三維圖及平面圖，從圖中可以看到，如果堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度+14°,料堆截面積增加，料耙的耙料量相應(yīng)增加，刮板的取料量必然增加.現(xiàn)以中90圓形堆取料機(jī)堆石灰石為例，設(shè)石灰石自然堆放角38°，如果堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度達(dá)到最大值+14。時(shí)，堆料高度16m,寬度41m；而堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度+12°時(shí)，堆料高度13.5m,寬度34m.料堆截面積相差90m2.因此調(diào)整堆料機(jī)懸臂上揚(yáng)角度達(dá)到理論最大值+14°是提高生產(chǎn)能力的最好捷徑.2.2合理設(shè)計(jì)料耙結(jié)構(gòu)影響料耙式刮板取料機(jī)效率的關(guān)鍵因素是料耙位置和結(jié)構(gòu)，當(dāng)料耙的位置不正確、結(jié)構(gòu)不合理時(shí)，對(duì)松料效率會(huì)產(chǎn)生很大的影響.料耙位置有兩個(gè)，一個(gè)是料耙結(jié)構(gòu)形式與料堆平面的相對(duì)位置；另一個(gè)是料耙與刮板的相對(duì)位置.結(jié)構(gòu)形式合理使工作時(shí)不產(chǎn)生盲區(qū)，料耙與刮板的相對(duì)位置合理，可以使物料順利進(jìn)入刮板.合理的料耙結(jié)構(gòu)應(yīng)是齒梁間距不產(chǎn)生盲區(qū)；合理的料耙副耙齒能將料堆最底部物料松動(dòng)，并送進(jìn)刮板工作區(qū)域.改造前廣泛使用的料耙結(jié)構(gòu)，由于相對(duì)料堆平面位置不正確，則料堆會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)，即料耙運(yùn)行到左右極限位置時(shí)，料耙沒(méi)有到達(dá)應(yīng)該到達(dá)的位置，而且結(jié)構(gòu)笨重剛度不足，不能夠把有效的物料耙下，刮板就不能有效地充填物料.如圖3、圖4所示，這是改造前料耙在工作時(shí)的兩個(gè)極限位置，左側(cè)極限位置料耙已經(jīng)超出了料堆，在沒(méi)有物料的情況下，料耙仍在工作.而在到達(dá)右側(cè)極限位置時(shí)，料耙沒(méi)有走到料堆的邊緣，料堆局部物料得不到擾動(dòng)從而產(chǎn)生盲區(qū)，物料不能及時(shí)耙下，這樣物料進(jìn)入刮板的數(shù)量減少，從而影響取料機(jī)的產(chǎn)量，同時(shí)這種現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生塌料現(xiàn)象，將物料擁堵在刮板區(qū)域，造成刮板損壞，鏈條斷裂，甚至減速機(jī)損壞，也影響地面皮帶輸送機(jī)的工作穩(wěn)定性.下面設(shè)計(jì)的一種新型料耙結(jié)構(gòu)為雙層桁架結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖5所示.采用新型雙層桁架料耙結(jié)構(gòu)，通過(guò)與原料耙結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)使用情況比較，不僅其整體重量減輕，而且抗彎性能好，還能很好地發(fā)揮副耙齒功能，由于料耙橫掃料堆面積增大，大大提高料耙下料效率，如圖6、圖7所示（見(jiàn)68頁(yè)）是新型料耙在工作時(shí)的兩個(gè)極限位置，左側(cè)極限位置料耙已經(jīng)到了料堆邊緣，右側(cè)極限位置料耙也已經(jīng)到了料堆邊緣，整個(gè)料堆截面積基本上都在料耙工作范圍內(nèi)，沒(méi)有盲區(qū)，料耙耙下的物料增多，從而可提高取料能力.接下來(lái)分析原料耙與刮板的相對(duì)位置不正確時(shí)會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題.相對(duì)位置也就是相對(duì)刮板水平和垂直兩個(gè)方向，如圖8、圖9所示的是物料堆放角分別是38。、45。時(shí)的情況.如果料耙相對(duì)料場(chǎng)地面垂直距離較高，那么料堆下部的物料無(wú)法被料耙松動(dòng)，特別當(dāng)物料含水量較高時(shí)，料堆底部物料由于受到的壓力較大并處于壓實(shí)狀態(tài)，那么，刮板在取料時(shí)就增大刮板側(cè)向負(fù)荷，刮板鏈條、軌道磨損嚴(yán)重，同時(shí)也大大增加了主機(jī)行走的阻力，直接影響到取料能力.為了解決這一問(wèn)題，必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮，在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行模擬位置確定，重新對(duì)塔架位置、驅(qū)動(dòng)料耙的油缸位置、料耙位置進(jìn)行定位，使三者處于最佳的工作位置，這樣料耙工作就沒(méi)有盲區(qū)，物料被充分耙下，靠近料耙底部的刮板把耙下的物料順利送走.如圖10、圖11、圖12所示.塔架位置決定料耙在往復(fù)運(yùn)行到極限位置時(shí)，是否都能達(dá)到料堆的邊緣，使料耙能夠充分耙下物料；油缸位置決定了料耙與地面的距離；料耙位置決定與刮板的水平距離.為了使料耙平穩(wěn)有效地工作，料耙行走軌道必須提供有效的安全保障，一是運(yùn)行時(shí)不發(fā)生脫軌現(xiàn)象；二是軌道有足夠的強(qiáng)度和剛度.圖13是改造前的通用軌道，軌道采用的是圓鋼加工而成，行走輪直徑400mm;圖14（見(jiàn)68頁(yè)）是改造后軌道，軌道采用的是QU100或QU120標(biāo)準(zhǔn)起重軌道加工而成，行走輪直徑700mm。軌道的強(qiáng)度、剛度都大大提高，從而保證料耙運(yùn)行平穩(wěn).2.3加大刮板取料運(yùn)行速度適當(dāng)提高刮板的運(yùn)行速度是非常必要的，刮板速度越快帶走的物料越多.目前原始設(shè)計(jì)刮板的運(yùn)行速度為0.5-0.56m/s，提高生產(chǎn)能力后，刮板運(yùn)行速度大小應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)能力來(lái)最終確定，但刮板的運(yùn)行速度不應(yīng)超過(guò)0.65m/s,原因是刮板運(yùn)行速度超過(guò)0.65m/s時(shí)，設(shè)備運(yùn)行振動(dòng)和噪聲過(guò)大，對(duì)設(shè)備造成的損壞較大，另外，料耙沒(méi)有耙下過(guò)多的物料，過(guò)快的刮板運(yùn)行速度對(duì)提高生產(chǎn)能力作用不大.通過(guò)增加刮板運(yùn)行速度來(lái)提高生產(chǎn)能力，刮板驅(qū)動(dòng)裝置要進(jìn)行更換，刮板取料系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)功率：式中：vL——鏈條實(shí)際速度，m/s;pn——鏈條內(nèi)摩擦及鏈輪摩擦系數(shù)；Gk一一每米耙鏈重力，N/m;Lk—料耙中心距，m;pk——耙鏈運(yùn)行時(shí)與物料的摩擦系數(shù)；n—一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總效率；口1——切割阻力.2.4合理設(shè)計(jì)刮板尺寸刮板尺寸的大小決定刮板的面積，同時(shí)也就決定取料量的大小.根據(jù)生產(chǎn)能力的需要，計(jì)算刮板尺寸大小.式中：Qt——生產(chǎn)能力，t/h;k物料填充系數(shù)，取0.4-0.45;B——刮板寬度，m;h 刮板高度，m;vL 刮板工作速度，m/s;p0 物料堆積密度，t/m3.Bh是計(jì)算出來(lái)的是刮板面積，然后根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行長(zhǎng)度和寬度的整數(shù)調(diào)整.2.5提高主車行走速度取料量的大小是根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)取走料堆多少體積物料決定的，刮板運(yùn)行速度再快，料耙結(jié)構(gòu)再好，主車單位時(shí)間內(nèi)行走的路程少，提高取料能力也是一句空話，所以，料堆的截面積乘上主車行走的距離才是取走物料的體積，因此必須提高主車的行走速度.目前廣泛使用的圓形堆取料機(jī)主車行走速度為0.0045-0.045m/min,主車行走速度的大小根據(jù)生產(chǎn)能力確定.圖15是單位時(shí)間內(nèi)取走物料的體積.3結(jié)語(yǔ)目前在市場(chǎng)上廣泛使用的圓形堆取料機(jī)都是十多年前設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)十幾年的應(yīng)用，該設(shè)備存在著諸多原始設(shè)計(jì)上的問(wèn)題.通過(guò)對(duì)原有設(shè)