王鑫 喬宏琦 劉勇

摘 要：文章介紹了大連港礦石碼頭裝車樓系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，針對(duì)二次稱重系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，列舉了國(guó)內(nèi)一些其他港口二次稱重系統(tǒng)，舉出其二次稱重的不同，方便大家對(duì)不同裝車系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：裝車樓系統(tǒng)；二次稱重；定量倉(cāng)

引言

裝車樓系統(tǒng)是一種自動(dòng)化的火車自動(dòng)裝載系統(tǒng)，能夠快速、連續(xù)、準(zhǔn)確的將固體物料按照預(yù)先設(shè)定的裝載值裝載到以一定速度行駛的列車車皮中，在國(guó)內(nèi)外廣泛的應(yīng)用與礦山、碼頭等場(chǎng)所，尤其是在礦石、煤炭等裝卸領(lǐng)域中應(yīng)用較多。目前國(guó)內(nèi)有4座裝車樓應(yīng)用在港口碼頭，分別是大連港、營(yíng)口港、秦皇島港、寧波港。

大連港礦石碼頭裝車樓為30萬(wàn)噸級(jí)礦石項(xiàng)目，已建2座4500噸/小時(shí)裝車樓，成為大連港對(duì)外鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)。

1 礦石裝車樓的組成以及裝車工藝流程

礦石裝車樓主要結(jié)構(gòu)包括給料系統(tǒng)（包括緩沖倉(cāng)、緩沖倉(cāng)給料閘門）、稱重系統(tǒng)（包括定量倉(cāng)、定量倉(cāng)卸料閘門、稱重傳感器和控制器、側(cè)重砝碼）、裝車樓溜槽、液壓系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)。

緩沖倉(cāng)主要功能是用來(lái)接收皮帶機(jī)系統(tǒng)運(yùn)送來(lái)的物料，為裝車樓實(shí)現(xiàn)聯(lián)續(xù)裝車起到儲(chǔ)存和緩沖的作用。緩沖倉(cāng)內(nèi)裝有高料位傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)高料位報(bào)警和急停，防止緩沖倉(cāng)內(nèi)物料超量。

緩沖倉(cāng)底部裝有弧形閘門，能夠?qū)崿F(xiàn)緩沖倉(cāng)到定量倉(cāng)物料流的精確控制，緩沖倉(cāng)給料閘門通過(guò)PLC系統(tǒng)控制液壓缸動(dòng)作，在倉(cāng)壁裝有限位開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)從緩沖倉(cāng)到稱重倉(cāng)的精確配料。液壓中的蓄能器可以給各個(gè)閘門提供所需要的壓力，保證給料閘門能夠及時(shí)關(guān)閉。

定量倉(cāng)是位于緩沖倉(cāng)與溜槽之間的獨(dú)立倉(cāng)體，能夠儲(chǔ)存100噸物料，它由4個(gè)傳感器支承在裝車樓的金屬結(jié)構(gòu)上，稱重傳感器可以準(zhǔn)確的測(cè)量出稱重倉(cāng)的物料重量。

定量倉(cāng)底部安裝有2個(gè)水平卸料閘門，用于控制從稱重倉(cāng)到溜槽的物料，通過(guò)2個(gè)液壓缸的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)水平閘門的開閉，進(jìn)而物料進(jìn)入擺動(dòng)溜槽。

擺動(dòng)溜槽是位于稱重倉(cāng)閘門底部，由一個(gè)可以擺動(dòng)的活動(dòng)倉(cāng)組成，這樣在裝車作業(yè)的時(shí)候可以及時(shí)將不平整的地方用擺動(dòng)溜槽將其填平，保證裝車的平整。

當(dāng)皮帶機(jī)輸送物料首先進(jìn)入緩沖倉(cāng)，緩沖倉(cāng)內(nèi)的物料積攢到一定程度的時(shí)候，有司機(jī)掌握物料量，在司機(jī)室控制臺(tái)啟動(dòng)批量自動(dòng)裝車系統(tǒng)氣動(dòng)。按照車皮所需要的目標(biāo)重量的噸位，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)噸位的時(shí)候，緩沖倉(cāng)閘門關(guān)閉，鐵礦石從緩沖倉(cāng)進(jìn)入稱重倉(cāng)，在此過(guò)程中從緩沖倉(cāng)配料存在一個(gè)精確配料，在下面的部分進(jìn)行闡述，從而完成配料過(guò)程。這時(shí)緩沖倉(cāng)閘門全部關(guān)閉，定量倉(cāng)水平閘門打開，進(jìn)過(guò)溜槽卸料閘門按車皮所需目標(biāo)重量進(jìn)行裝車。裝車完畢后定量倉(cāng)閘門關(guān)閉，緩沖倉(cāng)閘門打開，開始從新一次配料過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，緩沖倉(cāng)閘門與定量倉(cāng)閘門在PLC程序上存在一定的互鎖，也就是說(shuō)緩沖倉(cāng)閘門關(guān)閉時(shí)定量倉(cāng)閘門才允許打開。大連港礦石碼頭裝車樓裝車效率為4500噸/小時(shí)。

2 礦石裝車樓二次稱重不同系統(tǒng)的原理介紹及分析比較

2.1 礦石稱重系統(tǒng)的原理

稱重系統(tǒng)是整個(gè)裝車系統(tǒng)中最重要的部分，整個(gè)裝車的精度都由此部分控制。下面列舉2種不同的裝車系統(tǒng)和大家進(jìn)行分析比較。

例子1

如圖1所示，圖中液壓缸1和2安裝在緩沖倉(cāng)給料閘門兩側(cè)，由電液比例方向閥5控制，實(shí)現(xiàn)緩沖倉(cāng)閘門開關(guān)的調(diào)節(jié)。其開口的大小由編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)，油缸3和油缸4帶有手動(dòng)控制裝置的電液換向閥6控制，實(shí)現(xiàn)定量倉(cāng)卸料閘門的開閉，差動(dòng)回路可以實(shí)現(xiàn)卸料閘門的快速關(guān)閉。當(dāng)稱重傳感器檢測(cè)放入定量倉(cāng)內(nèi)達(dá)到目標(biāo)重量，液壓缸1和2活塞桿伸出，緩沖倉(cāng)給料閘門關(guān)閉。發(fā)出卸料信號(hào)時(shí)，電磁閥6得電，液壓缸3、4活塞桿收回，定量倉(cāng)卸料閘門完全打開，完成卸料過(guò)程。

1、2緩沖倉(cāng)給料閘門油缸3、4定量倉(cāng)卸料閘門油缸5、電液比例閥6、電液換向閥7、截止閥8、比例放大器

2.2 存在問(wèn)題

上面采用的裝車樓稱重系統(tǒng)中采用由緩沖倉(cāng)向定量倉(cāng)預(yù)先裝物料，并通過(guò)控制定量倉(cāng)閘門開閉來(lái)完成整個(gè)裝車過(guò)程。在整個(gè)裝車過(guò)程中，物料的比重、粒度、流動(dòng)性、粘度等特性對(duì)裝車的影響都比較大，例如有的鐵礦石流動(dòng)性差，粘結(jié)性較強(qiáng)，自然息角較大，從緩沖倉(cāng)到定量倉(cāng)裝礦石時(shí)比較難控制，經(jīng)常出現(xiàn)超噸現(xiàn)象。由于定量閘門只有開閉2種狀態(tài)，當(dāng)閘門打開后，定量倉(cāng)中的物料全部通過(guò)裝車樓溜槽流入車皮中。而操作人員無(wú)能為力，有時(shí)還需要人工將多余的料清理，降低裝車質(zhì)量和裝車效率。

例子2

如圖2所示。從左到右依次為緩沖倉(cāng)閘門C1A、C1B、C2A、C2B，緩沖倉(cāng)公有4個(gè)下料口，下料口兩側(cè)分別C1A、C1B、C2A、C2B，共8個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)閘門的開閉，其中C2B閘門油缸由一個(gè)三位四通換向閥控制，其他3個(gè)閘門為兩位四通換向閥控制。當(dāng)進(jìn)行配料時(shí)定量倉(cāng)閘門D1A、D1B關(guān)閉，緩沖倉(cāng)4個(gè)閘門打開，此時(shí)緩沖倉(cāng)開始向定量倉(cāng)配料，這時(shí)處于自動(dòng)裝車模式，系統(tǒng)由PLC控制，進(jìn)行自動(dòng)裝車，當(dāng)定量倉(cāng)物料達(dá)到PLC設(shè)定的預(yù)動(dòng)值1時(shí)，閘門C1B和閘門C2A關(guān)閉，其他兩個(gè)閘門繼續(xù)配料，當(dāng)定量倉(cāng)物料達(dá)到PLC設(shè)定的預(yù)動(dòng)值2時(shí)，閘門C2B關(guān)閉一半和閘門C1A全部關(guān)閉，此時(shí)進(jìn)入精確配料過(guò)程，當(dāng)定量倉(cāng)物料達(dá)到目標(biāo)重量時(shí)，閘門C2B全部關(guān)閉，完成此次配料，這時(shí)定量倉(cāng)閘門D1A、D1B全部打開，開始裝車，完成整個(gè)配料過(guò)程。

2.3 兩種不同裝車系統(tǒng)的分析比較

例子1與例子2進(jìn)行比較分析可以得出，例子2可以完全避免由于物料難以控制而發(fā)生的超噸現(xiàn)象，大大的提高了裝車效率，避免人工清料的情況發(fā)生，整個(gè)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)完全有PLC程序控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

裝車系統(tǒng)的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)外礦石運(yùn)輸工程中發(fā)揮著重要的作用，其中二次稱重系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了卸料的可控性和裝車精度，減少了工人的勞動(dòng)程度，提高裝車作業(yè)的自動(dòng)化程度。通過(guò)對(duì)以上2種二次稱重系統(tǒng)的比較，可以看出二次稱重系統(tǒng)是整個(gè)裝車作業(yè)精度的核心部分，因此在日后的工作學(xué)習(xí)中應(yīng)著重學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

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[3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第5版，機(jī)械工業(yè)出版社.

[4]大連港礦石碼頭裝車樓操作手冊(cè).