孫新平 王曉晨 李君

【摘 要】圓型混勻堆取料機(jī)技術(shù)特點是環(huán)保，均化效果好、料場利用率高、生產(chǎn)率高、電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)智能控制。

【關(guān)鍵詞】圓型混勻堆取料機(jī)環(huán)保料場利用率高有限元分析

1 概述

隨著環(huán)保要求的提高，近幾年來部分料場開始采用圓形封閉料場儲料，圓形料場中的堆取料采用圓形堆取料機(jī)。圓形堆取料機(jī)是港口、電力、建材、冶金、礦山、煤炭等行業(yè)最為關(guān)鍵的大型設(shè)備之一，它可以同時或分別完成堆料和混勻取料作業(yè)，對物料的預(yù)均化、穩(wěn)定窯況、保證熟料質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。圓形混勻堆取料機(jī)是一種理想的原料預(yù)處理設(shè)備。適用于需要對散狀物料進(jìn)行貯存、轉(zhuǎn)運、均化的堆場。所謂原料預(yù)均化就是將一種品質(zhì)波動的散狀原料或若干品質(zhì)波動的散狀原料按一定程序或比例進(jìn)行堆取混合均化的工藝過程。原料的預(yù)均化不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以充分利用原料資源，尤其是對低品位原料的利用，具有較高的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)價值。

圓形混勻堆取料機(jī)優(yōu)點就在于堆料和取料的同時實現(xiàn)原料的預(yù)均化。

2主要結(jié)構(gòu)及工作原理

圓形堆取料機(jī)是集堆料和取料一體的設(shè)備，放置于圓形鋼結(jié)構(gòu)堆棚中。圓形堆取料機(jī)是一臺對原料進(jìn)行均化處理、儲存及輸送等功能的一臺設(shè)備。由刮板輸送系統(tǒng)、中柱結(jié)構(gòu)、主梁結(jié)構(gòu)、行走結(jié)構(gòu)、料耙系統(tǒng)、堆料裝置和各部分的平臺欄桿以及傳動裝置組成。

圓形堆取料機(jī)由堆料機(jī)、取料機(jī)和中心立柱三部分組成，取料和堆料作業(yè)時具備兩個層次分明的堆料回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和取料回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使堆料機(jī)和取料機(jī)形成兩套互不干涉、相對獨立的運行系統(tǒng)，實現(xiàn)同時進(jìn)行堆料和取料作業(yè)。堆料機(jī)由懸臂皮帶堆料機(jī)和進(jìn)料帶式輸送機(jī)組成。取料機(jī)由刮板取料機(jī)、中心錐形料斗、出料帶式輸送機(jī)組成。進(jìn)料皮帶鋼結(jié)構(gòu)棧橋的終端跨在圓形堆取料機(jī)的中心立柱的頂部，懸臂堆料機(jī)通過堆料回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)繞著中心立柱作定心旋轉(zhuǎn)；物料從堆棚的頂部經(jīng)皮帶輸送至堆取料機(jī)頂部，物料經(jīng)由溜槽落入堆取料機(jī)頂部的懸臂膠帶機(jī)，通過懸臂膠帶機(jī)皮帶的輸送，物料由堆取料機(jī)的中心位置運送到懸臂膠帶機(jī)另一端，并落到地面形成料堆，上述為堆料過程；通過柱結(jié)構(gòu)的驅(qū)動，堆取料機(jī)以柱結(jié)構(gòu)為中心運動，帶動料耙將堆積后的松散物料通過耙齒耙到地面，通過刮板輸送系統(tǒng)的一系列運動，由刮板將遠(yuǎn)離中心的料刮送至堆取料機(jī)的中心，落入轉(zhuǎn)移溜槽，再由堆取料機(jī)下的皮帶機(jī)將料運走，上述為取料過程。

3產(chǎn)品技術(shù)特點

該設(shè)備為了滿足用戶對物料混勻效果好、均化比高的需求，設(shè)計了復(fù)雜的堆料和取料工藝，即連續(xù)合成式堆料和全斷面取料：

采用連續(xù)合成式堆料法，保證了物料混勻效果

堆料設(shè)計了多種堆料工藝，首先初始料堆制作，保證了基礎(chǔ)料堆的形成。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)料堆低于1/2堆高時，取料機(jī)停止作業(yè)，堆料機(jī)在殘余料堆上繼續(xù)作業(yè)，繼續(xù)布料，保證物料混勻效果；當(dāng)堆料機(jī)和取料機(jī)出現(xiàn)碰撞危險時，堆料臂自動離開取料機(jī)，堆料機(jī)將料堆恢復(fù)到正常的形狀后轉(zhuǎn)入正常堆料作業(yè)；當(dāng)取料機(jī)不需要或不能工作，而要求堆料機(jī)必須工作，此時堆、取料機(jī)的夾角達(dá)到極限時，堆料機(jī)將物料堆在堆頂為拋物線狀的堆料區(qū)域，當(dāng)堆尾達(dá)到自然安息角時，堆料機(jī)及整個來料系統(tǒng)停。通過以上智能堆料工藝，實現(xiàn)了物料混勻效果的優(yōu)良。

混勻堆取料機(jī)與過去傳統(tǒng)的堆取料機(jī)相比，優(yōu)點就在于堆料和取料的同時實現(xiàn)原料的預(yù)均化。

根據(jù)德國經(jīng)驗，均化比β= （n 為堆料層數(shù)），均化比β一般大于10。

4.混勻堆取料機(jī)常見問題以及對策分析

混勻堆取料機(jī)設(shè)計制造上依然存在著一定的不足，若料耙的設(shè)計不合理，可能會導(dǎo)致料耙在料堆斷面取料時剛性不足，導(dǎo)致刮料不均勻，從而影響了均化效果。

對此在設(shè)計過程早期就引入鋼結(jié)構(gòu)CAE分析，用來指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計和對零部件提供設(shè)計理論。對料耙鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用了有限元分析，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行強度、剛度和穩(wěn)定性計算。結(jié)論為料耙設(shè)計為雙層結(jié)構(gòu)，且由方型管焊接而成。在滿足強度要求的條件下，還要滿足剛度要求。通過有限元計算，使料耙結(jié)構(gòu)及對型材的選取，都更加合理。

另外對臂架，橋梁等大型結(jié)構(gòu)，在滿足強度和剛度的前提下，還要研究它們的受力失穩(wěn)和結(jié)構(gòu)重心的合理分布情況，也要應(yīng)用CAE技術(shù)，對橋梁的翼緣板和腹板應(yīng)用ANSYS進(jìn)行了局部非線性屈曲分析，定量的計算了板的屈曲載荷。在CAE研究的基礎(chǔ)上合理的布置了加強筋板，提高橋梁的設(shè)計水平。

還有由于國產(chǎn)電氣元件、液壓元件等不過關(guān)，因此也給混勻堆取料機(jī)的使用帶來了一些問題。電氣元件質(zhì)量差，出現(xiàn)電控系統(tǒng)失靈，影響設(shè)備使用的可靠性。液壓元件漏油，使靠液壓系統(tǒng)變幅的堆取料機(jī)的堆料臂達(dá)不到設(shè)計要求的變幅角度，同樣影響混勻效果。有的堆取料機(jī)端梁驅(qū)動裝置電機(jī)選用直流調(diào)速電機(jī)，但由于堆場工作條件惡劣，經(jīng)常損壞，維修極不方便。

由于以上原因，國內(nèi)的設(shè)計廠家在選用國內(nèi)配套件時一定選可靠的、成熟的、生產(chǎn)穩(wěn)定廠家的產(chǎn)品，對國內(nèi)不過關(guān)的配套件要選國外的，選用部分國外配套件例如液壓系統(tǒng)、電纜卷盤、重要電氣元件增加的造價是有限的。為了解決直流調(diào)速電機(jī)維修不方便的問題，現(xiàn)在有些設(shè)計廠家選用交流變頻調(diào)速電機(jī)。

5結(jié)束語

堆取料機(jī)在我國使用的時間不很長，但其優(yōu)越性逐漸被大家所認(rèn)識，正確操作和使用這些設(shè)備，關(guān)系到能否充分發(fā)揮設(shè)備的性能，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計效果。堆料方式與取料方式對整個預(yù)均化堆場的均化效果影響很大，學(xué)會合適的堆料方式和與這相適應(yīng)的取料方式才能達(dá)到滿意的均化效果。除此之外，還應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)入堆場物料的粒度，粒度不合格的產(chǎn)品不應(yīng)進(jìn)入預(yù)均化堆場。還有如果在堆取料機(jī)出現(xiàn)故障，或采用手動控制堆取料機(jī)時，不按操作規(guī)程進(jìn)行正常的堆取作業(yè)，如某廠在長形人字形堆場及橋式端面取料機(jī)系統(tǒng)中，堆料機(jī)沒有采用來回均勻布料，而是采用定點堆料，這時預(yù)均化堆場已談不上什么效果，只能算作一般儲庫。

因此要讓圓型混勻堆取料機(jī)技術(shù)特點發(fā)揮到最大最好，第一要在設(shè)計上進(jìn)行合理的設(shè)計選型，合理的結(jié)構(gòu)布局。第二要在實際生產(chǎn)操作上也應(yīng)完全按設(shè)計意圖進(jìn)行堆取料工藝進(jìn)行操作，這樣才能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)：

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2.《礦物原料預(yù)均化》高長明中國建筑工業(yè)出版社

3.《國際先進(jìn)水泥工藝裝備手冊》武漢工業(yè)大學(xué)出版社

4高長明著《礦物原料預(yù)均化》中國建筑式業(yè)出版社 1983年

5石必孝高譯《國際先進(jìn)水泥工藝裝備手冊》武漢工業(yè)大學(xué)出版社 1989年