韓建斌

摘 要：本文介紹了大型平底筒倉清倉裝置的現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了埋刮板清倉裝置的組成及功能，說明其為目前較理想的清倉設(shè)備。

關(guān)鍵詞：平底筒倉；埋刮板清倉裝置；驅(qū)動裝置；機(jī)架；刮板；鏈輪與鏈條

中圖分類號：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1.背景

隨著城市用地日益緊張，土地使用的機(jī)會成本越來越高，新的形勢迫切要求積極探索研究物料堆放、貯存的新方法、新工藝。采用大型筒倉作為煤炭等散貨堆放貯存的工藝方案，是解決煤炭在露天儲存時對環(huán)境造成嚴(yán)重污染的有效手段，不僅可以將煤炭封閉地倉儲起來，避免了粉塵飛揚(yáng)造成煤炭質(zhì)量的損失和環(huán)境污染，而且與大多數(shù)倉儲系統(tǒng)相比容量最高，單倉儲量可達(dá)100000m3以上，并可節(jié)約占地40%以上，是最經(jīng)濟(jì)高效的儲存方式。

筒倉倉底基本上有兩種形式：錐底和平底。錐底筒倉物料完全依靠自重流出筒倉，無需動力，但這種倉型有倉容損失，有效容積使用率低，特別是大直徑的筒倉。平底筒倉中大部分物料都可以依靠重力自然流動出倉，但有一部分物料由于自然堆積角不能自流出倉，形成死角。對一般筒倉來說，這部分殘留物料相對量并不是很大，占總倉容量的10%左右，但絕對數(shù)量卻很大，從幾十噸到幾百噸不等；對大直徑圓倉來說，絕對數(shù)量甚至達(dá)到上千噸。解決好這部分物料的出倉問題，充分利用筒倉的有效容積，就成為清倉裝置研究的關(guān)鍵。

2.現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外清倉裝置基本上有以下兩種：螺旋清倉機(jī)和鼓氣式出倉裝置。但這兩種清倉方式投資都比較大，能耗較高，輸送能力有限，對于鼓氣式清倉機(jī)一般不適合于筒倉直徑大于30m的情況，因?yàn)檫@會對鼓氣膜有更高層次的要求，而且放置于筒倉內(nèi)的鼓氣膜也會占據(jù)筒倉壁一定的空間，每次清倉過后還要人工把鼓氣膜放置到原來的位置，費(fèi)時費(fèi)力。而螺旋式清倉機(jī)存在的主要問題是工程造價和運(yùn)營成本較高，且充滿度低，輸送能力小，適應(yīng)性較差等，在大型化、全封閉、安全、效率、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性等方面仍然存在著各種問題和不足。為了克服上述清倉裝置的缺點(diǎn)，更好的解決現(xiàn)有清倉難的問題，埋刮板式清倉裝置是較為理想的清倉設(shè)備。

3.組成及功能

埋刮板清倉裝置采用設(shè)備長度與筒倉半徑相當(dāng)、以一側(cè)全程開口進(jìn)料方式進(jìn)行作業(yè)，其開口朝向待清理物料，即清倉裝置前進(jìn)方向。設(shè)備運(yùn)行時，物料受刮板鏈條在運(yùn)動方向的壓力及物料自身質(zhì)量的作用，在物料間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。這種摩擦力足以克服物料在機(jī)槽中移動產(chǎn)生的外摩擦阻力，使物料形成連續(xù)整體的料流而被輸送。清倉作業(yè)時，設(shè)備機(jī)在行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下，繞筒倉中心轉(zhuǎn)動的同時通過自身的運(yùn)行將物料向筒倉中央輸送，再由中央卸料口將物料卸出筒倉，達(dá)到清倉的目的。

埋刮板清倉裝置共分為機(jī)頭驅(qū)動裝置、機(jī)架、機(jī)架支撐、刮板、鏈條、鏈輪、行走驅(qū)動裝置七大部分：

3.1 機(jī)頭驅(qū)動裝置

機(jī)頭驅(qū)動裝置安裝于筒倉的中心，是埋刮板清倉裝置驅(qū)動鏈輪帶動刮板向筒倉中心輸送煤炭的動力所在，它的組成主要有驅(qū)動電機(jī)、減速器、驅(qū)動電機(jī)與減速器之間相連接的皮帶、安裝于驅(qū)動電機(jī)上的小帶輪、安裝于減速器上的大帶輪以及安裝于減速器輸出軸與鏈輪旋轉(zhuǎn)軸上的大小錐齒輪組成。機(jī)頭驅(qū)動裝置中電機(jī)與減速器的選擇對刮板是否能夠提供足夠的動力，用于平穩(wěn)的帶動物料向筒倉中心移動起著至關(guān)重要的作用。減速器與電機(jī)之間采用皮帶連接是為了防止刮板在運(yùn)動過程中因出現(xiàn)過載，起到打滑緩沖的作用，對電機(jī)甚至整個裝置起到保護(hù)作用。

3.2 機(jī)架

機(jī)架的設(shè)計首先應(yīng)滿足4點(diǎn)要求：（1）清倉裝置易于在圓周方向繞筒倉中心運(yùn)動時切入待清料堆；（2）整個清倉機(jī)架在處于待工作的過程中能夠承受來自清倉裝置上面物料的壓力，以及在工作過程中能夠承受來自物料強(qiáng)大阻力；（3）在物料向筒倉中心輸送的過程中，清倉裝置的機(jī)架槽內(nèi)應(yīng)能夠盡可能多的吃入物料，以利于物料向中心輸送；（4）機(jī)架整體的重量應(yīng)盡可能的小，因?yàn)樽陨磉^重會要求驅(qū)動行走部分的電機(jī)擁有較大的功率，不利于節(jié)能環(huán)保。因此為滿足清倉裝置在繞筒倉中心圓周方向轉(zhuǎn)動時，清倉機(jī)易于切入無法順利依靠自身重量出倉的物料，整個清倉裝置機(jī)架的底端應(yīng)具有一定角度的傾斜，在機(jī)架底端面向待清物料的方向上應(yīng)有約為機(jī)架底板厚度1/3數(shù)值的倒角，以減小在機(jī)架切入物料的過程中所承受的阻力。

3.3 機(jī)架支撐

機(jī)架支撐對于機(jī)架承擔(dān)來自頂部物料的壓力，又使機(jī)架順利行走起著至關(guān)重要的作用，它是保證機(jī)架在物料重力的壓力下不向底面彎曲的關(guān)鍵所在。機(jī)架支撐應(yīng)滿足下面3點(diǎn)要求：（1）支撐輪應(yīng)可以在筒倉底面上3600無死角轉(zhuǎn)動，因?yàn)榍鍌}裝置在筒倉內(nèi)的行走路線是弧線，而有時機(jī)架在繞筒倉中心轉(zhuǎn)動時，不可避免地會出現(xiàn)機(jī)架下面有一定數(shù)量的物料無法進(jìn)入機(jī)架槽內(nèi)，在此情況下勢必會阻礙機(jī)架下支撐輪的行走，采用3600無死角轉(zhuǎn)動可以使支撐輪繞過阻礙順利前行；（2）機(jī)架支撐輪所使用的材料要具有不會因輕微的摩擦而產(chǎn)生火花，因?yàn)檎麄€裝置不可避免地會在工作過程中與煤炭產(chǎn)生一定的摩擦，煤炭極易燃，防止火花的產(chǎn)生是設(shè)計應(yīng)考慮的重中之重；（3）機(jī)架支撐輪在機(jī)架上的安裝應(yīng)均勻固定在機(jī)架底端，以較為均勻地承受來自外部的壓力，安裝高度應(yīng)與清倉裝置機(jī)頭驅(qū)動的支撐部分處于同一水平面上，這樣才可以讓支撐輪來分擔(dān)機(jī)頭的重量，從而減少機(jī)頭支撐的承載力，提高機(jī)頭支撐的工作壽命，保證工作可靠性。

3.4 刮板

刮板是整個清倉裝置輸送物料的關(guān)鍵所在，它是把筒倉內(nèi)剩余物料輸送出倉的直接推動者，因此它布置的是否合理，安裝的是否穩(wěn)定直接決定著整個清倉裝置能否具有足夠的有效輸送能力。對于刮板來說，結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)滿足與鏈板之間的固定穩(wěn)定，并且在工作過程中不能因承受來自物料方向過大的阻力而出現(xiàn)斷裂或脫落于鏈板的現(xiàn)象。刮板的形狀正如同清倉裝置機(jī)架面向物料底端一樣，直接切入物料的刮板也應(yīng)有一定弧度，前端應(yīng)適當(dāng)薄以利于在切入料堆時受到物料的阻力較小，使機(jī)架槽內(nèi)快速充滿物料，然后通過電機(jī)的驅(qū)動把動力傳輸?shù)芥溳喌尿?qū)動軸上，從而帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，利用鏈板上安裝的刮板把已經(jīng)進(jìn)入到刮板前端槽內(nèi)的物料帶到筒倉外部。

3.5 鏈輪與鏈條

鏈輪與鏈條是一組互為配合的關(guān)系，在清倉裝置中擔(dān)任著把機(jī)頭電機(jī)中的輸出動力傳遞給刮板，然后利用刮板把筒倉內(nèi)剩余物料清理出倉的任務(wù)。因此鏈輪與鏈條的配合對于刮板來說尤為重要，鏈輪的選取要以鏈條而定，只有把鏈板上刮板的厚度確定好之后才可以得到有效的節(jié)距，節(jié)距又是鏈條與鏈輪配合的重要依據(jù)，因此只有把鏈板上的參數(shù)確定好之后才可以確定鏈輪及其齒數(shù)。

3.6 行走驅(qū)動裝置

行走驅(qū)動裝置是驅(qū)動清倉裝置繞筒倉中心轉(zhuǎn)動的動力提供者，其合理的設(shè)計計算是保證整個裝置能在圓周方向運(yùn)動的前提。行走驅(qū)動裝置與機(jī)頭驅(qū)動裝置在清倉裝置中具有類似的作用，都是清倉裝置的動力提供者，一個是驅(qū)動清倉裝置圓周方向行走，一個是驅(qū)動清倉裝置的輸送刮板轉(zhuǎn)動。行走驅(qū)動裝置主要包括驅(qū)動電機(jī)、減速器、驅(qū)動輪、驅(qū)動小車殼體，合理設(shè)計選型是行走驅(qū)動裝置的關(guān)鍵所在。與機(jī)頭驅(qū)動裝置一樣，行走驅(qū)動裝置同樣要滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）行走驅(qū)動裝置在驅(qū)動行駛的過程中速度要平穩(wěn)，要具有足夠的驅(qū)動力，避免在驅(qū)動的過程中出現(xiàn)打滑而停止不前的現(xiàn)象，從而影響到整個清倉工作的效率；（2）殼體的設(shè)計應(yīng)盡量避開來自頂部物料對小車的壓力，不能因?yàn)轫敳窟^重的壓力而對小車裝置造成損壞；（3）驅(qū)動輪材料的選擇要與機(jī)架支撐輪材料相同，要有一定的摩擦因數(shù)，防止出現(xiàn)打滑；要有吸振的能力，因?yàn)轵?qū)動小車在行駛的過程中，會因筒倉底部有一定數(shù)量沒有清理干凈的物料，使得小車在行走時會產(chǎn)生一定的上下浮動，因此驅(qū)動輪材料的選擇對于小車的平穩(wěn)工作具有重要作用。

結(jié)語

在當(dāng)前國家高度重視環(huán)保問題的形勢下，散裝物料采用大型平底筒倉儲存具有儲存量大、密閉環(huán)保、避免物料質(zhì)量損失等優(yōu)點(diǎn)，是未來的發(fā)展方向，埋刮板清倉裝置利用其在工作過程中平穩(wěn)、安全、可靠、高效，安裝簡單，操作簡便，適應(yīng)性強(qiáng)，自動化程度高的特點(diǎn)，必將成為今后大型平底筒倉清倉設(shè)備的主流發(fā)展方向。

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