圆形堆取料机提高取料能力的结构性改造

圆形堆取料机提高取料能力的结构性改造吕淑萍【摘要】为适应企业生产要求，对影响圆形堆取料机取料量的主要因素进行分析，并对其进行结构改造与设计:增大堆料机悬臂上扬角度以增加堆料量;采用新型双层桁架结构的料耙,尤其是对料耙、塔架、油缸位置的正确调整，使料耙横扫料堆面积增大，提高料耙下料效率;通过增加刮板取料运行速度、增大刮板截面积、提高主车行走速度等方法提高取料量.实践证明，经改造后的圆形堆取料机大大提高了取料能力,提高了企业生产效率.【期刊名称】《辽宁师专学报(自然科学版)》【年(卷)，期】2019(021)001【总页数】5页(P66-70)【关键词】双层桁架;料耙;刮板;轨道;物料【作者】吕淑萍【作者单位】大连职业技术学院机械工程学院，辽宁大连116035【正文语种】中文【中图分类】TH246圆形堆取料机是散料储藏、堆取、输送等多领域不可缺少的主要设备，因此它被广泛应用在电力、冶金、矿山、建材、化工等多种领域.目前市场上使用的圆形堆取料机大部分都是10-15年前设备，由于受当时各种因素的限制和影响，设备结构、自动化控制、生产能力等都不能满足目前生产和发展的需要，对圆形堆取料机的改造势在必行[1].圆形堆取料机的改造是多方面的，如：提高堆料能力、提高取料能力、不合理的结构性改造、生产智能化改造等，根据目前市场情况及企业的需求，本文主要研究如何提高取料能力.1影响取料量的主要因素影响取料量的主要因素可归纳为以下几方面[2]:（1）料场布料时的料堆高度及宽度；（2）料耙耙下的物料量多少；（3）料耙往复行走速度快慢；（4）刮板截料的有效面积，即刮板尺寸的大小；（5）刮板运行速度；（6）主车行走速度；（7）料耙耙下物料进入刮板的角度；（8）料耙的结构形式.从以上因素分析，提高生产能力可从以下5个部分入手：（1）通过增大堆料机悬臂上扬角度，增加料堆高度及料堆宽度，增大有效储料量，增加刮板取料有效行程，从而增加取料量；（2）通过料耙结构改造，增大料耙有效行程及横扫料堆截面积，增加料耙的耙料量，从而增大取料量；（3）增加刮板取料运行速度；增加取料量；（4）增大刮板截面积，提高取料量；（5）提高主车行走速度，增加取料量.2具体的改造措施及方案2.1增大堆料机悬臂上扬角度根据堆取料机设计的相关标准，堆料机悬臂上扬角度最大为+14。，如果小于+14°,堆料点低，料场的堆料容积达不到有效地利用；大于+14°,堆料点过高，料堆边缘超出设备的行走轨道.由于大部分企业不了解这一点，因此，设备在安装调试时基本上都达不到上扬角度+14。，一般都是在+12°左右.图1是堆料机堆出的料堆形状三维图，图2是取料机取料的截面积三维图及平面图，从图中可以看到，如果堆料机悬臂上扬角度+14°,料堆截面积增加，料耙的耙料量相应增加，刮板的取料量必然增加.现以中90圆形堆取料机堆石灰石为例，设石灰石自然堆放角38°，如果堆料机悬臂上扬角度达到最大值+14。时，堆料高度16m,宽度41m；而堆料机悬臂上扬角度+12°时，堆料高度13.5m,宽度34m.料堆截面积相差90m2.因此调整堆料机悬臂上扬角度达到理论最大值+14°是提高生产能力的最好捷径.2.2合理设计料耙结构影响料耙式刮板取料机效率的关键因素是料耙位置和结构，当料耙的位置不正确、结构不合理时，对松料效率会产生很大的影响.料耙位置有两个，一个是料耙结构形式与料堆平面的相对位置；另一个是料耙与刮板的相对位置.结构形式合理使工作时不产生盲区，料耙与刮板的相对位置合理，可以使物料顺利进入刮板.合理的料耙结构应是齿梁间距不产生盲区；合理的料耙副耙齿能将料堆最底部物料松动，并送进刮板工作区域.改造前广泛使用的料耙结构，由于相对料堆平面位置不正确，则料堆会产生盲区，即料耙运行到左右极限位置时，料耙没有到达应该到达的位置，而且结构笨重刚度不足，不能够把有效的物料耙下，刮板就不能有效地充填物料.如图3、图4所示，这是改造前料耙在工作时的两个极限位置，左侧极限位置料耙已经超出了料堆，在没有物料的情况下，料耙仍在工作.而在到达右侧极限位置时，料耙没有走到料堆的边缘，料堆局部物料得不到扰动从而产生盲区，物料不能及时耙下，这样物料进入刮板的数量减少，从而影响取料机的产量，同时这种现象严重时会产生塌料现象，将物料拥堵在刮板区域，造成刮板损坏，链条断裂，甚至减速机损坏，也影响地面皮带输送机的工作稳定性.下面设计的一种新型料耙结构为双层桁架结构，其结构形式见图5所示.采用新型双层桁架料耙结构，通过与原料耙结构及现场使用情况比较，不仅其整体重量减轻，而且抗弯性能好，还能很好地发挥副耙齿功能，由于料耙横扫料堆面积增大，大大提高料耙下料效率，如图6、图7所示（见68页）是新型料耙在工作时的两个极限位置，左侧极限位置料耙已经到了料堆边缘，右侧极限位置料耙也已经到了料堆边缘，整个料堆截面积基本上都在料耙工作范围内，没有盲区，料耙耙下的物料增多，从而可提高取料能力.接下来分析原料耙与刮板的相对位置不正确时会出现的问题.相对位置也就是相对刮板水平和垂直两个方向，如图8、图9所示的是物料堆放角分别是38。、45。时的情况.如果料耙相对料场地面垂直距离较高，那么料堆下部的物料无法被料耙松动，特别当物料含水量较高时，料堆底部物料由于受到的压力较大并处于压实状态，那么，刮板在取料时就增大刮板侧向负荷，刮板链条、轨道磨损严重，同时也大大增加了主机行走的阻力，直接影响到取料能力.为了解决这一问题，必须对整个系统进行综合考虑，在设计过程中进行模拟位置确定，重新对塔架位置、驱动料耙的油缸位置、料耙位置进行定位，使三者处于最佳的工作位置，这样料耙工作就没有盲区，物料被充分耙下，靠近料耙底部的刮板把耙下的物料顺利送走.如图10、图11、图12所示.塔架位置决定料耙在往复运行到极限位置时，是否都能达到料堆的边缘，使料耙能够充分耙下物料；油缸位置决定了料耙与地面的距离；料耙位置决定与刮板的水平距离.为了使料耙平稳有效地工作，料耙行走轨道必须提供有效的安全保障，一是运行时不发生脱轨现象；二是轨道有足够的强度和刚度.图13是改造前的通用轨道，轨道采用的是圆钢加工而成，行走轮直径400mm;图14（见68页）是改造后轨道，轨道采用的是QU100或QU120标准起重轨道加工而成，行走轮直径700mm。轨道的强度、刚度都大大提高，从而保证料耙运行平稳.2.3加大刮板取料运行速度适当提高刮板的运行速度是非常必要的，刮板速度越快带走的物料越多.目前原始设计刮板的运行速度为0.5-0.56m/s，提高生产能力后，刮板运行速度大小应该根据生产能力来最终确定，但刮板的运行速度不应超过0.65m/s,原因是刮板运行速度超过0.65m/s时，设备运行振动和噪声过大，对设备造成的损坏较大，另外，料耙没有耙下过多的物料，过快的刮板运行速度对提高生产能力作用不大.通过增加刮板运行速度来提高生产能力，刮板驱动装置要进行更换，刮板取料系统驱动功率：式中：vL——链条实际速度，m/s;pn——链条内摩擦及链轮摩擦系数；Gk一一每米耙链重力，N/m;Lk—料耙中心距，m;pk——耙链运行时与物料的摩擦系数；n—一驱动系统总效率；口1——切割阻力.2.4合理设计刮板尺寸刮板尺寸的大小决定刮板的面积，同时也就决定取料量的大小.根据生产能力的需要，计算刮板尺寸大小.式中：Qt——生产能力，t/h;k物料填充系数，取0.4-0.45;B——刮板宽度，m;h 刮板高度，m;vL 刮板工作速度，m/s;p0 物料堆积密度，t/m3.Bh是计算出来的是刮板面积，然后根据实际情况和经验进行长度和宽度的整数调整.2.5提高主车行走速度取料量的大小是根据单位时间内取走料堆多少体积物料决定的，刮板运行速度再快，料耙结构再好，主车单位时间内行走的路程少，提高取料能力也是一句空话，所以，料堆的截面积乘上主车行走的距离才是取走物料的体积，因此必须提高主车的行走速度.目前广泛使用的圆形堆取料机主车行走速度为0.0045-0.045m/min,主车行走速度的大小根据生产能力确定.图15是单位时间内取走物料的体积.3结语目前在市场上广泛使用的圆形堆取料机都是十多年前设计的产品，经过十几年的应用，该设备存在着诸多原始设计上的问题.通过对原有设