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    圆形料场堆取料机的形式及其应用


  王英洁 朱绚文 李毅民   2011年4月24日


  圆形料场堆取料机是一种应用在料场外轮廓整体占地为圆形料场的堆取料设备,其特征是料场料堆为环状。圆形料场堆取料机在料场中央均设有一个中心柱,中心柱的作用是支撑堆料机和取料机使得堆料机和取料机能够围绕着中心柱旋转来调整堆料位置和取料位置,中心柱的上部为堆料机的受料点,同时也是堆料来料带式输送机栈桥的支撑点,中心柱的下部为取料机的卸料点。圆形料场堆取料机即适用于大型水泥厂的石灰石原料预均化,也适用于煤矿、电厂、港口、冶金等行业需要对散状物料进行存储或均化的原料场。
  圆形料场堆取料机主要由可围绕中心柱旋转的悬臂堆料机、中心柱、斗轮取料机或桥式斗轮取料机,或刮板取料机、电气与控制系统、电缆滑环等组成。中心柱安装在料场的中央。中心柱上部安装有的悬臂堆料机,悬臂堆料机可绕中心柱在360度范围内回转和俯仰,悬臂俯仰驱动采用液压油缸的驱动,通过回转和俯仰实现不同位置的堆料作业。取料机是一台绕中心柱回转的桥式刮板取料机或斗轮取料机,或者是桥式斗轮取料机。取料机取料后将物料输送至中心柱下部的出料溜斗,通过漏斗将物料卸至地下的带式输送机运出料场。
  圆形料场堆取料机设备能达到的料堆外圆直径一般为直径为60~120米。圆形料场堆取料机具有占地面积小,场地的利用率高,可连续同时进行堆、取料作业。
  圆形料场堆取料机堆料时,来自上部的堆料栈桥带式输送机输送的物料经过转载漏斗送入堆料机的悬臂上,最后经过悬臂带式输送机送入料场。取料时由取料装置将物料送到中心柱下部的漏斗,经过漏斗将物料通过地下带式输送机送出料场。
  圆形料场堆取料机的特点一是占地形状为圆形,适合于受到地理位置限制不易布置长形料场场地。第二个特点是可以设计成为封闭式料场以减少粉尘对环境的污染。圆形料场堆取料机的堆料和取料相对独立,可以同时进行连续堆、取料作业。除斗轮摇臂式取料型圆形料场堆取料机外,其它类型的设备都相对容易实现自动控制,是电厂、水泥行业及煤炭、石灰石等散状物料理想的堆取设备。
  圆形料场堆取料机按照取料机类型分可以分为斗轮式和刮板式,按照功能分可以分为普通型和混匀型。
  圆形料场堆取料机的堆料部分在不同形式的设备中基本类似,都是在中心柱出由堆料栈桥带式输送机卸料后由堆料臂堆料。堆料机的落料点有的是在固定的回转半径位置上,有的设备是通过伸缩臂来调整堆料点的半径。
  斗轮型式的圆形料场堆取料机主要有两种形式,一种是桥式取料的形式,另一种是摇臂式取料的形式。刮板式圆形料场堆取料机产品主要有悬臂(顶堆侧取)式、门架式和桥式三种形式。


1、桥式斗轮取料型圆形料场堆取料机原理:

  桥式斗轮取料型圆形料场堆取料机的堆料是将栈桥带式输送机的来料经过上部中间溜斗卸到堆料臂上的带式输送机上,再由堆料臂带式输送机将物料卸到料场里。堆料臂由液压油缸驱动俯仰。通过回转装置驱动堆料臂回转。该机型的取料采用安装在斗轮小车上的料耙将物料从料堆上的物料耙送到料堆底部,由斗轮上的料斗挖取物料。取料时借助于一端连接在中心柱,另一端支承在位于环形轨道上的台车上的桥架上的斗轮小车沿桥架横向移动,在斗轮小车上设有两个方向的料耙和斗轮装置。

圆形料场堆取料机 桥式取料 照片

  当斗轮小车移动时,料耙和斗轮同时移动并挖取物料。轨道上的台车移动一个步进距离,斗轮小车移动一个单程以实现取料。斗轮小车移动是是采用电动机、减速器、链轮驱动或者钢绳卷扬驱动的。在桥架上设有带式输送机,斗轮所取的物料卸到桥架带式输送机上并运送到中心柱下部的溜斗中,最后经过此溜斗进入地下带式输送机运送到需要的地方。桥式斗轮取料型圆形料场堆取料机由于采用全断面料耙取料方式具有比较好的均化效果。

圆形料场堆取料机 桥式取料 示意图

2、摇臂式斗轮取料型圆形料场堆取料机原理:

  摇臂式斗轮取料机型圆形料场堆取料机的堆料原理与桥式斗轮取料型圆形料场堆料原理基本相同,在右图中堆料机的区别在于这里的堆料臂为高度固定式的堆料臂,堆料臂上设有两条带式输送机。其中前部是一个伸缩式带式输送机用于调整落料点。伸缩机构由齿轮齿条驱动。取料部分和普通类型的取料机类似,由斗轮、悬臂、悬臂带式输送机、俯仰、回转和转载带式输送机组成,

圆形料场堆取料机 摇臂式斗轮取料 照片

  取料时斗轮挖掘物料并卸到悬臂带式输送机上,由悬臂带式输送机将物料经过转载溜斗卸到转载带式输送机上,转载带式输送机将物料送到中心柱下部的地下带式输送机上,由地下带式输送机运送到需要的地方。      俯仰装置和回转装置分别调整斗轮取料的回转位置和俯仰位置。在中心柱和环形轨道之间有一个连接梁,连接梁上装有转载带式输送机。连接梁的一端与中心柱通过大轴承相连接,可以围绕中心柱转动。连接梁的另一端的上部支承取料机,下部安装台车用于支承整个取料机。

圆形料场堆取料机 摇臂式斗轮取料 示意图

  摇臂式斗轮取料型圆形料场堆取料机的特点是料堆位于环形轨道的外部,相对料场外圆直径比较大。环形轨道的内侧不堆料。
3、桥式刮板取料机型圆形料场堆取料机原理:

  桥式刮板取料机型圆形料场堆取料机堆料时的原理与斗轮取料型圆形料场堆取料机的堆料原理相同。堆料臂也是由液压油缸驱动俯仰。

  桥式刮板取料机型圆形料场堆取料机取料是采用刮板取料。在中心柱与环形轨道之间设有一个桥架。在桥架上设有一个移动式料耙和刮板运输机。桥架的外侧通过台车支撑在环形轨道上。

桥式刮板取料机型圆形料场堆取料机

  取料时外部环形轨道上的台车由电机、减速机、车轮驱动沿环形轨道低速行驶,进而推动整个桥架围绕着中心柱转动。同时,料耙沿着桥架长度方向往复形式运动并将物料从料堆上耙下,落到刮板处,刮板在链条的驱动下沿地面向中心柱处移动,将物料刮卸到中心柱下部的溜斗处,由溜斗下部的地下带式输送机将物料运出料场。
  刮板取料机的组成是由刮板、链条、驱动链轮、张紧链轮等组成。两个链条形成两个整体连接成闭环链条,刮板安装在链条上,通常每隔一节连扳安装一个刮板。当链条移动时带动刮板移动刮动物料向中心柱下部的溜斗处移动。
  桥式刮板取料机型圆形料场堆取料机由于采用料耙耙料具有比较好的均化效果,特别适合于水泥厂的石灰石均化。所以,目前国内许多水泥厂采用这种机型作为生料库堆取设备。
4、悬臂(顶堆侧取)刮板式圆形料场堆取料机原理  

悬臂式(顶堆侧取)式圆形料场堆取料机主要由可回转的悬臂堆料机、中心柱、悬臂式刮板取料机等组成。中心柱也是安装在料场的中心。中心柱上部安装有悬臂堆料机,悬臂堆料机可绕中心柱在360度范围内回转并由俯仰油缸的驱动俯仰,通过回转机构和俯仰机构做全程运动完成堆料作业。取料机是一个悬臂式刮板取料机,通过钢绳卷扬系统可以调整悬臂式刮板取料的俯仰角度以适应正常的刮板刮料深度,使得刮板能够顺利地沿内圆锥面刮料。开动悬臂式刮板取料机的回转装置,可以使刮板取料机沿内锥面转动取料。当内圆锥面刮料到一定程度时可以再次调整刮板取料机的角度,使其下落适应于新的刮料层。悬臂刮板所取物料被送至中柱下面的出料漏斗,通过漏斗将物料卸至地下的带式输送机运出料场。悬臂刮板式圆形料场堆取料机结构简单。

悬臂刮板式取料机型圆形料场堆取料机

5、门架刮板取料式圆形料场堆取料机原理 

门架刮板取料式圆形料场堆取料机与悬臂刮板式圆形料场堆取料机基本相同,其区别在于取料部分的悬臂刮板的俯仰牵引的滑轮组是安装在门架上,这样做的目的是可以减少刮板取料部分的载荷对中心立柱的影响,也就是说中心立柱所承受的力比较小。刮板取料机在回转时是由门架外侧的台车驱动回转。门架外侧的台车是支撑在挡料墙的上部。门架的内侧安装在中心柱的底部支撑在大轴承上的平台上支座上。当此台车被电动机、减速机和车轮驱动时可以带动整个门架和取料耙绕中心柱转动。

门架刮板式取料机型圆形料场堆取料机

6、各种圆形料场堆取料机的特点:
  斗轮形式的圆形料场堆取料机大多数是应用在露天条件下,而刮板式圆形料场取料机主要应用在室内条件下;斗轮形式圆形料场堆取料机能够适合于物料粒度比较大、密度比较大的物料,刮板式圆形料场取料机不适合于物料粒度比较大的物料;斗轮形式的圆形料场堆取料机可以挖取一定的冻料层,刮板式圆形料场取料机不适合于挖取有冻料层的料场料堆;刮板式圆形料场取料机的均化效果要比斗轮式圆形料场取料机好;刮板式圆形料场取料机在取料时扬尘量要比斗轮式圆形料场取料机少;刮板式圆形料场取料机在取料时其刮板的磨损速度和磨损量较斗轮式圆形料场取料机料斗磨损要偏重;刮板式圆形料场取料机在取料时取料装置的功率消耗要比斗轮式圆形料场取料机取料时取料装置大20-30%;悬臂(顶堆侧取)刮板式圆形料场堆取料机与门架刮板取料式圆形料场堆取料机的料场可以实现全环堆料,料场装载物料量较大;除悬臂刮板式圆形料场堆取料机外其它圆形料场取料机均需要设大直径圆形轨道;刮板式圆形料场堆取料机与普通摇臂式堆取料机相对比其具有取料机构运行轨迹简单,机构容易实现自动控制。
7、悬臂式与门架式圆形料场刮板堆取料机区别
  悬臂式与门架式圆形料场刮板堆取料机有以下几点不同与区别:
1)悬臂式圆形料场刮板堆取料机不设有门架,门架式圆形料场刮板堆取料机设有门架;
2)悬臂式圆形料场刮板堆取料机的刮板取料机部分的回转装置是由设在中心柱下部的回转大齿轮和小齿轮驱动实现回转;门架式圆形料场刮板堆取料机的刮板取料机部分的回转是由门架外侧的台车上的电机、减速机、车轮驱动实现回转;
3) 悬臂式圆形料场刮板堆取料机上的取料机部分设有配重以抵消部分由于刮板取料部分的重量产生的倾覆力矩对中心柱的影响。门架式圆形料场刮板堆取料机取料机部分不设有配重;
4) 悬臂式圆形料场刮板堆取料机不设大直径圆形轨道,门架式圆形料场刮板堆取料机在挡料墙上设有大直径圆形轨道;
5)悬臂式圆形料场刮板堆取料机取料部分设在中心柱下部的轴承由于承载比较大而所选择的轴承比较大,门架式圆形料场刮板堆取料机取料部分设在中心柱下部的轴承由于承载比较小而所选轴承比较小;
6)悬臂式圆形料场刮板堆取料机中心柱载荷较大,门架式圆形料场刮板堆取料机中心柱载荷较小;
7)悬臂式圆形料场刮板堆取料机的刮板取料机部分回转传动由于采用大齿轮传动,磨损较重。而门架式圆形料场刮板堆取料机的刮板取料机部分的回转是采用台车车轮驱动磨损较轻;
8)悬臂式圆形料场刮板堆取料机由于没有挡料墙上的轨道,相对安装容易。门架式圆形料场刮板堆取料机由于在挡料墙上设有回转轨道,安装相对复杂,安装的关键是大直径的轨道圆与中心柱下部的支撑取料机用轴承的同轴度控制;
9)悬臂式圆形料场刮板堆取料机挡料墙没有大直径轨道,所以,挡料墙没有轮压载荷。门架式圆形料场刮板堆取料机挡料墙设有大直径轨道,有一定的轮压载荷。
10)如果从设备可靠性、可维护性考虑,将悬臂式与门架式圆形料场刮板堆取料机对比,部分用户认为门架式圆形料场刮板堆取料机比较好。
8、圆形料场堆取料机的应急出料
  当圆形料场堆取料机的取料部分出现故障时在设计上可以考虑设计应急出料口,即当取料机不能取料时使用推土机或者装载机将物料卸到设计时已经预留的位于料场中部地下带式输送机的一个漏斗处将物料直接卸到地下带式输送机上。大多数用户在料场设计中要考虑这个应急卸料口。
9、圆形料场堆取料机的应用
  国内圆形料场堆取料机早期主要应用在煤矿行业,采用的是斗轮取料形式的圆形料场堆取料机。其原因是因为一些煤矿的储料场的地理环境存在着局限,不能布置长条型原料场。现在,虽然斗轮取料形式的圆形料场堆取料机还有使用,但使用此类型设备的用户比较少。
  刮板式圆形料场堆取料机是近十年来被采用最多的圆形料场堆取料机的形式。
其中桥式刮板取料机型圆形料场堆取料机主要应用在水泥行业用来堆取和均化石灰石原料。悬臂式圆形料场刮板堆取料机和门架式圆形料场刮板堆取料机主要应用在电厂作为煤炭的堆取设备。圆形料场刮板取料机之所以有如此大的发展原因是从环境保护的角度出发,通过料场封闭减少了物料粉尘对周边环境的污染。由于国内环保要求的不断提高,许多水泥厂、电厂需要采用封闭式料场。因此,封闭式圆形料场逐渐得到推广。
  近年来,国外的部分港口也开始使用刮板式圆形料场堆取料机作为港口料场的堆取料设备。
随着电厂发电能力的提高,电厂对煤炭单位时间的需求量加大,刮板型圆形料场堆取料机的取料能力也在不断加大。目前国内自行设计制造的最大取料能力已达到2000吨/时,国外设计的此类设备取料能力已达4000吨/时。虽然使用刮板式圆形料场堆取料机从料场以及设备整体上投入成本比较大,主要是封闭大棚的造价较高,刮板取料机的驱动功率比较大,但使用刮板式圆形料场堆取料机仍然是料场逐渐走向环境保护的大趋势。从这个意义上讲,刮板式圆形料场堆取料机的使用具有较好的前景。
杂志2010年12期

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