圆型混匀堆取料机概述

孙新平 王晓晨 李君

【摘 要】圆型混匀堆取料机技术特点是环保，均化效果好、料场利用率高、生产率高、电气控制系统实现智能控制。

【关键词】圆型混匀堆取料机环保料场利用率高有限元分析

1 概述

随着环保要求的提高，近几年来部分料场开始采用圆形封闭料场储料，圆形料场中的堆取料采用圆形堆取料机。圆形堆取料机是港口、电力、建材、冶金、矿山、煤炭等行业最为关键的大型设备之一，它可以同时或分别完成堆料和混匀取料作业，对物料的预均化、稳定窑况、保证熟料质量起着至关重要的作用。圆形混匀堆取料机是一种理想的原料预处理设备。适用于需要对散状物料进行贮存、转运、均化的堆场。所谓原料预均化就是将一种品质波动的散状原料或若干品质波动的散状原料按一定程序或比例进行堆取混合均化的工艺过程。原料的预均化不仅可以提高产品质量，而且可以充分利用原料资源，尤其是对低品位原料的利用，具有较高的技术、经济价值。

圆形混匀堆取料机优点就在于堆料和取料的同时实现原料的预均化。

2主要结构及工作原理

圆形堆取料机是集堆料和取料一体的设备，放置于圆形钢结构堆棚中。圆形堆取料机是一台对原料进行均化处理、储存及输送等功能的一台设备。由刮板输送系统、中柱结构、主梁结构、行走结构、料耙系统、堆料装置和各部分的平台栏杆以及传动装置组成。

圆形堆取料机由堆料机、取料机和中心立柱三部分组成，取料和堆料作业时具备两个层次分明的堆料回转机构和取料回转机构，使堆料机和取料机形成两套互不干涉、相对独立的运行系统，实现同时进行堆料和取料作业。堆料机由悬臂皮带堆料机和进料带式输送机组成。取料机由刮板取料机、中心锥形料斗、出料带式输送机组成。进料皮带钢结构栈桥的终端跨在圆形堆取料机的中心立柱的顶部，悬臂堆料机通过堆料回转机构绕着中心立柱作定心旋转；物料从堆棚的顶部经皮带输送至堆取料机顶部，物料经由溜槽落入堆取料机顶部的悬臂胶带机，通过悬臂胶带机皮带的输送，物料由堆取料机的中心位置运送到悬臂胶带机另一端，并落到地面形成料堆，上述为堆料过程；通过柱结构的驱动，堆取料机以柱结构为中心运动，带动料耙将堆积后的松散物料通过耙齿耙到地面，通过刮板输送系统的一系列运动，由刮板将远离中心的料刮送至堆取料机的中心，落入转移溜槽，再由堆取料机下的皮带机将料运走，上述为取料过程。

3产品技术特点

该设备为了满足用户对物料混匀效果好、均化比高的需求，设计了复杂的堆料和取料工艺，即连续合成式堆料和全断面取料：

采用连续合成式堆料法，保证了物料混匀效果

堆料设计了多种堆料工艺，首先初始料堆制作，保证了基础料堆的形成。当标准料堆低于1/2堆高时，取料机停止作业，堆料机在残余料堆上继续作业，继续布料，保证物料混匀效果；当堆料机和取料机出现碰撞危险时，堆料臂自动离开取料机，堆料机将料堆恢复到正常的形状后转入正常堆料作业；当取料机不需要或不能工作，而要求堆料机必须工作，此时堆、取料机的夹角达到极限时，堆料机将物料堆在堆顶为抛物线状的堆料区域，当堆尾达到自然安息角时，堆料机及整个来料系统停。通过以上智能堆料工艺，实现了物料混匀效果的优良。

混匀堆取料机与过去传统的堆取料机相比，优点就在于堆料和取料的同时实现原料的预均化。

根据德国经验，均化比β= （n 为堆料层数），均化比β一般大于10。

4.混匀堆取料机常见问题以及对策分析

混匀堆取料机设计制造上依然存在着一定的不足，若料耙的设计不合理，可能会导致料耙在料堆断面取料时刚性不足，导致刮料不均匀，从而影响了均化效果。

对此在设计過程早期就引入钢结构CAE分析，用来指导结构的方案设计和对零部件提供设计理论。对料耙钢结构应用了有限元分析，对结构进行强度、刚度和稳定性计算。结论为料耙设计为双层结构，且由方型管焊接而成。在满足强度要求的条件下，还要满足刚度要求。通过有限元计算，使料耙结构及对型材的选取，都更加合理。

另外对臂架，桥梁等大型结构，在满足强度和刚度的前提下，还要研究它们的受力失稳和结构重心的合理分布情况，也要应用CAE技术，对桥梁的翼缘板和腹板应用ANSYS进行了局部非线性屈曲分析，定量的计算了板的屈曲载荷。在CAE研究的基础上合理的布置了加强筋板，提高桥梁的设计水平。

还有由于国产电气元件、液压元件等不过关，因此也给混匀堆取料机的使用带来了一些问题。电气元件质量差，出现电控系统失灵，影响设备使用的可靠性。液压元件漏油，使靠液压系统变幅的堆取料机的堆料臂达不到设计要求的变幅角度，同样影响混匀效果。有的堆取料机端梁驱动装置电机选用直流调速电机，但由于堆场工作条件恶劣，经常损坏，维修极不方便。

由于以上原因，国内的设计厂家在选用国内配套件时一定选可靠的、成熟的、生产稳定厂家的产品，对国内不过关的配套件要选国外的，选用部分国外配套件例如液压系统、电缆卷盘、重要电气元件增加的造价是有限的。为了解决直流调速电机维修不方便的问题，现在有些设计厂家选用交流变频调速电机。

5结束语

堆取料机在我国使用的时间不很长，但其优越性逐渐被大家所认识，正确操作和使用这些设备，关系到能否充分发挥设备的性能，达到预期的设计效果。堆料方式与取料方式对整个预均化堆场的均化效果影响很大，学会合适的堆料方式和与这相适应的取料方式才能达到满意的均化效果。除此之外，还应严格控制进入堆场物料的粒度，粒度不合格的产品不应进入预均化堆场。还有如果在堆取料机出现故障，或采用手动控制堆取料机时，不按操作规程进行正常的堆取作业，如某厂在长形人字形堆场及桥式端面取料机系统中，堆料机没有采用来回均匀布料，而是采用定点堆料，这时预均化堆场已谈不上什么效果，只能算作一般储库。

因此要让圆型混匀堆取料机技术特点发挥到最大最好，第一要在设计上进行合理的设计选型，合理的结构布局。第二要在实际生产操作上也应完全按设计意图进行堆取料工艺进行操作，这样才能达到预期的设计要求。

参考文献：

1.《机械设计手册》机械工业出版社

2.《矿物原料预均化》高长明中国建筑工业出版社

3.《国际先进水泥工艺装备手册》武汉工业大学出版社

4高长明著《矿物原料预均化》中国建筑式业出版社 1983年

5石必孝高译《国际先进水泥工艺装备手册》武汉工业大学出版社 1989年