活化给料机的使用现状与缺陷阐述

黎煦亮 吴远秋 吴仲添

摘 要：活化给料机具有强大的物料输送能力，不仅性能优于普通给料机，同时成本相对较低，同时使用范围更广。全面分析活化给料机的使用现状与现有缺陷，总结了这一设备存在的激振电机受损、缺少备用气源、黏煤、瞬时给料量增大、内部空间小等问题，以此来加深对这一物料输送设备的了解，同时强调设备安装、使用、选型以及保养的重要事项，确保活化给料机的优势得以有效发挥。

关键词：活化给料机；使用现状；缺陷

中图分类号：TH237 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2022）09-0052-03

0 引言

活化给料机能够在多种不同的露天场地中发挥对外输送物料的作用。散装物料进入运转点的漏斗装置后的下落过程中存在一定的不确定因素，会给物料运转工作带来负面影响，因此需要采用合适的给料机来确保散装物料保持有序均匀的流动状态。活化给料机能为物料提供更大的安息角，具有良好的物料输出能力，因此大多被运用到吞吐量相对偏大的集运站中。

1 活化给料机使用现状

1.1 应用原理

活化给料机在运行期间能够形成水平剪力，通过振动翼与活化锥向料堆传递，从而达到活化物料的作用，物料即可顺沿自然动态堆积角向斗体中流动，通过斗体之后，即可完成向輸送带排料的任务[1]。活化给料机同样能够作用于料堆顶部，展现出良好的振动活化作用。活化给料机在运行时，主要依靠驱动电机来促使偏心力激振器保持旋转状态，生成振动力，进而使自身完成振动动作，既可通过独立的自动化控制系统来控制活化给料机，也可采用远程集中控制的方法。

1.2 基本结构

活化给料机的主体设备由可变力轮与激振电机、调整杆、观察清理口、下料曲线槽、活化块、隔振弹簧、激振弹簧、电机框架以及主体框架构成[2]。密封部件主要由出口软连接与入口软连接组成；接口部分为出口落煤管与入口落煤管，入口落煤管与料斗连接，出口落煤管和皮带机导料槽进行连接；可变力轮调速设备配备了专门的压缩空气式调速系统。

1.3 适用范围

固体物料开展卸料工作时，经常会有落料不均匀、落料不顺畅、起拱、堵塞等问题，当问题严重程度较轻时，原料系统的输送能力将降低。若这些问题发展到极为严重的程度，固体自然产生自燃的现象之后，有一定概率引发爆炸事故。很多地区选用双曲线形、圆柱形或者下方呈现圆锥形、方锥形的储仓结构，物料主要依靠自身重量实现自然下落，下落后需要进入锥形容器之中，保持流动状态，靠近下方时，截面积随之缩小，物料本身受到严重挤压，同时摩擦力增大，产生堵塞的问题。长时间存放物料后，物料本身的温度、粗细度以及水分含量会产生变化，物料和容器壁之间的摩擦系数随之增大，同样也会引发内部堵塞的情况。

基于上述问题，活化给料机得以广泛应用，被运用到建材、码头、煤化工、粮食、冶金、矿山、港口与煤矿等多种行业中，实现优化物料运输系统的目标。活化给料机属于定量给料系统中的专用设备，其结构相对简单，对于物料能够发挥出破拱与蓬松的作用，能够满足湿粘煤等多种物料的传送需求。将活化给料机直接安装到地方煤斗、圆形料场、筒仓、煤场、自动卸料卡车与翻车机等下方区域，能够替代环式卸煤机、叶轮给料机以及皮带给料机等设备。

2 活化给料机的优势性能

2.1 开口空间大且设计形式独特

活化给料机的实际给料量在200 万t/a 左右。活化给料机的设计形式具有独特性，充分集合了给料与活化物料的多重功能，活化给料机采用大开口的设计形式，延长了物料结拱半径，活化物料过程中不容易出现堵煤的情况。活化给料机在运行时，通过自身的振动影响活化锥，并将振动力顺畅地传递到物料顶部区域。振动力形成扰动能量，从而降低物料原本的摩擦系数，实现对料仓中物料结拱对应的剪切强度的有效控制，只需凭借物料的重量就可以应对结拱剪切强度，活化物料并使其呈现流态化状态。物料借助群流的方式从曲线溜槽中顺利流出，这种设计方式可保障褐煤以及其他黏性较大的煤也可正常出煤，解决了普通给料机存在落料不均匀、粘仓与堵仓的情况。

2.2 有利于节省土建费用

活化给料机的安装高度偏低，因此有利于降低基坑土建费用。活化给料机需要的安装空间相对偏小，也有利于缩减建设成本。活化给料机处于皮带输送机与料斗出口处，机构设计形式合理，落料口尺寸得到扩大，设备整体安装难度有效降低，有利于缩短建设周期，尽早投入使用。

2.3 下料灵活，安全性较强

使用活化给料机时，可以通过调整皮带秤的流量，实现对下料量的控制。借助输送带反馈的信息来实现对闸门开合度的控制，控制过程更加合理，整体安全系数相对比较高。使用无极连续化的方法调整活化给料机的实际出料量，运用变频器就能够改变电动机的具体转速，完成对设备激振力的调节，在远程条件下也能够控制激振力与出料量。采用机械化的方法，控制电机两侧偏心块的夹角大小，同样可实现对激振力的调整，对于配煤系统有着较高的适配度，可在线调节给料量。

2.4 功率与动荷载比较小

该设备的功率相对偏小，但是振幅比较大。活化给料机依照近共振原理进行设计，振动源主要是振动电机，凭借双质体的反馈振动以及近共振放大实际振幅，通过控制能耗来降低使用单位的运营成本。活化给料机具有相对比较小的基础动荷载，给料机施加的冲击力能够通过隔振弹簧实现缓冲与安全释放，设备主要需要承受静荷载。

2.5 可靠性较强

活化给料机对中下料、皮带跑偏的情况有所改善。物料符合静安息角，可实现自锁，并不需要使用阀门，其处于断电或者停止转动的状态时，设备中保存的物料处于曲线结构中被有效锁死，因此可省略阀板门的设计，设备处于满负荷状态后，即可直接启动。

活化给料机在输出物料时，其自然安息角在60°左右，相比普通给料机的45°自然安息角，其动态卸料区域更大，同时对于地面上其他辅助型机械的需求比较少，整体作业量也比较低，装车环节只需要1 台推土机与1台装载机即可。设备采用钢结构，因此可用时间更长，可降低维护成本。设备整体可靠性强。活化给料机支持无人值守模式，可降低人力成本；运行过程中噪声强度比较低，设备的机架与激振器采用弹性连接方式，在全封闭的状态下输送物料。

2.6 故障率较低

活化给料机主要使用循环作业方式， 每运行10 ～ 15 s，就会停止5 ～ 6 min，以此来降低能量消耗，确保驱动系统的部件能够维持较长的可用时间，同时也能够实现对料堆固结现象的预防。胶带机皮带与落料口采用无偏斜、对中式布置方式，有助于减轻落料时给输送机造成的偏斜冲击力，以此减少因落料偏斜而造成的跑偏偏载问题。

2.7 环保性强

上下采用全封闭的模式，上下的受料设备与料斗之间采用密闭式软性连接方式，进行连续给料时，并未出现撒料的情况，粉尘的外溢量相对比较小，不会给作业环境造成过于严重的污染问题，影响作业人员的身体健康。活化给料机能够输送的物料种类丰富，包括具有较高含水量的物料也可实现正常输送。部分活化给料机增加了脱水与喷淋装置，若物料水分含量较高，可借助脱水装置排出多余水分；若物料的干燥度过高，即可启用喷淋装置，喷湿物料，以此实现防尘与降尘的目标，展现设备环保优势。

3 活化给料机的使用现状与缺陷

3.1 激振电机受损严重

引入活化给料机后，激振电机频繁出现故障，故障率大幅提高。因此需要购入与更换新的激振电机，成本随之增加。筒仓区域使用了多台活化给料机，仅一台设备的实际作业时间与通过煤炭数量就已经比翻车机区中使用的设备少很多。筒仓区域中的所有活化给料机的结构形式均为双激振电机式结构。维修班组在养护工作中，由于没有及时完成养护激振电机的工作，导致激振电机处于长时间、超负荷的运行状态，养护环节缺失，最终产生故障，无法继续使用。因此要重视电机等关键设备的养护工作[3]。

3.2 缺少备用气源

翻车机区域大多只给多台活化给料机安排一处气源站，以此满足其对于高压空气的需求，从而更为精准地实现对给煤量的控制。若所用的气源设备在可靠性方面存在不足，并未设置备用气源，一旦风机或者空压管路产生故障，整个作业系统都面临停机的风险。为了支持活化给料机运行，漏斗被设置到筒仓的下方区域，并在此处安装了空气炮。操作人员若单独运行空气炮，风机、空压管路等气源设备可能会因错误操作可能受损，无法继续运行。

3.3 黏煤问题导致出料口尺寸缩小

使用活化给料机时，下料曲线槽部位形成了黏煤现象，且覆盖范围相对偏大，地面带式输送装置的实际出料量很难达到预设的出料量最大数值。技术人员检查活化给料机的内部情况，检测黏煤厚度发现，最大厚度约为16 cm，同时压实度相对偏高，出料口缩小，活化给料机的活化块与下料曲线槽的具体宽度约为300 cm，高度约为40 cm。因此可将活化给料机的出力调整杆拆除。

当带式输送机装置产生堵料故障后，作业系统处于停机状态。因停机时间过长，线路中对其他活化给料机的给料量出现了瞬时增大的情况，带式输送装置的作业能力大于9 000 t/h，其作业能力最大值是9 200 t/h，额定作业能力是8 000 t/h。驱动站因此处于被埋的状态，处于翻车机底坑内部的活化给料机系统中出现卡煤的情况，必须要对地面皮带与给料机之间形成的全部积煤进行彻底清理，否则带式输送机将面临无法正常运行的状况。

为了预防这一状况，应确保翻车机进行首个循环时，漏斗内部最低保存30% 的物料，而后才能运行活化给料机，展开给料活动，以此降低出现瞬时加大料流的概率。不同煤种进入活化给料机后，出料量也不一致，因此面对不同煤种时，需要做好标定工作。当漏斗处于空载状态时，进行卸载操作会产生煤炭冲击的现象。活化给料机在应对煤头与缩煤的问题时，主要通过出口部位设置的出力调杆。翻卸多种煤种时，应当结合煤种的实际状况，调整装置的调整杆。活化给料机处于带式输送机系统中，更适合长时间接入与卸载同一煤种的物料，尤其是物料的物理性质不宜有过大差距；若频繁变换物料种类，活化给料机就会随之产生使用问题。

3.4 落料不对中

有时活化给料机在一些特定煤种接卸作业期间会产生落料对中较差的情况，皮带处于空载状态时并未出现异常情况，转变为重载状态后，会有跑偏的情况，处理难度较高[4]。之所以会产生这种现象，主要是因为活化给料机给料时落料不对中，没有与带式输送机精准对中，位置出现偏移。某项目使用的堆料机曾出现悬皮跑偏的状况，同样呈现出空载状态无异常，重载状态跑偏的现象。对设备进行检测与分析后发现，产生跑偏问题可能是堆料机的制作尺寸与原本的设计尺寸存在偏差，同时也有可能是在悬臂中心安装漏斗时产生问题。

活化给料机本身对于安装精度有较为严苛的要求，在现场安装设备时，安装人员需充分熟悉安装手册与安装图纸的内容，严格按照技术要求进行高精度安装。若安装人员出现失误，可能会使设备在投入使用后，部分部件频繁受损，如激振弹簧与支撑弹簧等，进而引发落料无法对中的情况，带式输送机也会因此而形成跑偏的运行问题。

3.5 内部空间小

活化给料机的活化块与下料曲线槽间的距离约为300 cm，高度约为40 cm，内部空間并不大。若内部形成黏煤的情况，工作人员很难直接进入内部开展清理工作。如果进入到给料机中的异物尺寸较大，且呈现出长条形状，卡在折线形状的落料空间中，处理难度较高。

3.6 给料不一

同一条作业线上的部分活化给料机的实际给料量能够达到最大值，另外给料机的给料值相对比较小。之所以会出现给料不一的现象，可能是因为翻车机所用的出煤漏斗与给料机的相对布置结构存在问题。活化给料机中并未设置衬板部件，这种给料机设备本身采用耐磨性极强的钢结构体系，间接地发挥出衬板的作用，设备的激振弹簧、支撑弹簧与钢结构等关键部位受损情况轻微，并未出现严重的损坏。保养活化给料机时需要特定的润滑脂，对设备进行维修时需要替换与使用的配件备品也属于特定型号的产品，依赖进口，同时维护成本偏高，因此需要有更具有性价比的替代品。

4 活化给料机的安装工艺

活化给料机的安装流程为卸车- 二次倒运- 运入安装现场- 设备就位- 采用倒链实现旋转吊装- 安装与调整给料机支架- 运用手动葫芦- 调校位置- 开展电缆接线- 安装空气管路- 进入试运转阶段- 完成安装任务。

4.1 设备就位

用台车装载活化给料机，同时启动卷扬机，使台车进入筒仓中，带电机则从侧后方进到筒仓内部；也可将工字钢维修梁设置到筒仓底部区域的门口上侧方位上，通过行走葫芦使活化给料机顺利进入到筒仓中，筒仓外部安排吊车实现有效配合。

在筒仓口的外部放置电机设备，保持侧放的方式，在维修梁上选吊点。而后吊起活化给料机，逐渐接近筒仓的两个角，吊车处于外侧时，对电机中间位置进行吊住，再选择合适的吊点，使电机以滑入的方式进入筒仓中。电机完全进入之后，转移吊车。再借助手拉葫芦与行走小车继续吊起给料机设备的四角，使其处于预设位置。

开展旋转作业时，需要启动手拉葫芦完成对给料机的旋转与起吊，选择4 处吊点，分别挂设4 个葫芦，结合给料机下方的吊点与混凝土立柱的吊点，布设逆向拉点，以此实现对设备旋转节奏的有效控制。安装设备下口、上口的密封装置时，重点控制螺栓的使用，焊缝高度与焊缝强度。安装活化给料机时不能忽视预留四周空隙的工作，确保设备无论处于负载状态还是空载状态，周边都有充足的空隙。

4.2 电气安装

安装人员应依照接线原理图开展接线、敷設线路的工作，同时安装调速控制箱，两侧电线需采用相反的接线方式，电机的旋转方向也应当保持相反，否则活化给料机无法正常运行。必须给电机创设良好的作业条件，环境温度需低于40℃，电气连接部位应做好防爆、防水保护工作。

4.3 压缩空气装置安装

压缩空气装置能够确保有效调节设备流量，气路应保持畅通，按照预设顺序正确安装空气管路，规范化地连接过滤器、球阀、变径器与接头，连接后检查密封情况。正式送气之前，需要拔掉过滤器前管路，用气体将管路中的杂物冲出，而后才能开展送气调试工作。

5 结语

活化给料机在使用性能上具有诸多优势，有利于节省运行成本、可靠性强，运输物料的能力强大，支持远程控制。但在使用过程中也存在一些缺陷，使用单位应结合具体的使用条件进行有效防控，做好必要的保养工作，以此来提高这一设备的综合应用效益。

参考文献

[1] 郝冬冬.堆下活化给料机的应用研究[J].机械管理开发，2021，36（8）：164-165+168.

[2] 周庆学.黄骅港给料装置损坏分析与改进[J].造纸装备及材料，2021，50（7）：22-23.

[3] 史伟彬，吴蛟，于驰，等.我国煤炭港口振动给料机的研究分析[J].煤炭工程，2018，50（9）：145-149.

[4] 王新文，杨伟，宫三朋，等.活化振动给料机动力学分析[J].煤矿机械，2016，37（2）：78-80.