論橋式刮板取料機(jī)

李 雪 宋 光 佟云龍

（北方重工集團(tuán)有限公司裝卸所，遼寧 沈陽 110027）

1 概述

予均化的目的就是將多種不同物料，經(jīng)過設(shè)備進(jìn)行混勻使物料的品質(zhì)均勻或波動范圍很小。它具有顯著的經(jīng)濟(jì)，工藝價(jià)值，提高物料的穩(wěn)定質(zhì)量。而堆取料機(jī)正是在這一基礎(chǔ)上，應(yīng)運(yùn)而生的混勻設(shè)備。橋式刮板取料機(jī)是堆取料機(jī)設(shè)備中混勻效果出眾、性價(jià)比較高的取料設(shè)備。

橋式刮板取料機(jī)與側(cè)式懸臂堆料機(jī)配合使用。優(yōu)點(diǎn)就在于堆料和取料的同時(shí)實(shí)現(xiàn)原料的予均化。

1.1 發(fā)展概況

堆取料機(jī)是建立在予均化理論基礎(chǔ)上的非標(biāo)混勻工藝設(shè)備。堆場通常采用長形堆場，但是某些廠受場地限制也采用圓形堆場。近年來，國外混勻設(shè)備向大型化、圓形堆場發(fā)展，這是因?yàn)閳A形堆場在價(jià)格、占地等方面與長形堆場相比，有明顯的優(yōu)勢，但長形堆場堆料工藝較圓形堆場簡單，設(shè)備故障率低，可以隨著生產(chǎn)的發(fā)展而提高貯存能力，因此，長形堆場混勻設(shè)備仍得到廣泛應(yīng)用。

1.2 取料方式

通過一定的堆料方式，采用與之相應(yīng)的取料方式，才能達(dá)到予均化的目的。

橋式刮板取料機(jī)適用于單堆或二堆物料的料場作業(yè)。取料方式常見形式有端面、側(cè)面兩種類型。總的來說，側(cè)面取料的均化效果較端面取料的差，僅適用于要求不高的予均化作業(yè)。而橋式刮板取料機(jī)正是采用了均化效果較好的端面取料方式，達(dá)到了工藝上的技術(shù)要求。

1.3 工作原理

取料是從料堆的端面開始，取料機(jī)兩側(cè)的三角形料耙沿著取料機(jī)橋架往復(fù)運(yùn)動，同時(shí)料耙上的耙齒將整個(gè)取料面上的物料耙落到堆底，隨著取料機(jī)的橫向移動，落到堆底的物料均勻地進(jìn)入貼著地面連續(xù)運(yùn)行的刮板之中，被刮板刮到料堆的一端，卸落到取料皮帶機(jī)上，完成了整個(gè)取料混勻過程。

1.4 結(jié)構(gòu)組成

橋式刮板取料機(jī)由擺動端梁、固定端梁、刮板輸送系統(tǒng)等部分組成，其結(jié)構(gòu)見1圖。

1.5 操作室

擺動端梁：是由端梁體、鉸支座、防偏機(jī)構(gòu)、車輪、擋輪、驅(qū)動機(jī)構(gòu)所組成。

圖1 1.擺動端梁2.橋梁 3.刮板輸送系統(tǒng)4.耙架小車5.料耙 7.固定端梁8.控制電纜卷盤9.動力電纜卷盤

端梁體是由鋼板組焊而成的箱形結(jié)構(gòu)，該端梁上部設(shè)有球鉸支座。支座上部與橋梁尾端下部相連。在端梁中部的外側(cè)，固定一個(gè)支座，支座的上方連接一個(gè)通向橋梁內(nèi)部的長鋼管。鋼管的端部設(shè)有多個(gè)限位開關(guān)觸塊。該機(jī)構(gòu)在剛性橋梁兩頭的端梁行走不同步時(shí)發(fā)出信號，使控制室及時(shí)采取糾偏措施。

擺動端梁下部兩端設(shè)有與固定端梁一樣的兩個(gè)車輪和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，動作形式也相同。

端梁下部距行走車輪附近，在軌道內(nèi)外側(cè)設(shè)有兩對防脫軌輪，夾在軌道兩側(cè)，當(dāng)端梁行走超前或滯后，端梁都能平行軌道，能使防偏裝置發(fā)信準(zhǔn)確及時(shí)。

橋梁：該箱形主梁四周由鋼板圍成，該梁廠內(nèi)分段組立，工地焊接。梁的上部兩側(cè)設(shè)有軌道，用來支承料耙小車在上面走。中部設(shè)有鏈條托槽。

橋梁的兩個(gè)側(cè)面每面都設(shè)有上、下軌道，兩個(gè)料耙上的側(cè)支架上的滾輪在運(yùn)動中與軌道接觸。橋梁的下面設(shè)若干個(gè)支架座，用以懸吊刮板吊架。橋梁頭部下面有懸吊頭部鏈輪組的支座，側(cè)面有懸吊刮板驅(qū)動裝置的支點(diǎn)，端頭下部與固定端梁連接。梁尾部下面設(shè)刮板尾部鏈輪組和拉緊裝置的吊架。尾部端頭下面與擺動端梁的鉸座相接，擺動端梁上的防偏裝置通過橋梁尾部端頭開孔進(jìn)入橋梁內(nèi)部。橋梁頭部上面放置控制室。

橋梁制造時(shí)先組立、后焊接，組立時(shí)采用倒裝法及嚴(yán)格的組裝順序，同時(shí)規(guī)定了焊接順序。焊接上采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，減少了焊接變形。橋梁是整體進(jìn)行組立，焊后整體進(jìn)行演裝，檢測起拱值及相互件連接尺寸。所有重要件進(jìn)行質(zhì)量跟蹤。

刮板輸送系統(tǒng)：在主梁下面吊著若干個(gè)吊架,吊架的上、下方設(shè)置左、右兩條導(dǎo)槽，上方和下方左右導(dǎo)槽內(nèi)裝有兩條輸送鏈條。兩條鏈條之間每隔500mm設(shè)置一個(gè)折線型的刮板。頭部設(shè)置傳動鏈輪及傳動裝置。尾部設(shè)置張緊裝置。在頭部下方設(shè)置導(dǎo)料槽。

耙車部分：在主梁上部安有料耙小車，小車上設(shè)置驅(qū)動裝置、驅(qū)動鏈輪、改向鏈輪、塔架，塔架上安有滑輪組，滑輪組中的滑輪通過鋼絲繩分別與兩側(cè)料耙相連。塔架中部兩側(cè)各裝一臺手動卷揚(yáng)，用來調(diào)整料耙傾角。小車的兩側(cè)設(shè)有側(cè)支架，側(cè)支架下方設(shè)有安裝料耙的鉸點(diǎn)，料耙下部靠這兩個(gè)鉸點(diǎn)固定，上部通過滑輪由鋼絲繩固定到塔架上，角度調(diào)整由手搖卷筒纏繞或放出鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)。

小車的下方設(shè)有四個(gè)滾輪，置于橋梁上方的兩條軌道上。小車的行走是由驅(qū)動鏈輪繞著鏈條往復(fù)行走來帶動，鏈條的兩端固定在主梁的兩端。

固定端梁：固定端梁由端梁體、車輪、驅(qū)動裝置組成。

端梁體是由鋼板組焊而成，形成箱形結(jié)構(gòu)。兩個(gè)行走車輪設(shè)在兩端。在端梁下部靠行走輪，在軌道外側(cè)，設(shè)兩個(gè)側(cè)向擋輪，使設(shè)備能承受刮板系統(tǒng)產(chǎn)生的側(cè)向力。

電纜卷盤：分為動力和控制電纜卷盤。動力電纜卷盤由單排大直徑卷盤、集電滑環(huán)、力矩堵轉(zhuǎn)電機(jī)、減速器組成。主要功能是把動力電源由外界引送到移動的堆料機(jī)上。控制電纜卷盤由單排大直徑卷盤、集電滑環(huán)、力矩堵轉(zhuǎn)電機(jī)、減速器組成，主要功能是把堆料機(jī)的各種聯(lián)系反映信號通過多芯電纜與中控室聯(lián)系起來。

2 橋式刮板取料機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)

在橋式刮板取料機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，首先根據(jù)工藝布置要求和已知的料場參數(shù)、物料特性等，來確定設(shè)備的以下幾個(gè)主要參數(shù)。

2.1 均化比

用來評價(jià)物料均化性的指標(biāo)

S1-進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn)偏差值（均化前）

S2-出料標(biāo)準(zhǔn)偏差值（均化后）

一般均化比為1：10左右，其意義：進(jìn)料偏差10%，出料偏差1%。

均化比是一個(gè)相對的，變化的數(shù)值，和成分波動有關(guān)。波動大，均化比﹥10，反之相反。均化比是考核物料波動變化的數(shù)值。

當(dāng)進(jìn)料成分波動劇烈時(shí)，均化比還和堆料層數(shù)有關(guān)。

堆料層數(shù)還和粒度有關(guān)，料堆每層厚度小于物料粒度會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，不利于物料均化。

2.2 取料能力的確定

式中：V－刮板鏈速 m/s；t－刮板間距 m；γ－物料容重 t/m3；u－刮板有效容積 m3；ρ－充滿度系數(shù)。

2.3 料耙強(qiáng)度

料耙是取料機(jī)上的主要取料部件之一，其強(qiáng)度、剛度的要求是否合格，對于能否完成取料工藝起著重要的作用。在設(shè)計(jì)過程早期就應(yīng)對料耙結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析認(rèn)證，才能保證設(shè)計(jì)水平的先進(jìn)，結(jié)構(gòu)受力的合理，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)可靠性。

料耙主體部分由鋼板拼焊成箱梁結(jié)構(gòu)，上方加強(qiáng)部分由方型管焊接而成。在滿足強(qiáng)度要求的條件下，還要滿足剛度要求。

3 問題及解決

國內(nèi)混勻堆取料機(jī)設(shè)計(jì)制造上存在著一定的不足。比如，有時(shí)料耙的設(shè)計(jì)不合理，致使料耙在料堆斷面取料時(shí)剛性不足，導(dǎo)致刮料不均勻，從而影響了均化效果。另外，有些國產(chǎn)電氣元件、液壓元件等不過關(guān)，因此也給混勻堆取料機(jī)的使用帶來了一些問題。電氣元件質(zhì)量差，出現(xiàn)電控系統(tǒng)失靈，影響設(shè)備使用的可靠性。液壓元件漏油，使靠液壓系統(tǒng)運(yùn)動的地方達(dá)不到設(shè) 計(jì)要求，同樣影響混勻效果。有的堆取料機(jī)端梁驅(qū)動裝置電機(jī)選用直流調(diào)速電機(jī)，但由于堆場工作條件惡劣，經(jīng)常損壞，維修極不方便。

圖2 料耙簡圖

對于這些問題，我們可以在選用配套件時(shí)選可靠的、成熟的、生產(chǎn)穩(wěn)定廠家的產(chǎn)品。為了解決直流調(diào)速電機(jī)維修不方便的問題，現(xiàn)已將設(shè)計(jì)改為選用交流變頻調(diào)速電機(jī)。

總之，只要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，認(rèn)真吸取先進(jìn)堆取料機(jī)制造廠家的經(jīng)驗(yàn)，把握住設(shè)計(jì)、制造及外配套件的選型三大關(guān)，堆取料機(jī)的質(zhì)量就不難保證了。

結(jié)束語

隨著市場競爭的不斷激烈，我們要想在市場中占有一席之地，就要從產(chǎn)品的質(zhì)量入手；想要創(chuàng)造出更多的效益，就要從設(shè)計(jì)抓起，優(yōu)化結(jié)構(gòu)?？傊?，對于堆取料機(jī)的設(shè)計(jì)，我們要做的還有很多。

[1]成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》[M]上冊、中冊，化學(xué)工業(yè)出版社

[2]張玉蓮，姚為民，徐國毅.具有主副刮板落差聯(lián)動裝置的門式刮板取料機(jī)[P].大連世達(dá)重工有限公司.2011.03.09.

[3]陳勝可，張玉蓮，姚為民.具有主副刮板落差聯(lián)動裝置的雙卷揚(yáng)門式刮板取料機(jī)[P].大連世達(dá)重工有限公司.2011.03.09.