大型平底筒倉(cāng)清倉(cāng)裝置淺析

韓建斌

摘 要：本文介紹了大型平底筒倉(cāng)清倉(cāng)裝置的現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了埋刮板清倉(cāng)裝置的組成及功能，說(shuō)明其為目前較理想的清倉(cāng)設(shè)備。

關(guān)鍵詞：平底筒倉(cāng)；埋刮板清倉(cāng)裝置；驅(qū)動(dòng)裝置；機(jī)架；刮板；鏈輪與鏈條

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.背景

隨著城市用地日益緊張，土地使用的機(jī)會(huì)成本越來(lái)越高，新的形勢(shì)迫切要求積極探索研究物料堆放、貯存的新方法、新工藝。采用大型筒倉(cāng)作為煤炭等散貨堆放貯存的工藝方案，是解決煤炭在露天儲(chǔ)存時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的有效手段，不僅可以將煤炭封閉地倉(cāng)儲(chǔ)起來(lái)，避免了粉塵飛揚(yáng)造成煤炭質(zhì)量的損失和環(huán)境污染，而且與大多數(shù)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)相比容量最高，單倉(cāng)儲(chǔ)量可達(dá)100000m3以上，并可節(jié)約占地40%以上，是最經(jīng)濟(jì)高效的儲(chǔ)存方式。

筒倉(cāng)倉(cāng)底基本上有兩種形式：錐底和平底。錐底筒倉(cāng)物料完全依靠自重流出筒倉(cāng)，無(wú)需動(dòng)力，但這種倉(cāng)型有倉(cāng)容損失，有效容積使用率低，特別是大直徑的筒倉(cāng)。平底筒倉(cāng)中大部分物料都可以依靠重力自然流動(dòng)出倉(cāng)，但有一部分物料由于自然堆積角不能自流出倉(cāng)，形成死角。對(duì)一般筒倉(cāng)來(lái)說(shuō)，這部分殘留物料相對(duì)量并不是很大，占總倉(cāng)容量的10%左右，但絕對(duì)數(shù)量卻很大，從幾十噸到幾百?lài)嵅坏?；?duì)大直徑圓倉(cāng)來(lái)說(shuō)，絕對(duì)數(shù)量甚至達(dá)到上千噸。解決好這部分物料的出倉(cāng)問(wèn)題，充分利用筒倉(cāng)的有效容積，就成為清倉(cāng)裝置研究的關(guān)鍵。

2.現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外清倉(cāng)裝置基本上有以下兩種：螺旋清倉(cāng)機(jī)和鼓氣式出倉(cāng)裝置。但這兩種清倉(cāng)方式投資都比較大，能耗較高，輸送能力有限，對(duì)于鼓氣式清倉(cāng)機(jī)一般不適合于筒倉(cāng)直徑大于30m的情況，因?yàn)檫@會(huì)對(duì)鼓氣膜有更高層次的要求，而且放置于筒倉(cāng)內(nèi)的鼓氣膜也會(huì)占據(jù)筒倉(cāng)壁一定的空間，每次清倉(cāng)過(guò)后還要人工把鼓氣膜放置到原來(lái)的位置，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而螺旋式清倉(cāng)機(jī)存在的主要問(wèn)題是工程造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本較高，且充滿(mǎn)度低，輸送能力小，適應(yīng)性較差等，在大型化、全封閉、安全、效率、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性等方面仍然存在著各種問(wèn)題和不足。為了克服上述清倉(cāng)裝置的缺點(diǎn)，更好的解決現(xiàn)有清倉(cāng)難的問(wèn)題，埋刮板式清倉(cāng)裝置是較為理想的清倉(cāng)設(shè)備。

3.組成及功能

埋刮板清倉(cāng)裝置采用設(shè)備長(zhǎng)度與筒倉(cāng)半徑相當(dāng)、以一側(cè)全程開(kāi)口進(jìn)料方式進(jìn)行作業(yè)，其開(kāi)口朝向待清理物料，即清倉(cāng)裝置前進(jìn)方向。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，物料受刮板鏈條在運(yùn)動(dòng)方向的壓力及物料自身質(zhì)量的作用，在物料間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。這種摩擦力足以克服物料在機(jī)槽中移動(dòng)產(chǎn)生的外摩擦阻力，使物料形成連續(xù)整體的料流而被輸送。清倉(cāng)作業(yè)時(shí)，設(shè)備機(jī)在行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，繞筒倉(cāng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)通過(guò)自身的運(yùn)行將物料向筒倉(cāng)中央輸送，再由中央卸料口將物料卸出筒倉(cāng)，達(dá)到清倉(cāng)的目的。

埋刮板清倉(cāng)裝置共分為機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)架、機(jī)架支撐、刮板、鏈條、鏈輪、行走驅(qū)動(dòng)裝置七大部分：

3.1 機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置

機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置安裝于筒倉(cāng)的中心，是埋刮板清倉(cāng)裝置驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)刮板向筒倉(cāng)中心輸送煤炭的動(dòng)力所在，它的組成主要有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器之間相連接的皮帶、安裝于驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的小帶輪、安裝于減速器上的大帶輪以及安裝于減速器輸出軸與鏈輪旋轉(zhuǎn)軸上的大小錐齒輪組成。機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置中電機(jī)與減速器的選擇對(duì)刮板是否能夠提供足夠的動(dòng)力，用于平穩(wěn)的帶動(dòng)物料向筒倉(cāng)中心移動(dòng)起著至關(guān)重要的作用。減速器與電機(jī)之間采用皮帶連接是為了防止刮板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因出現(xiàn)過(guò)載，起到打滑緩沖的作用，對(duì)電機(jī)甚至整個(gè)裝置起到保護(hù)作用。

3.2 機(jī)架

機(jī)架的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿(mǎn)足4點(diǎn)要求：（1）清倉(cāng)裝置易于在圓周方向繞筒倉(cāng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí)切入待清料堆；（2）整個(gè)清倉(cāng)機(jī)架在處于待工作的過(guò)程中能夠承受來(lái)自清倉(cāng)裝置上面物料的壓力，以及在工作過(guò)程中能夠承受來(lái)自物料強(qiáng)大阻力；（3）在物料向筒倉(cāng)中心輸送的過(guò)程中，清倉(cāng)裝置的機(jī)架槽內(nèi)應(yīng)能夠盡可能多的吃入物料，以利于物料向中心輸送；（4）機(jī)架整體的重量應(yīng)盡可能的小，因?yàn)樽陨磉^(guò)重會(huì)要求驅(qū)動(dòng)行走部分的電機(jī)擁有較大的功率，不利于節(jié)能環(huán)保。因此為滿(mǎn)足清倉(cāng)裝置在繞筒倉(cāng)中心圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，清倉(cāng)機(jī)易于切入無(wú)法順利依靠自身重量出倉(cāng)的物料，整個(gè)清倉(cāng)裝置機(jī)架的底端應(yīng)具有一定角度的傾斜，在機(jī)架底端面向待清物料的方向上應(yīng)有約為機(jī)架底板厚度1/3數(shù)值的倒角，以減小在機(jī)架切入物料的過(guò)程中所承受的阻力。

3.3 機(jī)架支撐

機(jī)架支撐對(duì)于機(jī)架承擔(dān)來(lái)自頂部物料的壓力，又使機(jī)架順利行走起著至關(guān)重要的作用，它是保證機(jī)架在物料重力的壓力下不向底面彎曲的關(guān)鍵所在。機(jī)架支撐應(yīng)滿(mǎn)足下面3點(diǎn)要求：（1）支撐輪應(yīng)可以在筒倉(cāng)底面上3600無(wú)死角轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榍鍌}(cāng)裝置在筒倉(cāng)內(nèi)的行走路線是弧線，而有時(shí)機(jī)架在繞筒倉(cāng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)機(jī)架下面有一定數(shù)量的物料無(wú)法進(jìn)入機(jī)架槽內(nèi)，在此情況下勢(shì)必會(huì)阻礙機(jī)架下支撐輪的行走，采用3600無(wú)死角轉(zhuǎn)動(dòng)可以使支撐輪繞過(guò)阻礙順利前行；（2）機(jī)架支撐輪所使用的材料要具有不會(huì)因輕微的摩擦而產(chǎn)生火花，因?yàn)檎麄€(gè)裝置不可避免地會(huì)在工作過(guò)程中與煤炭產(chǎn)生一定的摩擦，煤炭極易燃，防止火花的產(chǎn)生是設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的重中之重；（3）機(jī)架支撐輪在機(jī)架上的安裝應(yīng)均勻固定在機(jī)架底端，以較為均勻地承受來(lái)自外部的壓力，安裝高度應(yīng)與清倉(cāng)裝置機(jī)頭驅(qū)動(dòng)的支撐部分處于同一水平面上，這樣才可以讓支撐輪來(lái)分擔(dān)機(jī)頭的重量，從而減少機(jī)頭支撐的承載力，提高機(jī)頭支撐的工作壽命，保證工作可靠性。

3.4 刮板

刮板是整個(gè)清倉(cāng)裝置輸送物料的關(guān)鍵所在，它是把筒倉(cāng)內(nèi)剩余物料輸送出倉(cāng)的直接推動(dòng)者，因此它布置的是否合理，安裝的是否穩(wěn)定直接決定著整個(gè)清倉(cāng)裝置能否具有足夠的有效輸送能力。對(duì)于刮板來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足與鏈板之間的固定穩(wěn)定，并且在工作過(guò)程中不能因承受來(lái)自物料方向過(guò)大的阻力而出現(xiàn)斷裂或脫落于鏈板的現(xiàn)象。刮板的形狀正如同清倉(cāng)裝置機(jī)架面向物料底端一樣，直接切入物料的刮板也應(yīng)有一定弧度，前端應(yīng)適當(dāng)薄以利于在切入料堆時(shí)受到物料的阻力較小，使機(jī)架槽內(nèi)快速充滿(mǎn)物料，然后通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)把動(dòng)力傳輸?shù)芥溳喌尿?qū)動(dòng)軸上，從而帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，利用鏈板上安裝的刮板把已經(jīng)進(jìn)入到刮板前端槽內(nèi)的物料帶到筒倉(cāng)外部。

3.5 鏈輪與鏈條

鏈輪與鏈條是一組互為配合的關(guān)系，在清倉(cāng)裝置中擔(dān)任著把機(jī)頭電機(jī)中的輸出動(dòng)力傳遞給刮板，然后利用刮板把筒倉(cāng)內(nèi)剩余物料清理出倉(cāng)的任務(wù)。因此鏈輪與鏈條的配合對(duì)于刮板來(lái)說(shuō)尤為重要，鏈輪的選取要以鏈條而定，只有把鏈板上刮板的厚度確定好之后才可以得到有效的節(jié)距，節(jié)距又是鏈條與鏈輪配合的重要依據(jù)，因此只有把鏈板上的參數(shù)確定好之后才可以確定鏈輪及其齒數(shù)。

3.6 行走驅(qū)動(dòng)裝置

行走驅(qū)動(dòng)裝置是驅(qū)動(dòng)清倉(cāng)裝置繞筒倉(cāng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力提供者，其合理的設(shè)計(jì)計(jì)算是保證整個(gè)裝置能在圓周方向運(yùn)動(dòng)的前提。行走驅(qū)動(dòng)裝置與機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置在清倉(cāng)裝置中具有類(lèi)似的作用，都是清倉(cāng)裝置的動(dòng)力提供者，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)清倉(cāng)裝置圓周方向行走，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)清倉(cāng)裝置的輸送刮板轉(zhuǎn)動(dòng)。行走驅(qū)動(dòng)裝置主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)小車(chē)殼體，合理設(shè)計(jì)選型是行走驅(qū)動(dòng)裝置的關(guān)鍵所在。與機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置一樣，行走驅(qū)動(dòng)裝置同樣要滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：（1）行走驅(qū)動(dòng)裝置在驅(qū)動(dòng)行駛的過(guò)程中速度要平穩(wěn)，要具有足夠的驅(qū)動(dòng)力，避免在驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)打滑而停止不前的現(xiàn)象，從而影響到整個(gè)清倉(cāng)工作的效率；（2）殼體的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避開(kāi)來(lái)自頂部物料對(duì)小車(chē)的壓力，不能因?yàn)轫敳窟^(guò)重的壓力而對(duì)小車(chē)裝置造成損壞；（3）驅(qū)動(dòng)輪材料的選擇要與機(jī)架支撐輪材料相同，要有一定的摩擦因數(shù)，防止出現(xiàn)打滑；要有吸振的能力，因?yàn)轵?qū)動(dòng)小車(chē)在行駛的過(guò)程中，會(huì)因筒倉(cāng)底部有一定數(shù)量沒(méi)有清理干凈的物料，使得小車(chē)在行走時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的上下浮動(dòng)，因此驅(qū)動(dòng)輪材料的選擇對(duì)于小車(chē)的平穩(wěn)工作具有重要作用。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前國(guó)家高度重視環(huán)保問(wèn)題的形勢(shì)下，散裝物料采用大型平底筒倉(cāng)儲(chǔ)存具有儲(chǔ)存量大、密閉環(huán)保、避免物料質(zhì)量損失等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)的發(fā)展方向，埋刮板清倉(cāng)裝置利用其在工作過(guò)程中平穩(wěn)、安全、可靠、高效，安裝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，必將成為今后大型平底筒倉(cāng)清倉(cāng)設(shè)備的主流發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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