堆取料機(jī)尾車(chē)弧線(xiàn)段設(shè)計(jì)改進(jìn)

尚積業(yè)+高延慶

摘 要：料場(chǎng)地面輸送皮帶輸送機(jī)上尾車(chē)點(diǎn)處是直接起陡坡而無(wú)過(guò)渡段致使物料輸送到尾車(chē)支撐的料場(chǎng)皮帶上，這種結(jié)構(gòu)處理會(huì)出現(xiàn)積料、撒料以及輸送皮帶在過(guò)渡段處發(fā)生屈曲，用凹凸弧線(xiàn)段的尾車(chē)過(guò)渡設(shè)計(jì)方式就會(huì)避免物料在上尾車(chē)皮帶機(jī)時(shí)發(fā)生的一系列缺陷問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：尾車(chē)皮帶機(jī)；曲線(xiàn)段；堆取料機(jī)；改進(jìn)

前言

斗輪堆取料機(jī)尾車(chē)（卸料車(chē)）的作用是在堆料時(shí)將地面皮帶輸送機(jī)的物料送到斗輪堆取料機(jī)的懸臂皮帶機(jī)上再通過(guò)懸臂皮帶機(jī)將物料堆送到料場(chǎng)。從堆場(chǎng)使用設(shè)備的角度來(lái)看，應(yīng)盡量去減短尾車(chē)的長(zhǎng)度，縮短物料的堆積死區(qū)（斗輪機(jī)無(wú)法進(jìn)行回轉(zhuǎn)挖取作業(yè)的區(qū)域），以提高堆場(chǎng)的利用率進(jìn)而縮短地面輸送機(jī)的長(zhǎng)度，達(dá)到降低料場(chǎng)總體成本的目的。但是由于這樣縮短尾車(chē)結(jié)構(gòu)致使料場(chǎng)輸送機(jī)的皮帶直接上尾車(chē)結(jié)構(gòu)而無(wú)過(guò)渡會(huì)導(dǎo)致料場(chǎng)輸送皮帶機(jī)在啟動(dòng)和制動(dòng)的時(shí)候不平穩(wěn)而發(fā)生飄帶、撒料、積料以及過(guò)渡段處料場(chǎng)皮帶由于張力不足而發(fā)生帶邊松弛的現(xiàn)象。也會(huì)為地面輸送機(jī)設(shè)備的日常運(yùn)行維護(hù)檢查帶來(lái)很多的不便及影響。針對(duì)這一棘手的實(shí)際工況來(lái)分析如何進(jìn)行通過(guò)改進(jìn)尾車(chē)的結(jié)構(gòu)以促使尾車(chē)過(guò)渡段平穩(wěn)運(yùn)行，由于尾車(chē)提升物料的高度受到堆料機(jī)主機(jī)設(shè)備標(biāo)高的限制，在滿(mǎn)足運(yùn)載物料動(dòng)安息角的前提下通過(guò)采用較大的傾角來(lái)實(shí)現(xiàn)。而尾車(chē)結(jié)構(gòu)傾角較大時(shí)，又需要較大的凹弧曲線(xiàn)長(zhǎng)度。由于尾車(chē)在地面帶式輸送機(jī)上移動(dòng)，無(wú)法在地面帶式輸送機(jī)上布置凹弧曲線(xiàn)，因此造成在滿(mǎn)載狀態(tài)下，所產(chǎn)生的曲率半徑過(guò)小，產(chǎn)生輸送帶邊緣松弛的問(wèn)題[1]。通過(guò)在尾車(chē)曲線(xiàn)上增加凸弧段以避免原來(lái)凹弧段在承載條件下，尾車(chē)在地面輸送機(jī)尾部時(shí)可能造成的輸送帶屈曲與撒料問(wèn)題。分析了尾車(chē)上增加一個(gè)凸弧段以此來(lái)增加輸送機(jī)過(guò)渡段上輸送皮帶的張力[2]。而本文就是對(duì)比說(shuō)明一下尾車(chē)輸送機(jī)改進(jìn)前后的狀態(tài)。

1.未改進(jìn)的尾車(chē)裝置結(jié)構(gòu)

尾車(chē)（卸料車(chē)）：英文稱(chēng)為T(mén)ripper 。尾車(chē)應(yīng)用范圍在斗輪堆取料機(jī)、堆料機(jī)、排土機(jī)和裝船機(jī)等大型移動(dòng)散料機(jī)械設(shè)備上。

國(guó)內(nèi)斗輪堆取料機(jī)的發(fā)展基本經(jīng)歷了三個(gè)階段。20世紀(jì)60年代、70年代，國(guó)內(nèi)開(kāi)始設(shè)計(jì)小型斗輪堆取料機(jī)，在這個(gè)發(fā)展的過(guò)程中一直到2016年絕大多數(shù)的由中國(guó)設(shè)計(jì)制造的國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目中堆取料機(jī)的尾車(chē)都會(huì)采用料場(chǎng)輸送機(jī)直接無(wú)過(guò)渡弧度而通過(guò)尾車(chē)結(jié)構(gòu)輸送物料的處理方式（見(jiàn)圖1）。

這種尾車(chē)過(guò)渡段結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下：

（1）沒(méi)有過(guò)渡弧段造成地面輸送帶飄浮嚴(yán)重。由于地面皮帶直接上尾車(chē)結(jié)構(gòu)使的輸送帶在空載啟動(dòng)運(yùn)行的工況下產(chǎn)生飄起而為了克服這個(gè)向上的升力設(shè)置壓帶輪來(lái)抑制，這樣由于皮帶飄起張力過(guò)大而導(dǎo)致地面皮帶機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況下皮帶磨損嚴(yán)重壓帶輪也損耗嚴(yán)重。

（2）地面輸送帶滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)撒料嚴(yán)重。由于滿(mǎn)載的時(shí)候地面皮帶機(jī)在上尾車(chē)鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)渡段處缺少圓滑弧段過(guò)渡，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)輸送帶邊緣變松弛而造成撒料的情況發(fā)生（見(jiàn)圖2）。

（3）引起地面皮帶跑偏和維修運(yùn)行故障多等問(wèn)題。由于地面皮帶的起動(dòng)和停止都不平穩(wěn)所以會(huì)造成整個(gè)皮帶線(xiàn)的跑偏現(xiàn)象，另外由于撒料情況嚴(yán)重會(huì)增加維查的時(shí)間成本和人力清掃成本（見(jiàn)圖3）。

2.設(shè)計(jì)改進(jìn)后的尾車(chē)裝置結(jié)構(gòu)

針對(duì)尾車(chē)結(jié)構(gòu)未改進(jìn)時(shí)造成的諸多不利影響：從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析考慮尾車(chē)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的改進(jìn)：

（1）地面皮帶機(jī)的設(shè)計(jì)考慮驅(qū)動(dòng)類(lèi)型、帶速，皮帶張力等；

（2）尾車(chē)結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)考慮地面皮帶上尾車(chē)結(jié)構(gòu)后所被支撐的形狀、尾車(chē)頭部轉(zhuǎn)載漏斗、鋼結(jié)構(gòu)形式，維護(hù)檢修通道等。

2.1尾車(chē)外形弧段的布置分析

尾車(chē)皮帶機(jī)不利工況的分析：

尾車(chē)的行駛在料場(chǎng)固定軌道范圍內(nèi)，因此就有料場(chǎng)前段和末端兩個(gè)固定極限位置，以這兩個(gè)位置為最不利工況點(diǎn)進(jìn)行分析。

（1）空載皮帶運(yùn)行下尾車(chē)兩極限位置張力值、空載皮帶起動(dòng)時(shí)兩極限位置的張力值對(duì)皮帶半徑曲率的影響。

（2）滿(mǎn)載皮帶運(yùn)行下尾車(chē)兩極限位置張力值、滿(mǎn)載皮帶制動(dòng)時(shí)兩極限位置的張力值對(duì)皮帶半徑曲率的影響。

地面皮帶機(jī)從緩坡到陡坡改變它的傾角時(shí)，過(guò)渡曲線(xiàn)由皮帶張力和皮帶單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量來(lái)決定。要使皮帶不離開(kāi)承載托輥，必須調(diào)整計(jì)算曲率。若已知輸送帶張力，可按輸送帶不離開(kāi)托輥的條件確定各種工況下的曲率半徑，即： Rm=T/（9.087×q）

其中：Rm ——不同工況的曲率半徑，m；T ——輸送帶各個(gè)工況下張力，N；q——物料及皮帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m；

通過(guò)以上分析將不同工況下的尾車(chē)曲率半徑計(jì)算出來(lái)后利用幾何作圖的方法將尾車(chē)的改進(jìn)凹凸弧段做出來(lái)（見(jiàn)圖4）。

2.2 結(jié)合尾車(chē)結(jié)構(gòu)改造后達(dá)到實(shí)際效果

實(shí)際采用優(yōu)化后優(yōu)勢(shì)如下：

（1）縮短了尾車(chē)上輸送帶空載運(yùn)行情況下托輥區(qū)域的長(zhǎng)度，從而也減小了支撐托輥組的壓力，同樣也縮短了尾車(chē)的實(shí)際結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。

（2）維護(hù)通道結(jié)構(gòu)緊湊了，達(dá)到了維修檢查的安全性和可操作性。

（3）保障了地面輸送皮帶機(jī)緊急停機(jī)時(shí)的張力過(guò)小情況。

（4）避免了輸送機(jī)跑偏和撒料現(xiàn)象的發(fā)生，最終改進(jìn)項(xiàng)目效果（見(jiàn)圖5）。

3. 結(jié)束語(yǔ)

如今尾車(chē)結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為國(guó)內(nèi)物料輸送設(shè)備領(lǐng)域順應(yīng)國(guó)際化設(shè)計(jì)要求的必然趨勢(shì)，從目前國(guó)內(nèi)各個(gè)應(yīng)用廠家如電廠鋼廠港口碼頭等一系列擁有堆料機(jī)、堆取料機(jī)、裝船機(jī)、排土機(jī)的尾車(chē)應(yīng)用場(chǎng)景下有很大的需改造市場(chǎng)。事實(shí)證明通過(guò)優(yōu)化改造后的尾車(chē)能帶來(lái)諸多的實(shí)惠成本的節(jié)省。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋偉剛，張世珍，萬(wàn)亮亮. 料場(chǎng)帶式輸送機(jī)卸料車(chē)（尾車(chē)）曲線(xiàn)段設(shè)計(jì)方法[J].煤炭工程，2012（8）：17～19

[2]GB 50431—2008，帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].