甜菜糖廠移動式除土堆垛機的研制及應(yīng)用

魏 建，劉曉雙，張 兵

(新疆綠原糖業(yè)有限公司，新疆 和靜 841311)

0 引言

新疆綠原糖業(yè)有限公司現(xiàn)為日處理甜菜4 000噸的國有中型綜合制糖企業(yè)。近年來公司在甜菜收購工作中采用了計算機信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了信息化，提高了收購工作進度。為了在每年的11月份土地上凍前收購到足夠的甜菜，只有加大甜菜收購量，將大量的甜菜收購后直接堆放在甜菜堆場中，新疆綠原糖業(yè)公司平均每年在甜菜堆場收購后儲存的甜菜量大約15萬噸左右，這部分甜菜在甜菜堆場現(xiàn)場收購，車輛直接到在地面上后，用鏟車做堆，對于甜菜中夾帶的泥土只能通過人員目測扣除，無法做到完全準確，容易引起與菜農(nóng)的糾紛，造成糖廠與菜農(nóng)之間的矛盾，更為嚴重的是含泥土較多的甜菜卸下做堆后，容易造成甜菜保藏過程中腐爛變質(zhì)，給糖廠造成更大的損失。為了解決上述問題，新疆綠原糖業(yè)公司自主開發(fā)研制了一套滿足糖廠需要的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的移動式甜菜除土堆垛設(shè)備。

1 總體設(shè)計

1．1 甜菜除土設(shè)備設(shè)計要求

移動式甜菜除土堆垛機由1個卸車平臺、1條甜菜鏈條主皮帶機、1臺除土床和1條懸臂皮帶機組成。系統(tǒng)采用卸車平臺與主體皮帶機垂直的結(jié)構(gòu)，車輛上到卸車平臺上，用液壓系統(tǒng)控制卸車平臺上端抬起角度，使甜菜順利卸到甜菜鏈條主皮帶機上，經(jīng)過主皮帶機運輸?shù)匠链采线M行甜菜與泥土的分離，經(jīng)過除土床除土后，甜菜中的泥土卸到交售車輛中拉走返回農(nóng)田，甜菜經(jīng)過除土床后被送至懸臂皮帶上，被卸入兩側(cè)進行堆垛。

1．2 設(shè)計方案

移動式甜菜除土堆垛機總長度達到40米，高度7.5米，卸車平臺長度19.5米，能夠滿足總長度17米、總重量不超過100噸的大型甜菜運輸車輛的卸車、除雜、堆垛，整臺機器設(shè)計安裝14組車輪，由一臺裝載機牽引行走。前期設(shè)計時準備采用自走式行走方式，采用一套電力驅(qū)動的主動輪、配合液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)向輪行走系統(tǒng)，在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)如要配備上述系統(tǒng)，將大大增加設(shè)備的復雜程度，整個系統(tǒng)的功耗增大50%，因設(shè)備尺寸較大，轉(zhuǎn)彎半徑大，在場地移動式還需要裝載機輔助牽引轉(zhuǎn)彎，所以最終采取了牽引行走的移動方式，這樣可簡化行走系統(tǒng)的設(shè)計，降低系統(tǒng)功耗，通過牽引實現(xiàn)整體設(shè)備的靈活、快速移動，大大提高了工作效率。

移動式除土堆垛機需在甜菜做堆場地內(nèi)整體移動，其動力采用電力驅(qū)動，供電方式有電纜供應(yīng)市電和安裝發(fā)電機供電兩種方式，考慮到目前甜菜糖廠甜菜做堆場地一般都在室外空曠地帶，場地面積一般在50-100畝左右，供應(yīng)市電需要在場地內(nèi)設(shè)置多處市電接入點，或者采用較長的單根電纜，隨設(shè)備移動供電，因甜菜交售過程中場地內(nèi)會有大量的車輛聚集，市電接入點或移動電纜設(shè)置在場地內(nèi)均存在較大的安全隱患，所以最終采用了發(fā)電機供電的方式，在設(shè)備上安裝了一臺150 KW的柴油發(fā)電機，隨設(shè)備移動供電。

總體設(shè)計方案如下圖所示。

圖1 設(shè)備總體布置圖

2 主要部件設(shè)計及結(jié)構(gòu)特點

2．1 設(shè)計卸車平臺與主體皮帶機垂直的結(jié)構(gòu)，車輛上到卸車平臺上，用液壓系統(tǒng)控制卸車平臺上端抬起角度，使甜菜順利卸到甜菜鏈條主皮帶機上。

卸車平臺總長度19.5米，分為底座和翻車臺兩部分，通過尾部的鉸鏈連接在一起，使翻車臺能夠在底座上自由翻轉(zhuǎn)。卸車平臺兩側(cè)各設(shè)置一臺液壓油缸，油缸采用三級活塞油缸，最大行程6.5米，單臺油缸最大垂直舉升力75噸，卸車時車輛倒入翻車臺上，到達卸車位置時后輪被擋輪板頂住，車輛前輪軸采用棘輪拉緊器用鋼絲繩鎖死，確保車輛在翻起后不會傾覆，液壓油缸緩慢頂起翻車臺，在起升過程中甜菜從車輛尾部卸下。

通過試驗發(fā)現(xiàn)干凈甜菜的安息角度約為35度，含土10%甜菜的安息角度約為40度，為確保甜菜能夠完全卸下，液壓油缸在最大行程時翻車臺的傾斜角度達到50度。卸車平臺的底座在卸車過程中放置在地面上，通過設(shè)計使翻車臺在水平狀態(tài)和卸車狀態(tài)下，翻車臺(包括車輛)重心的垂線始終落在底座的中部，使卸車平臺在工作過程中不會發(fā)生向前后方向傾覆，確保了卸車過程的安全。兩側(cè)液壓油缸安裝液壓鎖裝置，在發(fā)生油管爆裂或斷電事故時能夠切斷油路，防止液壓油缸意外下落發(fā)生事故。

卸車平臺通過鉸鏈裝置與主設(shè)備框架連接在一起，卸車平臺底座四周設(shè)計了4個車輪，工作時通過小液壓油缸將四個車輪升起，使卸車平臺底座放置在地面上，卸車過程底座與地面直接接觸，車輪不受力。需要移動時小液壓油缸將四個車輪放下，使卸車平臺底座升起、車輪受力，底座脫離地面以便于行走。

圖2 甜菜卸車平臺

2．2 甜菜經(jīng)過主鏈條皮帶機運輸?shù)匠链采线M行甜菜與泥土的分離，經(jīng)過除土床除土后，甜菜中的泥土通過除土斗卸到交售車輛中拉走返回農(nóng)田。

圖3 移動式甜菜除土堆垛機頭部結(jié)構(gòu)

甜菜經(jīng)過除土床后被送至甜菜懸臂皮帶上，被卸入兩側(cè)進行堆垛。懸臂皮帶能夠?qū)崿F(xiàn)上下、左右四個方向的擺動，使甜菜堆垛的最大高度達到7.5米，寬度達到13米。

3 結(jié)束語

移動式甜菜除土堆垛機自2018年10月在綠原糖業(yè)公司投入運行后，通過1個生產(chǎn)期的運行，日處理甜菜能力達1 500噸，做堆時間30天，處理甜菜45 000噸，每年能夠為糖廠減少泥土收購量2 000噸。

(1)除土堆垛機處理后的甜菜，泥土和甜菜分離，泥土由交售的車輛帶回，解決了人工扣土不準確引起與菜農(nóng)的糾紛的問題，保護了菜農(nóng)和糖廠雙方的經(jīng)濟利益。

(2)經(jīng)過除土處理的甜菜，為綠原糖業(yè)公司的生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)的原料，對制糖車間生產(chǎn)的正常進行起到了重要的作用，減輕了清洗工序的負荷，減少了污水的排放，降低了預處理工段的設(shè)備故障。

(3)除土機操作簡便，運行安全可靠，設(shè)備故障率低，能夠?qū)傞L不超過17米的半掛車輛、自卸式后翻車輛進行卸車堆垛，實踐證明該設(shè)備適應(yīng)當前國內(nèi)甜菜制糖企業(yè)的實際情況，適合在制糖企業(yè)中推廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。