斗輪堆取料機(jī)主參數(shù)的選用

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1、斗輪堆取料機(jī)主參數(shù)的選用 斗輪堆取料機(jī)作為重要的散料裝卸設(shè)備現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于港口、電廠、冶金企業(yè)等大型原料場。隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷深入發(fā)展，作為設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)與用戶對設(shè)備的各項性能指標(biāo)更加重視。因此合理的設(shè)計與選用主參數(shù)對實現(xiàn)設(shè)計功能，滿足使用要求是至關(guān)重要的。通過合理選用主參數(shù)將使設(shè)備更加完善，避免在主參數(shù)方面產(chǎn)生不必要的合同糾紛，提高設(shè)備的質(zhì)量，滿足用戶的使用要求。 1 、斗輪堆取料機(jī)的主參數(shù) 斗輪堆取料機(jī)的主參數(shù)是滿足現(xiàn)場堆取料作業(yè)時所必須的斗輪堆取料機(jī)自身參數(shù)的集合，是設(shè)備設(shè)計的重要依據(jù)與設(shè)備驗收的量綱。斗輪堆取料機(jī)的主參數(shù)也是設(shè)備最基本的參數(shù)，如堆取料能力、斗輪直徑、回轉(zhuǎn)速度

2、等等。主參數(shù)通常應(yīng)經(jīng)供需雙方充分討論后在合同中明確規(guī)定，是合同的一個重要組成部分。主參數(shù)的變更應(yīng)由供需雙方協(xié)商同意后修改合同變更。主參數(shù)應(yīng)從滿足使用要求與設(shè)計制造能夠?qū)崿F(xiàn)兩個方面考慮，最終的目的是使設(shè)備性能參數(shù)正確良好，達(dá)到用戶現(xiàn)場使用滿意。 2、主參數(shù)的設(shè)計與選用 （1）斗輪堆取料機(jī)的能力 斗輪堆取料機(jī)的能力是設(shè)備最重要的參數(shù)，根據(jù)設(shè)備類型與工況不同又分為堆料能力與取料能力。 取料能力是指斗輪堆取料機(jī)單位時間內(nèi)所能挖取物料的多少，單位用t/h表示,在實際使用中又分為最大取料能力與平均取料能力。 最大取料能力是指斗輪在挖掘物料時所具有的瞬時最大能力，最大取料能力表示設(shè)備取料能

3、力的峰值。 平均取料能力是指在取料作業(yè)時，在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)形狀料堆上連續(xù)工作一定的時間（通常大干1-4小時）操作者根據(jù)規(guī)定的操作程序和方法進(jìn)行操作，設(shè)備在這段時間可以達(dá)到的平均取料速度或平均每小時取料量。平均取料能大與料堆形狀、設(shè)備類型、調(diào)速控制方式、操作方法等因素有關(guān)。 堆料能力是指設(shè)備在堆料工況時的能力，單位用t/h表示。設(shè)備常注明最大堆料能力。 最大堆料能力是指在堆料工況懸臂皮帶機(jī)的最大通過量。 取料能力與堆料能力是供需雙方共同制訂的重要參數(shù)，其中平均取料能力關(guān)系到設(shè)備在較長一段時間范圍內(nèi)設(shè)備完成總?cè)×狭康亩嗌倩蛉∽咭欢ǖ奈锪狭克ㄙM的時間。它影響設(shè)備總的使用效果。最大取料能

4、力是設(shè)備在取料作業(yè)時的峰值，在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)考慮各個環(huán)節(jié)允許最大取料能力的物料流量通過。最大堆料能力要求地面皮帶機(jī)所送來的物料流量小于或等于最大堆料能力，否則，有可能使設(shè)備在堆料時過載。 斗輪堆取料取料能力的確定與系統(tǒng)設(shè)計．設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率要求等多方面因素有關(guān)．涉及領(lǐng)域較廣。 （2）物料特性 物料特性是指斗輪堆取料機(jī)所輸送的物料的特性。不同的物料對設(shè)計與制造設(shè)備有不同的影響。這些特性應(yīng)由買方確定并作為驗收的依據(jù)。 l）物料的品種 物料的品種指煤炭、鐵礦石．石灰石等，斗輪堆取料機(jī)所輸送的物料。不同的物料其磨損設(shè)備的程度也不同，對各轉(zhuǎn)載點的卸料情況及斗輪切削力都有影響。設(shè)計中要考慮這一參數(shù)

5、。 2）物料的粒度 物料的粒度是指物料最大長度方向尺寸。粒度主要影響斗輪切削力的設(shè)計，皮帶寬度與速度的設(shè)計，并考慮各轉(zhuǎn)載點的堵塞，合同中應(yīng)明確規(guī)定。 3）含水量 合水量通常用含水分量與總質(zhì)量的百分比表示。對于斗輪堆取料機(jī)所堆積的物料含水量不能過高，物料含水量過高會影響正常卸料。 4）自然安息角 自然安息角是由物料門相互摩擦系數(shù)決定的，即f=tnα，α為料堆表畫與水平面所形成的夾角，自然安息角主要影響料堆形狀。 5）物料密度 物料密度是指堆取的松散物料的密度。單位為：t／m3，物料密度是設(shè)計斗輪與皮帶機(jī)的重要依據(jù)。 （3）料堆 1）料堆長度 料堆長度一般是由現(xiàn)場根

6、據(jù)貯料量及地理環(huán)境確定，對于設(shè)備本身影響其走行距離的因素主要有給定的電纜卷筒的電纜長度，灑水除塵系統(tǒng)供水槽的長度，滿足上述兩條要求則長度不受其它方面的限制。 2）料堆高度 為設(shè)計方便道常以鋼軌踏面為基準(zhǔn)，料堆高于鋼軌路面的部分稱為軌上高度，料堆低于鋼軌踏面的部分稱為軌下高度，兩者的和為總料堆高度。一般作為用戶總是希望貯料最大，即總料堆高度大，但在實際的使用中由于受綜合幾何尺寸的限制，軌上高度與軌下高度都不可過高否則將影響設(shè)備的正常運(yùn)行。 料堆軌上高度過高時會影響設(shè)備的堆料與取料作業(yè)的正常進(jìn)行，因懸臂后鉸點的高度位置受懸臂長度的限制，當(dāng)料堆過高時會使是懸臂皮帶機(jī)上仰角度過大。堆料作業(yè)

7、時物料下滑。在取料作業(yè)狀態(tài)下，當(dāng)料堆過高時會使每層進(jìn)尺次數(shù)減少，并產(chǎn)生懸臂前下部與料堆相碰，影響設(shè)備的取料效率。 料堆的軌下高度也不能過高，這是由于在取最底層物料時．若軌下高度過高會使懸臂下俯角度過大，使懸臂皮帶機(jī)上物料下滑。其次是在同樣的高度位置取料時，當(dāng)回轉(zhuǎn)的角度位置較小，懸臂頭部接近走行鋼軌基礎(chǔ)時，懸臂前端的下部或斗輪傳動裝置與軌道基礎(chǔ)或斜坡相碰，而無法取到斜坡附近的物料。國內(nèi)部分料場采用配置推土機(jī)的補(bǔ)救方法來解決此問題。 影響料堆高度的最主要因素是懸臂長度，其次是斗輪直徑。因此應(yīng)綜合考慮料堆高度，料場與設(shè)備相互適應(yīng)，設(shè)計中應(yīng)充分布置好各幾何尺寸。 （4）斗輪直徑 斗輪

8、直徑通常是由最大取料能力來決定的，直徑與最大取料能力有下列關(guān)系： 式中：D----- 斗輪直徑，m； Q ------ ,最大取料能力，t/h; γ ------- 物料密度 , t/m3; k ---- 直徑系數(shù)。通常 k =0.4-0.6; （5）斗輪轉(zhuǎn)速 斗輪轉(zhuǎn)速可由下式計算： 式中：n----- 斗輪直徑，r/min； kv ------ ,速度系數(shù),kv=0.3-0.5 ; D ------ 斗輪直徑，m. (6) 皮帶的速度 皮帶的速度由皮帶寬度、物料粒度、物料的磨損性來決定。帶速的選擇可參考表 1 。 帶速的選擇

9、　 物料特性 帶寬 B mm 500、650 800、1000 1200、1400 帶速 v m/s 無磨損性或磨損性小的物料，如：原煤，鹽 0.8-2.5 1.0-3.5 1.0-4.0 有磨損性的 中小塊物料，如：礦石、礫石、爐渣 0.8-2.0 1.0-2.5 1.0-3.15 有磨損性的大塊物料，如：大塊礦石 0.8-1.6 1.0-2.0 1.0-2.5 （7）皮帶的寬度 皮帶的寬度與皮帶的速度共同決定皮帶機(jī)的輸送能力。懸臂皮帶機(jī)的輸送能力應(yīng)滿足堆料與取料兩種工況的要求。皮帶的寬度可根據(jù)皮帶上物料的截面積公式計算得出。見圖1。 圖1

10、中B為皮帶的寬度L3為托輥長度，θ為動安息角，λ皮帶槽角。 物料截面積可由下式得出： F1=S1+S2 （3） S1={L3+（b-L3）cosλ}（tgθ）/6(4) S2={L3+（b-L3）（cosλ）/2}{(b-L3)（sinλ）/2 } (5) b=0.9B-0.05 m(6) 由于斗輪堆取料機(jī)懸臂皮帶機(jī)為傾斜工作，所以截面積有下式： F=K(S1+S2)(7) K=1-S1/S(1-K1)(8) 式中： F ------ 物料截面積，m2; K ------ 傾斜系數(shù)； θ ----- 動安息角； λ------ 槽角； δ-----

11、- 俯仰角度，按最大角度計算。 （8）俯仰速度 堆取料機(jī)或取料機(jī)的俯仰速度是斗輪軸中心繞懸臂后鉸點轉(zhuǎn)動的線速度，堆料機(jī)的俯仰速度是懸臂皮帶機(jī)前部改向滾筒中心線繞懸臂后鉸點轉(zhuǎn)動的線速度。在俯仰角度范圍內(nèi)俯仰速度通常都是變化的，這種變化是機(jī)構(gòu)本身決定的。實際設(shè)計中常限制俯仰的最高速度，在不影響設(shè)備自身的工作效率的情況下，應(yīng)盡可能使俯仰速度降低，這是由于俯仰系統(tǒng)整體幾何尺寸大，自重也較重，俯仰速度低可減小啟、制動及運(yùn)行時，對設(shè)備的振動，并減小沖擊載荷，有利于提高機(jī)械傳動件及鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，并可降低俯仰驅(qū)動裝置電動機(jī)的功率。一般俯仰速度限制在4～6m/min。俯仰的最高速度應(yīng)在6m/min以下

12、。較長懸臂的設(shè)備最高俯仰速度可取高值。中型設(shè)備最高俯仰速度應(yīng)選5m/min左右。 (9) 俯仰角度 俯仰角度是懸臂縱向中心線與過懸臂后鉸軸中心線水平面的夾角。當(dāng)懸臂前部高于此平面時稱為上仰角度或正角度，低于此平面時稱為負(fù)角度或下俯角度。當(dāng)懸臂梁處在水平位置時為零度。俯仰角度工作范圍的確定首先要考慮能使懸臂皮帶機(jī)正常工作，既在上下極限角度位置上物料不下滑。根據(jù)這個原則，通常斗輪堆取料機(jī)俯仰角度范圍在-15度到+15度范圍內(nèi)。對于粒度較大且均勻的松散物料俯仰角度的絕對值應(yīng)更小一些。俯仰角度還與堆料與取料狀態(tài)下的料堆高度，懸臂后鉸點的位置有關(guān)。取料時下俯角度以斗輪可以挖掘到料場底部物料為限。堆

13、料狀態(tài)上仰角度以斗輪下部或懸臂下部與規(guī)定的料堆高度留有0.5-1 m的間隙為宜。一般上仰角度和下俯的角度不一定相等。 （10）回轉(zhuǎn)角度 回轉(zhuǎn)角度是指懸臂縱向中心線與地面皮帶機(jī)前進(jìn)方向中心線在水平面投影所形成的夾角。取料機(jī)因不存在尾車的干涉問題，回轉(zhuǎn)角度可達(dá)170度。一般堆取料機(jī)或堆料機(jī)由于有尾車梁的限制，回轉(zhuǎn)角度僅在110度范圍內(nèi)。由于取料機(jī)回轉(zhuǎn)角度范圍大，在實際使用中可前進(jìn)取料。使用的角度范圍大約為-10度到-90度，+10度到+90度。也可后退取料，使用的角度范圍是-90度到-170度，+90度到+170度。堆取料機(jī)正常取料的角度范圍大約在- 10度到-90度與+10度到+90度。堆

14、取料機(jī)的-90到-110度與+90度到+110度的角度范圍一般僅用于堆料，不宜用于取料。這是因為斗輪取不到-11O度到-170度與+110到+170度范圍內(nèi)的物料。當(dāng)斗輪在-90度到-110度與+90度到+110度范圍內(nèi)取料時斗輪體容易發(fā)生推料堆現(xiàn)象，使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生過載。斗輪堆取料機(jī)工作的角度范圍由自身幾何形狀與料場布置情況決定。 （11）回轉(zhuǎn)半徑 當(dāng)懸臂位于水平位置時從斗輪中心到回轉(zhuǎn)中心或從堆料機(jī)前部改向滾筒中心到回轉(zhuǎn)中心的垂直距離稱為回轉(zhuǎn)半徑，堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)半徑可按斗輪可取到相鄰設(shè)備基礎(chǔ)下的物料來確定，如圖2。 　 取料時堆取料機(jī)SR可取到堆料機(jī)S基礎(chǔ)下的物料。堆料機(jī)

15、的回轉(zhuǎn)半徑可按懸臂在上仰到最高位置時物料可流到規(guī)定的料堆寬度位置即可。如果堆料機(jī)是要求為菱形布料的混勻堆料機(jī)，其回轉(zhuǎn)半徑應(yīng)根據(jù)菱形布料的要求設(shè)計其具體數(shù)值。在同一料場的兩臺堆取料機(jī)其回轉(zhuǎn)半徑可設(shè)計成兩設(shè)備基礎(chǔ)中心距的1/2，但此時取料作業(yè)時常常發(fā)生物料塌方，使斗輪機(jī)構(gòu)或回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)過載。 （12）回轉(zhuǎn)速度 回轉(zhuǎn)速度是指懸臂繞回轉(zhuǎn)中心運(yùn)動的轉(zhuǎn)速，斗輪堆取料機(jī)或取料機(jī)在取料狀態(tài)時回轉(zhuǎn)速度影響取料能力與效率?；剞D(zhuǎn)速度不影響堆料時的能力與效率。為提高斗輪堆取料機(jī)或取料機(jī)的取料效率，回轉(zhuǎn)裝置采用調(diào)速回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度按下式規(guī)律變化： n=n0/cos φ （10） 式中： n0------φ=0時的

16、回轉(zhuǎn)速度，r/min n --- 回轉(zhuǎn)速度, r/min; φ --- 回轉(zhuǎn)角度位置； 采用上述規(guī)律調(diào)速時，當(dāng)角度φ=90度時，n 為無窮大，這在實際應(yīng)用中是不可能 的。為此應(yīng)限制最高回轉(zhuǎn)速度使設(shè)備從某一角度位置開始到90度回轉(zhuǎn)速度不變。一般限定斗輪在回轉(zhuǎn)時的斗輪處的最高線速度小于或等于30-50 m/min，對應(yīng)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為0.15-0.2r/min。最合理的回轉(zhuǎn)最高速度是斗輪直徑的4-6倍。調(diào)速的角度范圍是0度到70度，在70度至90度為恒定轉(zhuǎn)速?；剞D(zhuǎn)速度同時也影響取料能力，它是一個與取料能力相關(guān)的參數(shù)。由于斗輪堆取料機(jī)自重較大，回轉(zhuǎn)體部分繞回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動慣量非常大，限定最高

17、回轉(zhuǎn)速度可縮短啟。制動的時間，并減小沖擊與振動．使設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn)。堆料機(jī)回轉(zhuǎn)裝置一般不進(jìn)行調(diào)速?；剞D(zhuǎn)速度可比堆取制機(jī)或取料機(jī)的回轉(zhuǎn)速度低一些。 （13）輪壓 輪壓是制造商與用戶商定的單個車輪對鋼軌的作用載荷。對同一質(zhì)量的設(shè)備輪壓的大小可通過調(diào)整車輪的數(shù)量來解決。輪壓的大小還會影響鋼軌的強(qiáng)度與型號的選擇、基礎(chǔ)的土建設(shè)計。通常斗輪堆取料機(jī)最大輪正限制在250kN以內(nèi)．過大的輪壓會加大土建的投資，而過小的輪壓會使驅(qū)動輪容易產(chǎn)生打滑，增加設(shè)備自重。輪壓除考慮豎直載荷外還應(yīng)考慮水平方向的載荷。 （14）軌道中心距 斗輪堆取料機(jī)走行兩鋼軌中心線的垂直距離稱為軌道中心距。 軌道中心距通常按1／

18、5倍的回轉(zhuǎn)半徑來設(shè)計．對側(cè)三支點支承的走行裝置，軌道中心距可按1/4倍的回轉(zhuǎn)半徑來設(shè)計。軌道中心距對設(shè)備本身的主要影響其穩(wěn)定性，故軌道中心更不可過小。同時，過小的軌道中心距會使設(shè)備在回轉(zhuǎn)與俯仰的過程中設(shè)備輪壓變化過大，使驅(qū)動輪打滑或輪壓過載。當(dāng)軌道中心距過大時會多占用料場的有效利用面積，影響場地的利用率。軌道中心距還與設(shè)備自身幾何布置需要與料場設(shè)備布置需要有關(guān)。 （15）走行速度 走行速度是斗輪堆取料機(jī)在鋼軌上運(yùn)行時的速度。走行速度的確定與設(shè)備類型、取料進(jìn)尺距離有關(guān)。走行速度又分為調(diào)車速度與工作速度。調(diào)車速度常取30m/min,其原因與回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速確定原則相同。堆料工作時走行速度要求不高，通

19、常小于30 m/min 。取料工作時走行速度一般取7 m/min。對于大車走行每次進(jìn)尺走行距離特別小的設(shè)備，取料工作走行速度可按下式選?。? v = 10t m/min ( 11) 式中： v ---- 取料時的走行速度，m/min ； t ---- 大車每次進(jìn)尺距離m。 取料工作速度一般不宜過高，原因是當(dāng)工作速度過高時停車位置誤差較大，取料每次進(jìn)尺量不準(zhǔn)確，取料能力在每次進(jìn)尺時變化較大。若堆料作業(yè)要進(jìn)行均化時，堆料機(jī)的走行速度可按下式設(shè)計： （v0-v1）/v1=（v0+v2）/v2 (12) 式中：v0 —— 地面皮帶機(jī)帶速；m/s； v1 —— 堆料機(jī)前進(jìn)速度．m/s； v2 ---- 堆料機(jī)后退速度。m/s。 均化作業(yè)時堆料機(jī)將連續(xù)走行。按上式的速度運(yùn)行可使堆料機(jī)前進(jìn)與后退時堆到料場上沿軌道長度上的物料的線密度相等。 小結(jié) 斗輪堆取料機(jī)主參數(shù)的選用是關(guān)系到供需雙方的重大問題、因此在簽訂合同前應(yīng)詳細(xì)進(jìn)行討論共同確認(rèn)每一項參數(shù)。斗輪堆取料機(jī)系單件小批量產(chǎn)品，每一用戶的物料、現(xiàn)場布置、使用工況等等都各有不同、應(yīng)針對不同用戶的特點正確確定每一參數(shù)，最終使設(shè)備達(dá)到合同規(guī)定的參數(shù)要求，滿足用戶現(xiàn)場的使用，避免給供需雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。