探討114 m圓形堆取料機的設計

胡建軍 陶瑛 史可心 陳占國

中材建設有限公司（100176）

探討114 m圓形堆取料機的設計

胡建軍 陶瑛 史可心 陳占國

中材建設有限公司（100176）

介紹了圓形堆取料機的組成、參數及性能特點，闡述了圓形堆取料機各系統的設計。

圓形堆取料機；設計；系統

圓形堆取料機的主要功能是實現原料的預均化和自動存儲,是保證水泥廠連續生產的關鍵設備之一,決定了水泥產品的穩定性和可靠性。圓形堆取料機具有結構緊湊、占地面積小、廠房和基礎等一次性投資低的優勢。由于堆料和取料可以獨立工作,在滿儲量的情況下,場地閑置率低。隨著生產規模的不斷擴大,對圓形堆取料機能力要求也越來越大。

1 114 m圓形堆取料機的組成及參數

圓形堆取料機主要包括：取料系統、料耙系統、中心柱系統、懸臂堆料系統、軌道系統，如圖1所示。

圖1 設備總圖

圓形堆取料機主要技術參數如表1所示。

表1 圓形堆取料機主要技術參數

2 圓形堆取料機性能特點

新研發的114 m石灰石圓形堆取料機配套堆場的儲量約10萬t，堆料能力達到3 000 t/h，取料能力達到1 200 t/h，是大儲量、大能力的大型設備。在同類型設備的基礎上，對設備各部件結構進行了創新和優化。在主梁采用箱型結構、安裝高度不變的情況下，大幅提高主梁高度，從而提高了縱向抗彎強度。料耙采用雙層結構，提高了整體剛度。耙齒采用插入式，不但便于安裝，也提高了受力性能。懸臂結構采用了新結構，大幅提高了穩定性，減小了變形量。

3 圓形堆取料機設計

3.1 取料系統

取料系統中的主梁是非常重要的結構部件，上面支撐著料耙系統，下面懸掛著刮板系統，一端鉸接在中心柱的回轉軸承上,一端固定在行走端梁上。主梁具有承重大、跨度大的特點，整體采用箱型結構（如圖2所示），便于制造和安裝。以前刮板系統整體在主梁的下面懸掛，這次主梁高度增加，把上部刮板包在主梁里面，這樣有效增加了主梁的整體高度，提高了縱向抗彎強度，也增加了鏈條的防塵性，減少灰塵的堆積。用有限元軟件進行受力分析（如圖3所示），最大綜合變形量為54 mm，最大等效應力為218 MPa，結構強度和變形量滿足要求。

圖2 主梁結構

圖3 主梁計算結果

3.2 料耙系統

料耙的主要作用是松散物料，讓其沿著斜面滑落到刮板里面。當物料石灰石中摻雜了一定比例的黏土后，整體流動性就會比較差。料耙往復工作過程中會不斷的進給，耙齒插入物料深度就會越來越大，因此對料耙結構強度和耙齒進行加強設計：

料耙結構采用雙層結構。堆棚儲量要求不低于10萬噸，設備軌道直徑增大到114 m，料堆截面最大寬度為52.75 m、高度為23.75 m，導致料耙結構相應增大。為了增加結構的整體穩定性，沒有采用增大型材的方案，而是采用雙層結構，兩側結構直采用鋼管連接在一起,形成一個整體（如圖4所示），穩定性大大加強。

圖4 料耙結構

耙齒原先直接貼焊在料耙框架型鋼上，在工作過程中焊縫容易開裂。采用套管結構，耙齒插在鋼管中，鋼管再焊接到框架型鋼上（如圖5所示）。這樣設計耗齒不但受力性好，而且容易更換。

3.3 中心柱系統

中心柱上部支撐著來料膠帶機，并把物料導入懸臂膠帶機的導料槽內。中部有兩個回轉軸承，懸臂膠帶機支撐在兩個軸承之間，以便堆料機進行回轉。取料機主梁一端鉸接在中心柱下部的回轉軸承上，并圍繞其進行回轉動作。中心柱最下面是中心料槽，將取料機刮板刮取來的物料導入到出料膠帶機上。中心柱整體高度較大，從基礎水平面到頂端高度為22 m，并支撐來料膠帶機、懸臂堆料機、取料機等部件，受力特大，中心柱設計為下部結構直徑較大，中段較小，上部為鋼結構的形式，整體結構比較合理。用軟件進行受力模擬分析計算（如圖6所示），設計結構滿足剛度需求。同時，對中心料槽進行改進：加大下料角度，最小角度保證在65°以上；加大最小通過面積。

圖5 耙齒結構

圖6 中心柱受力分析

3.4 懸臂堆料系統

懸臂堆料系統將來料膠帶機卸下來的物料，按照一定的程序要求，通過回轉、仰俯等復合運動，堆到料場的指定區域。懸臂最遠點距中心鉸支點距離為32 m，且堆料機能力為3 000 t/h。懸臂主梁上部采用斜拉雙吊點，下部采用倒三角鋼管支撐，有效保證了結構的穩定性和變形量。設計結構（如圖7所示）。

圖7 懸臂堆料系統