水泥廠堆料機設計常見問題

劉勇[中國中材國際工程股份有限公司（南京），江蘇 南京 211100]

0 前言

堆取料機作為水泥廠預均化堆場中堆取料設備，屬于移動類輸送設備，看起來直觀簡單，但設計時很容易忽略一些細節，特別是第一次設計，某些地方沒注意會造成返工或現場一些整改。根據個人設計經驗及現場反饋，將堆料機設計中常見問題總結如下，以供參考。

1 側式懸臂堆料機結構簡介

側式懸臂堆料機主要結構見圖1。

圖1 側式懸臂堆料機

圖1中，工藝皮帶順著傾斜小車繞過。堆料機工作時，物料由傾斜小車上的工藝皮帶將物料卸入懸臂膠帶機上，再從懸臂膠帶機頭部卸出形成料堆，利用行走機構的往復行走，將物料堆在堆場中，堆料過程中，懸臂膠帶機可以不斷升高，直至堆出所要求高度的料堆。

2 常見問題

2.1 堆料方式

在長形堆場中，一般與側式懸臂堆料機配合的是橋式刮板取料機或側式刮板取料機，其中橋式刮板取料機為端面取料，側式刮板取料機為側面取料。為達到物料均化效果，端面取料時，堆料機需來回往復堆料；側面取料時，則需定點堆料。所以取料方式確定后，堆料方式需與之匹配。

2.2 懸臂膠帶機

若工藝皮帶物料輸送能力為Q，工藝皮帶帶速為V1，堆料機行走機構速度為V2。當堆料機逆著工藝進料皮帶方向行走時，懸臂膠帶機瞬時物料輸送能力為（1+V2/V1）Q；當堆料機順著工藝進料皮帶方向行走時，懸臂膠帶機瞬時物料輸送能力為（1-V2/V1）Q，所以懸臂膠帶機瞬時最大物料輸送能力比工藝皮帶物料輸送能力大，一般懸臂膠帶機帶速高于工藝皮帶帶速，設計傳動時物料輸送能力也需比工藝皮帶輸送能力大。

懸臂膠帶機傳動布置有頭部（卸料端）和尾部兩種，當傳動裝置在尾部時，工作皮帶邊為松邊，此處滾筒張緊力較大才能保證滾筒不打滑，而設備受空間等局限，張緊結構提供張緊力一般不會很大，當傳動功率較大，一般超過75kW時考慮把傳動裝置布置在頭部（如圖1布置），這樣工作皮帶邊為緊邊，可減少滾筒張緊力，不易造成打滑現象。

物料運動堆積角一般為靜止安息角的50%～75%，考慮一定的安全冗余，物料和膠帶間不發生相對滑動，懸臂膠帶機帶料時最大仰角取16°（傾斜小車角度亦如此）。由于懸臂膠帶機工作角度有變化，其配置的傳動系統也需滿足該工況，減速機在角度發生變化時影響齒輪潤滑，一般需配置強制潤滑泵或補油箱等措施來保證齒輪潤滑。

2.3 行走機構傳動裝置

圖1中，繞在傾斜小車上的工藝皮帶兩端張力分別為F1，F2。F2和F1之間差值和堆料能力、傾斜小車長度、高度等相關。

當堆料機逆著工藝進料皮帶方向行走時，F2-F1為堆料機行走機構阻力。在堆料機堆料能力不大時，行走機構阻力主要來自設備自身重量（含物料重量）所產生的摩擦阻力，當堆料能力增大后，工藝皮帶阻力（F2-F1）可能會超過設備自身重量的摩擦阻力，成為主要矛盾，所以設計行走機構傳動裝置時考慮工藝皮帶阻力是必要的，如行走機構阻力太大時可考慮將行走機構所有車輪作為驅動輪。一味增大驅動輪的電機、減速機規格并不可取，因為車輪和軌道靜摩擦系數存在上限（一般最大0.15），一定的輪壓只能產生一定的驅動力，所以當行走機構阻力太大時一般采取增加驅動輪數量來增加驅動力。

當堆料機順著工藝進料皮帶方向行走時，F2-F1為堆料機行走機構助力。行走電機變頻器須串接制動單元和制動電阻，以防堆料機順著工藝進料皮帶方向行走時，越走越快，出現飛車現象。

2.4 行走機構擋輪

堆料機行走機構有時設計擋輪，擋輪在整個軌道上移動。軌道系統中地腳螺栓、連接兩根軌道的螺栓連接副（如果有的話）和擋輪間隙不能太小，建議間隙20mm左右。

2.5 傾斜小車

在現場安裝時很容易碰到傾斜小車底部和工藝皮帶干涉，在對外專業提資料時需把傾斜小車底部尺寸A（見圖1）標注清楚，讓外專業核對或拿到工藝皮帶尺寸自己核，保證傾斜小車底部和工藝皮帶間隙150mm左右。

2.6 支架

圖1中，當懸臂膠帶機角度最小時，液壓缸兩鉸孔最小距離為L1，當懸臂膠帶機角度最大時，液壓缸兩鉸孔最大距離為L2，液壓缸實際訂貨時需考慮80 mm左右余量，即液壓缸實際訂貨時兩鉸孔最小距離為L1-80 mm，最大距離為L2+80 mm。現不考慮余量問題，液壓缸行程S=L2-L1，對于耳環連接形式液壓缸，由于液壓缸自身結構，液壓缸兩鉸孔最小距離L1＞S+900mm，900mm為參考數值，與缸徑、廠家等相關，具體可咨詢相關液壓缸廠家。在設計支架時，三角架高度不能偏小，特別是液壓缸行程較大時，需滿足液壓缸兩鉸孔最小距離和液壓缸行程之間關系。

2.7 電纜卷盤容量

電纜卷盤容量和軌道系統中擋塊距離、出纜口位置、電纜卷盤在設備中位置相關。特別是電纜卷盤中心和懸臂膠帶中心相距較遠，出纜口位置在堆場中心時，電纜卷盤容量要考慮卷盤中心和懸臂膠帶中心的距離。可將堆料機放在軌道系統上移動，當出纜口中心和電纜卷盤中心對齊時，電纜卷盤上纏繞電纜最多，再分別將堆料機向兩邊移動，直至堆料機上防撞塊碰到擋塊，取兩邊移動距離中較大值作為卷纜長度，電纜卷盤容量除了考慮卷纜長度之外，電纜卷盤內圈再多纏繞4圈左右電纜即可。

3 結語

堆料機設計需要注意地方很多，以上所述問題，相對容易忽視。其中有些是剛開始設計時需統籌考慮，有些是在設計過程中需要注意，還有一些是選擇外購件時加以注意，希望對設計人員有所幫助。