胡建軍 陶瑛 史可心 陳占國(guó)

中材建設(shè)有限公司（100176）

探討114 m圓形堆取料機(jī)的設(shè)計(jì)

胡建軍 陶瑛 史可心 陳占國(guó)

中材建設(shè)有限公司（100176）

介紹了圓形堆取料機(jī)的組成、參數(shù)及性能特點(diǎn)，闡述了圓形堆取料機(jī)各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

圓形堆取料機(jī)；設(shè)計(jì)；系統(tǒng)

圓形堆取料機(jī)的主要功能是實(shí)現(xiàn)原料的預(yù)均化和自動(dòng)存儲(chǔ),是保證水泥廠連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一,決定了水泥產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。圓形堆取料機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、廠房和基礎(chǔ)等一次性投資低的優(yōu)勢(shì)。由于堆料和取料可以獨(dú)立工作,在滿儲(chǔ)量的情況下,場(chǎng)地閑置率低。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,對(duì)圓形堆取料機(jī)能力要求也越來(lái)越大。

1 114 m圓形堆取料機(jī)的組成及參數(shù)

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

圖1 設(shè)備總圖

圓形堆取料機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 圓形堆取料機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2 圓形堆取料機(jī)性能特點(diǎn)

新研發(fā)的114 m石灰石圓形堆取料機(jī)配套堆場(chǎng)的儲(chǔ)量約10萬(wàn)t，堆料能力達(dá)到3 000 t/h，取料能力達(dá)到1 200 t/h，是大儲(chǔ)量、大能力的大型設(shè)備。在同類(lèi)型設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備各部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新和優(yōu)化。在主梁采用箱型結(jié)構(gòu)、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(qiáng)度。料耙采用雙層結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)采用了新結(jié)構(gòu)，大幅提高了穩(wěn)定性，減小了變形量。

3 圓形堆取料機(jī)設(shè)計(jì)

3.1 取料系統(tǒng)

取料系統(tǒng)中的主梁是非常重要的結(jié)構(gòu)部件，上面支撐著料耙系統(tǒng)，下面懸掛著刮板系統(tǒng)，一端鉸接在中心柱的回轉(zhuǎn)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(diǎn)，整體采用箱型結(jié)構(gòu)（如圖2所示），便于制造和安裝。以前刮板系統(tǒng)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(qiáng)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(jìn)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(yīng)力為218 MPa，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和變形量滿足要求。

圖2 主梁結(jié)構(gòu)

圖3 主梁計(jì)算結(jié)果

3.2 料耙系統(tǒng)

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(dāng)物料石灰石中摻雜了一定比例的黏土后，整體流動(dòng)性就會(huì)比較差。料耙往復(fù)工作過(guò)程中會(huì)不斷的進(jìn)給，耙齒插入物料深度就會(huì)越來(lái)越大，因此對(duì)料耙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耙齒進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)：

料耙結(jié)構(gòu)采用雙層結(jié)構(gòu)。堆棚儲(chǔ)量要求不低于10萬(wàn)噸，設(shè)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(dǎo)致料耙結(jié)構(gòu)相應(yīng)增大。為了增加結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，沒(méi)有采用增大型材的方案，而是采用雙層結(jié)構(gòu)，兩側(cè)結(jié)構(gòu)直采用鋼管連接在一起,形成一個(gè)整體（如圖4所示），穩(wěn)定性大大加強(qiáng)。

圖4 料耙結(jié)構(gòu)

耙齒原先直接貼焊在料耙框架型鋼上，在工作過(guò)程中焊縫容易開(kāi)裂。采用套管結(jié)構(gòu)，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(shè)計(jì)耗齒不但受力性好，而且容易更換。

3.3 中心柱系統(tǒng)

中心柱上部支撐著來(lái)料膠帶機(jī)，并把物料導(dǎo)入懸臂膠帶機(jī)的導(dǎo)料槽內(nèi)。中部有兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸承，懸臂膠帶機(jī)支撐在兩個(gè)軸承之間，以便堆料機(jī)進(jìn)行回轉(zhuǎn)。取料機(jī)主梁一端鉸接在中心柱下部的回轉(zhuǎn)軸承上，并圍繞其進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作。中心柱最下面是中心料槽，將取料機(jī)刮板刮取來(lái)的物料導(dǎo)入到出料膠帶機(jī)上。中心柱整體高度較大，從基礎(chǔ)水平面到頂端高度為22 m，并支撐來(lái)料膠帶機(jī)、懸臂堆料機(jī)、取料機(jī)等部件，受力特大，中心柱設(shè)計(jì)為下部結(jié)構(gòu)直徑較大，中段較小，上部為鋼結(jié)構(gòu)的形式，整體結(jié)構(gòu)比較合理。用軟件進(jìn)行受力模擬分析計(jì)算（如圖6所示），設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿足剛度需求。同時(shí)，對(duì)中心料槽進(jìn)行改進(jìn)：加大下料角度，最小角度保證在65°以上；加大最小通過(guò)面積。

圖5 耙齒結(jié)構(gòu)

圖6 中心柱受力分析

3.4 懸臂堆料系統(tǒng)

懸臂堆料系統(tǒng)將來(lái)料膠帶機(jī)卸下來(lái)的物料，按照一定的程序要求，通過(guò)回轉(zhuǎn)、仰俯等復(fù)合運(yùn)動(dòng)，堆到料場(chǎng)的指定區(qū)域。懸臂最遠(yuǎn)點(diǎn)距中心鉸支點(diǎn)距離為32 m，且堆料機(jī)能力為3 000 t/h。懸臂主梁上部采用斜拉雙吊點(diǎn)，下部采用倒三角鋼管支撐，有效保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和變形量。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（如圖7所示）。

圖7 懸臂堆料系統(tǒng)