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。
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)
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。
3.1 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)