堆取料機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計探究

王雷++金德建

摘 要：斗輪堆取料機是一種新型高效率連續(xù)裝卸機械，主要用于散貨專業(yè)碼頭、鋼鐵廠、大型火力發(fā)電廠和礦山等的散料堆場裝卸鐵礦石（砂）、煤炭、砂子等。該機因其作業(yè)效率高，故在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。為節(jié)約土地資源，本文將堆取料機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行科學合理的優(yōu)化設(shè)計，不僅可以更有效地利用堆場空間，而且使用維修方便。

關(guān)鍵詞：堆取料機；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；高樁梁板結(jié)構(gòu)

通常堆場的貨種是散貨， 堆取料機基礎(chǔ)上采用皮帶機運輸，為了達到環(huán)境保護要求，一般要在基礎(chǔ)上皮帶機旁以及堆場內(nèi)設(shè)置噴淋灑水，則基礎(chǔ)周邊需要設(shè)置給排水管道；堆場中需要設(shè)置照明系統(tǒng)，也需要走電線。為了避免堆場內(nèi)堆貨引起的沉降和操作車輛在使用過程中對水電管線產(chǎn)生破壞，水電管線的布置最好布置于非堆載區(qū)域。如布置明線，則影響美觀；如布置在地下，則后期的維修較麻煩。結(jié)構(gòu)設(shè)計若考慮了管線的布置，則為后期的使用帶來了極大的方便。

一、基本構(gòu)造和工作原理

堆取料機的基本構(gòu)造是由中柱，可在中柱上回轉(zhuǎn)的堆料機和一端繞中柱回轉(zhuǎn)、另一端在圓形軌道上運行的刮板取料機組成。本機可同時或分別進行堆料及取料作業(yè)。堆料機上部設(shè)有回轉(zhuǎn)支承，其內(nèi)圈與支座固定，支座與來料棧橋聯(lián)接。堆料機的下部也設(shè)有回轉(zhuǎn)支承，其帶外齒的外圈用高強螺栓聯(lián)接固定在中柱上。堆料機轉(zhuǎn)臺上設(shè)置的立式減速器輸出軸上的小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的外齒圈嚙合，實現(xiàn)堆料機的回轉(zhuǎn)運動。堆料機懸臂的變幅運動由轉(zhuǎn)臺上設(shè)置的液壓驅(qū)動的油缸的伸縮來實現(xiàn)。堆料機懸臂上設(shè)有膠帶輸送機，由來自棧橋上的膠帶輸入的物料通過堆料機懸臂上的膠帶機完成堆料。在正常的堆料工藝過程中，堆料機的回轉(zhuǎn)和懸臂的變幅是合成運動，在可編程控制系統(tǒng)的控制下，堆料機按設(shè)計的程序?qū)嵤〤HEVCON堆料法。堆料區(qū)域內(nèi)堆頂曲線呈拋物線狀的料堆按逆時針方向連續(xù)堆成。堆料區(qū)域108°，達到堆頂高度后堆料臂水平逆時針回轉(zhuǎn)移位3°。再次進行108°回轉(zhuǎn)往復(fù)式堆料。 取料機主要由主梁、料耙系統(tǒng)、刮板輸送系統(tǒng)及端梁構(gòu)成。主梁一端鉸接于中柱下面外部的轉(zhuǎn)臺上，該轉(zhuǎn)臺固定在另一回轉(zhuǎn)支承外圈上，回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)外圈與中柱下部用螺栓聯(lián)接，這一結(jié)構(gòu)使主梁繞中柱回轉(zhuǎn)。主梁的另一端用螺栓聯(lián)接在行走端梁上，端梁上設(shè)有兩套相同的行走驅(qū)動裝置。行走車輪軸裝入驅(qū)動裝置中減速器的中空軸里，用鎖緊盤聯(lián)接，起動端梁驅(qū)動裝置，主梁可繞中柱在圓形軌道上運行。取料機主梁上設(shè)有液壓驅(qū)動的料耙，行程4m的料耙?guī)缀醺采w了整個料堆斷面，料耙的傾斜角是可調(diào)的。當物料的含水量或粘度大時，要適當手動調(diào)大料耙的傾斜角度，料耙的傾角比物料的休止角大1°～ 2°是適宜的。當料耙以4m行程往復(fù)運動時，均布在料耙平面上的耙齒撥動取料面上的物料使之下落到取料面的底部，被連續(xù)不斷運行的刮板運走。沿取料機主梁底面設(shè)置著循環(huán)運行的刮板輸送鏈，鏈條上均布安裝有刮板，被料耙撥動滑落下來的物料進入運動著的刮板之間。經(jīng)過刮板的連續(xù)運動，直至將物料刮入中心落料斗下面的出料膠帶機上輸出。 取料的過程是取料機行走、料耙和刮板三套驅(qū)動聯(lián)動的過程。取料機工作行走的速度采用變頻調(diào)速，通過行走調(diào)速來調(diào)整取料量。

二、優(yōu)化設(shè)計方案與優(yōu)點

（一）優(yōu)化設(shè)計方案

堆取料機基礎(chǔ)采用高樁梁板透空式結(jié)構(gòu)，堆取料機基礎(chǔ)由多個結(jié)構(gòu)段組成。每個結(jié)構(gòu)段分為上下兩部分， 基礎(chǔ)下部為樁基， 采用φ600δ110PHC樁，外側(cè)布置2排直樁，樁間距為3 m，內(nèi)側(cè)布置2排8：1的斜樁，樁間距為6 m ?；A(chǔ)上部由2根平行設(shè)置的現(xiàn)澆鋼筋混凝土軌道梁、連接2根軌道梁之間的橫撐和設(shè)置于橫撐之間的面板組成一個架空式結(jié)構(gòu)。將排水溝設(shè)置于2根軌道梁之間的架空地面處，將軌道梁底部設(shè)置成凹凸形口作為排水通道，軌道梁外側(cè)底部設(shè)置2條通長的碎石過濾層，以便過濾渣子。2段軌道梁間銜接處每隔一段距離設(shè)置通行門，行人可橫穿堆取料機基礎(chǔ)；在架空層內(nèi)每隔一段距離設(shè)置一個爬梯，以便工作人員可以上下堆取料機基礎(chǔ)進行維修。將架空層中間的地面降低20 cm，排水溝靠一側(cè)布置，另一側(cè)較寬處可通行人。水電信管線埋設(shè)于架空層中。

（二）優(yōu)化設(shè)計的優(yōu)點

以實體斜坡式結(jié)構(gòu)為例作比較，優(yōu)化設(shè)計后，新型結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點如下：堆取料機軌道基礎(chǔ)占地面積減?。蝗舨捎贸Ｒ?guī)的斜坡式實體結(jié)構(gòu)，本工程堆取料機基礎(chǔ)占地面積約為2.25萬m2，通過優(yōu)化后的實際占地面積為1.24萬m2，優(yōu)化后堆取料機基礎(chǔ)占地面積減少了44.9%，并且節(jié)約了一條排水溝的面積670 m2；減小后的面積因業(yè)主要求主要用于增大堆場面積，堆場的占地面積由5.95萬m2增大為7.03萬m2，即增大了18.1%?；A(chǔ)使用和維護方便，常規(guī)的設(shè)計通常需將水電信等管線埋設(shè)于實體中，使用后由于地基沉降的緣故可能導致管線產(chǎn)生不均勻受力而破損，后期檢查維修管線麻煩，維修費用高。優(yōu)化設(shè)計后的堆取料機基礎(chǔ)，水電信等管線設(shè)置于架空層內(nèi)，維修簡便。因優(yōu)化設(shè)計后的堆取料機基礎(chǔ)設(shè)置有橫向通道門，以及上下爬梯，故行人通行及工作人員維修較方便。排水溝置于架空層內(nèi)，不僅節(jié)約了占地面積，而且清理也較方便。高樁梁板結(jié)構(gòu)后期維護費用較其它的形式維護費用低。優(yōu)化后堆取料機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)實施后實際投資僅比實體斜坡式結(jié)構(gòu)大了約3.6%，但實體式結(jié)構(gòu)后期維護費用大。且優(yōu)化后的堆場堆貨面積增大后相應(yīng)增加了經(jīng)濟效益，故從經(jīng)濟的角度考慮是可行的。

三、結(jié)束語

對于大型的散貨堆場，利用皮帶機進行散貨的運輸和利用堆、取料機進行散貨的堆取作業(yè)是目前比較常用且經(jīng)濟有效的作業(yè)方式。因堆取料機的操作高度及操作范圍受一定限制，堆場內(nèi)通常需要設(shè)置多條皮帶機及配備多臺裝卸設(shè)備。而皮帶機及其裝卸機械的基礎(chǔ)常常占用了堆場內(nèi)很大一部分面積，這使得堆場內(nèi)實際的堆貨面積有所減小，即相應(yīng)增大了堆場所需的面積。

參考文獻：

[1]張強.堆取料機回轉(zhuǎn)支承故障診斷研究[J].科技傳播，2014.

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