韓建斌
摘 要:本文介紹了大型平底筒倉(cāng)清倉(cāng)裝置的現(xiàn)狀,重點(diǎn)分析了埋刮板清倉(cāng)裝置的組成及功能,說(shuō)明其為目前較理想的清倉(cāng)設(shè)備。
關(guān)鍵詞:平底筒倉(cāng);埋刮板清倉(cāng)裝置;驅(qū)動(dòng)裝置;機(jī)架;刮板;鏈輪與鏈條
中圖分類(lèi)號(hào):TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1.背景
隨著城市用地日益緊張,土地使用的機(jī)會(huì)成本越來(lái)越高,新的形勢(shì)迫切要求積極探索研究物料堆放、貯存的新方法、新工藝。采用大型筒倉(cāng)作為煤炭等散貨堆放貯存的工藝方案,是解決煤炭在露天儲(chǔ)存時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的有效手段,不僅可以將煤炭封閉地倉(cāng)儲(chǔ)起來(lái),避免了粉塵飛揚(yáng)造成煤炭質(zhì)量的損失和環(huán)境污染,而且與大多數(shù)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)相比容量最高,單倉(cāng)儲(chǔ)量可達(dá)100000m3以上,并可節(jié)約占地40%以上,是最經(jīng)濟(jì)高效的儲(chǔ)存方式。
筒倉(cāng)倉(cāng)底基本上有兩種形式:錐底和平底。錐底筒倉(cāng)物料完全依靠自重流出筒倉(cāng),無(wú)需動(dòng)力,但這種倉(cāng)型有倉(cāng)容損失,有效容積使用率低,特別是大直徑的筒倉(cāng)。平底筒倉(cāng)中大部分物料都可以依靠重力自然流動(dòng)出倉(cāng),但有一部分物料由于自然堆積角不能自流出倉(cāng),形成死角。對(duì)一般筒倉(cāng)來(lái)說(shuō),這部分殘留物料相對(duì)量并不是很大,占總倉(cāng)容量的10%左右,但絕對(duì)數(shù)量卻很大,從幾十噸到幾百?lài)嵅坏?;?duì)大直徑圓倉(cāng)來(lái)說(shuō),絕對(duì)數(shù)量甚至達(dá)到上千噸。解決好這部分物料的出倉(cāng)問(wèn)題,充分利用筒倉(cāng)的有效容積,就成為清倉(cāng)裝置研究的關(guān)鍵。
2.現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)外清倉(cāng)裝置基本上有以下兩種:螺旋清倉(cāng)機(jī)和鼓氣式出倉(cāng)裝置。但這兩種清倉(cāng)方式投資都比較大,能耗較高,輸送能力有限,對(duì)于鼓氣式清倉(cāng)機(jī)一般不適合于筒倉(cāng)直徑大于30m的情況,因?yàn)檫@會(huì)對(duì)鼓氣膜有更高層次的要求,而且放置于筒倉(cāng)內(nèi)的鼓氣膜也會(huì)占據(jù)筒倉(cāng)壁一定的空間,每次清倉(cāng)過(guò)后還要人工把鼓氣膜放置到原來(lái)的位置,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而螺旋式清倉(cāng)機(jī)存在的主要問(wèn)題是工程造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本較高,且充滿(mǎn)度低,輸送能力小,適應(yīng)性較差等,在大型化、全封閉、安全、效率、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性等方面仍然存在著各種問(wèn)題和不足。為了克服上述清倉(cāng)裝置的缺點(diǎn),更好的解決現(xiàn)有清倉(cāng)難的問(wèn)題,埋刮板式清倉(cāng)裝置是較為理想的清倉(cāng)設(shè)備。
3.組成及功能
埋刮板清倉(cāng)裝置采用設(shè)備長(zhǎng)度與筒倉(cāng)半徑相當(dāng)、以一側(cè)全程開(kāi)口進(jìn)料方式進(jìn)行作業(yè),其開(kāi)口朝向待清理物料,即清倉(cāng)裝置前進(jìn)方向。設(shè)備運(yùn)行時(shí),物料受刮板鏈條在運(yùn)動(dòng)方向的壓力及物料自身質(zhì)量的作用,在物料間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。這種摩擦力足以克服物料在機(jī)槽中移動(dòng)產(chǎn)生的外摩擦阻力,使物料形成連續(xù)整體的料流而被輸送。清倉(cāng)作業(yè)時(shí),設(shè)備機(jī)在行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下,繞筒倉(cāng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)通過(guò)自身的運(yùn)行將物料向筒倉(cāng)中央輸送,再由中央卸料口將物料卸出筒倉(cāng),達(dá)到清倉(cāng)的目的。
埋刮板清倉(cāng)裝置共分為機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)架、機(jī)架支撐、刮板、鏈條、鏈輪、行走驅(qū)動(dòng)裝置七大部分:
3.1 機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置
機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置安裝于筒倉(cāng)的中心,是埋刮板清倉(cāng)裝置驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)刮板向筒倉(cāng)中心輸送煤炭的動(dòng)力所在,它的組成主要有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器之間相連接的皮帶、安裝于驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的小帶輪、安裝于減速器上的大帶輪以及安裝于減速器輸出軸與鏈輪旋轉(zhuǎn)軸上的大小錐齒輪組成。機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置中電機(jī)與減速器的選擇對(duì)刮板是否能夠提供足夠的動(dòng)力,用于平穩(wěn)的帶動(dòng)物料向筒倉(cāng)中心移動(dòng)起著至關(guān)重要的作用。減速器與電機(jī)之間采用皮帶連接是為了防止刮板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因出現(xiàn)過(guò)載,起到打滑緩沖的作用,對(duì)電機(jī)甚至整個(gè)裝置起到保護(hù)作用。
3.2 機(jī)架
機(jī)架的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿(mǎn)足4點(diǎn)要求:(1)清倉(cāng)裝置易于在圓周方向繞筒倉(cāng)中心運(yùn)動(dòng)時(shí)切入待清料堆;(2)整個(gè)清倉(cāng)機(jī)架在處于待工作的過(guò)程中能夠承受來(lái)自清倉(cāng)裝置上面物料的壓力,以及在工作過(guò)程中能夠承受來(lái)自物料強(qiáng)大阻力;(3)在物料向筒倉(cāng)中心輸送的過(guò)程中,清倉(cāng)裝置的機(jī)架槽內(nèi)應(yīng)能夠盡可能多的吃入物料,以利于物料向中心輸送;(4)機(jī)架整體的重量應(yīng)盡可能的小,因?yàn)樽陨磉^(guò)重會(huì)要求驅(qū)動(dòng)行走部分的電機(jī)擁有較大的功率,不利于節(jié)能環(huán)保。因此為滿(mǎn)足清倉(cāng)裝置在繞筒倉(cāng)中心圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),清倉(cāng)機(jī)易于切入無(wú)法順利依靠自身重量出倉(cāng)的物料,整個(gè)清倉(cāng)裝置機(jī)架的底端應(yīng)具有一定角度的傾斜,在機(jī)架底端面向待清物料的方向上應(yīng)有約為機(jī)架底板厚度1/3數(shù)值的倒角,以減小在機(jī)架切入物料的過(guò)程中所承受的阻力。
3.3 機(jī)架支撐
機(jī)架支撐對(duì)于機(jī)架承擔(dān)來(lái)自頂部物料的壓力,又使機(jī)架順利行走起著至關(guān)重要的作用,它是保證機(jī)架在物料重力的壓力下不向底面彎曲的關(guān)鍵所在。機(jī)架支撐應(yīng)滿(mǎn)足下面3點(diǎn)要求:(1)支撐輪應(yīng)可以在筒倉(cāng)底面上3600無(wú)死角轉(zhuǎn)動(dòng),因?yàn)榍鍌}(cāng)裝置在筒倉(cāng)內(nèi)的行走路線是弧線,而有時(shí)機(jī)架在繞筒倉(cāng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),不可避免地會(huì)出現(xiàn)機(jī)架下面有一定數(shù)量的物料無(wú)法進(jìn)入機(jī)架槽內(nèi),在此情況下勢(shì)必會(huì)阻礙機(jī)架下支撐輪的行走,采用3600無(wú)死角轉(zhuǎn)動(dòng)可以使支撐輪繞過(guò)阻礙順利前行;(2)機(jī)架支撐輪所使用的材料要具有不會(huì)因輕微的摩擦而產(chǎn)生火花,因?yàn)檎麄€(gè)裝置不可避免地會(huì)在工作過(guò)程中與煤炭產(chǎn)生一定的摩擦,煤炭極易燃,防止火花的產(chǎn)生是設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的重中之重;(3)機(jī)架支撐輪在機(jī)架上的安裝應(yīng)均勻固定在機(jī)架底端,以較為均勻地承受來(lái)自外部的壓力,安裝高度應(yīng)與清倉(cāng)裝置機(jī)頭驅(qū)動(dòng)的支撐部分處于同一水平面上,這樣才可以讓支撐輪來(lái)分擔(dān)機(jī)頭的重量,從而減少機(jī)頭支撐的承載力,提高機(jī)頭支撐的工作壽命,保證工作可靠性。
3.4 刮板
刮板是整個(gè)清倉(cāng)裝置輸送物料的關(guān)鍵所在,它是把筒倉(cāng)內(nèi)剩余物料輸送出倉(cāng)的直接推動(dòng)者,因此它布置的是否合理,安裝的是否穩(wěn)定直接決定著整個(gè)清倉(cāng)裝置能否具有足夠的有效輸送能力。對(duì)于刮板來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足與鏈板之間的固定穩(wěn)定,并且在工作過(guò)程中不能因承受來(lái)自物料方向過(guò)大的阻力而出現(xiàn)斷裂或脫落于鏈板的現(xiàn)象。刮板的形狀正如同清倉(cāng)裝置機(jī)架面向物料底端一樣,直接切入物料的刮板也應(yīng)有一定弧度,前端應(yīng)適當(dāng)薄以利于在切入料堆時(shí)受到物料的阻力較小,使機(jī)架槽內(nèi)快速充滿(mǎn)物料,然后通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)把動(dòng)力傳輸?shù)芥溳喌尿?qū)動(dòng)軸上,從而帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng),利用鏈板上安裝的刮板把已經(jīng)進(jìn)入到刮板前端槽內(nèi)的物料帶到筒倉(cāng)外部。
3.5 鏈輪與鏈條
鏈輪與鏈條是一組互為配合的關(guān)系,在清倉(cāng)裝置中擔(dān)任著把機(jī)頭電機(jī)中的輸出動(dòng)力傳遞給刮板,然后利用刮板把筒倉(cāng)內(nèi)剩余物料清理出倉(cāng)的任務(wù)。因此鏈輪與鏈條的配合對(duì)于刮板來(lái)說(shuō)尤為重要,鏈輪的選取要以鏈條而定,只有把鏈板上刮板的厚度確定好之后才可以得到有效的節(jié)距,節(jié)距又是鏈條與鏈輪配合的重要依據(jù),因此只有把鏈板上的參數(shù)確定好之后才可以確定鏈輪及其齒數(shù)。
3.6 行走驅(qū)動(dòng)裝置
行走驅(qū)動(dòng)裝置是驅(qū)動(dòng)清倉(cāng)裝置繞筒倉(cāng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力提供者,其合理的設(shè)計(jì)計(jì)算是保證整個(gè)裝置能在圓周方向運(yùn)動(dòng)的前提。行走驅(qū)動(dòng)裝置與機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置在清倉(cāng)裝置中具有類(lèi)似的作用,都是清倉(cāng)裝置的動(dòng)力提供者,一個(gè)是驅(qū)動(dòng)清倉(cāng)裝置圓周方向行走,一個(gè)是驅(qū)動(dòng)清倉(cāng)裝置的輸送刮板轉(zhuǎn)動(dòng)。行走驅(qū)動(dòng)裝置主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)小車(chē)殼體,合理設(shè)計(jì)選型是行走驅(qū)動(dòng)裝置的關(guān)鍵所在。與機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置一樣,行走驅(qū)動(dòng)裝置同樣要滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求:(1)行走驅(qū)動(dòng)裝置在驅(qū)動(dòng)行駛的過(guò)程中速度要平穩(wěn),要具有足夠的驅(qū)動(dòng)力,避免在驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)打滑而停止不前的現(xiàn)象,從而影響到整個(gè)清倉(cāng)工作的效率;(2)殼體的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避開(kāi)來(lái)自頂部物料對(duì)小車(chē)的壓力,不能因?yàn)轫敳窟^(guò)重的壓力而對(duì)小車(chē)裝置造成損壞;(3)驅(qū)動(dòng)輪材料的選擇要與機(jī)架支撐輪材料相同,要有一定的摩擦因數(shù),防止出現(xiàn)打滑;要有吸振的能力,因?yàn)轵?qū)動(dòng)小車(chē)在行駛的過(guò)程中,會(huì)因筒倉(cāng)底部有一定數(shù)量沒(méi)有清理干凈的物料,使得小車(chē)在行走時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的上下浮動(dòng),因此驅(qū)動(dòng)輪材料的選擇對(duì)于小車(chē)的平穩(wěn)工作具有重要作用。
結(jié)語(yǔ)
在當(dāng)前國(guó)家高度重視環(huán)保問(wèn)題的形勢(shì)下,散裝物料采用大型平底筒倉(cāng)儲(chǔ)存具有儲(chǔ)存量大、密閉環(huán)保、避免物料質(zhì)量損失等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)的發(fā)展方向,埋刮板清倉(cāng)裝置利用其在工作過(guò)程中平穩(wěn)、安全、可靠、高效,安裝簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,適應(yīng)性強(qiáng),自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),必將成為今后大型平底筒倉(cāng)清倉(cāng)設(shè)備的主流發(fā)展方向。
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