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斗轮堆取料机的选型

屹立散料机械在线 www.bulkcn.com 李毅民

2013年12月3日 撰稿

一、臂式斗轮堆取料机的类型与应用
   臂式斗轮堆取料机是用来堆料和取料,用来装卸煤炭、矿石原料等散状物料的机械,是广泛用于电力、冶金、矿山和交通(港口码头)等基础产业的大型设备。
   臂式斗轮堆取料机是运行在轨道上对轨道两侧的贮料堆进行堆存取走的连续高效散料转运专用设备。臂式斗轮堆取料机下方沿其运行轨道中间设有地面皮带机。在堆料状态:斗轮堆取料机将下方地面皮带机来料经尾车抬升转运到悬臂皮带机然后堆存的轨道两侧的堆场。调整回转角度与俯仰角度可使落料点的位置及落料差发生变化,满足实际的堆料需要。在取料料状态:斗轮转动将物料挖起经斗轮卸料装置将物料卸到悬臂皮带机上,悬臂皮带机将物料送至转载漏斗,经转载漏斗将物料卸到地面皮带机上,由地面皮带机将物料输送到目的地。斗轮堆取料机在堆料状态时通常与翻车机或卸船机同时使用。斗轮堆取料机在取料状态时通常与装车机、筒仓或装船机等同时使用。
  如果不是特殊针对性设计的堆取料机,取料方式只有一种,即进尺回转分层取料,走行取料是不允许的,也不允许走行、回转、斗轮取料同时进行。因为走行与回转同时动作时设备的各机构和参数会产生设计不匹配。根据实际情况,进尺回转分层取料又可以分为分层分段取料和短料堆分层不分段取料两种。取料工艺示意图分别如图1(a)、(b)所示。

       (a)分层分段取料                  (b)短料堆分层不分段取料
                     图1 取料工艺示意图
堆料作业工艺:共有3种,分别是定点走行堆料;定点回转堆料;回转堆料。见图2。
a.走行定点一次堆料:悬臂梁仰角固定,定点堆料一次达到料堆高度,而后大车前行,调整堆料落点,继续沿斜坡堆料。这种堆料方法在料场初始堆料时,悬臂可低些,以免粉尘太大造成环境污染,随着料堆增高,悬臂逐渐上仰,当达到规定的料堆高度后,悬臂的仰角就可以固定了,靠慢速走行依次堆料。
b、走行定点分层堆料,即分堆定点布料:分层分堆定点布料是将悬臂回转到选定的位置,并按料层高度选择俯仰角度。靠走行一堆一堆地布料;布完第一层第一排后,将悬臂回转到第二排的位置,以此类推;第一层布完料后,将悬臂上仰一定的角度,进行第二层布料,如此循环最后形成比较规则的料堆。
c、回转定点分层堆料,即靠悬臂回转分层分堆定点堆料:悬臂回转分层分堆定点布料是将本机调至选定的位置,悬臂俯仰到一定的高度,靠悬臂回转进行第一排料堆布料;第一排料堆布完后,大车慢速走行至第二排料堆布料位置,以此类推,第一层布完料后,将悬臂上仰一定的角度进行第二层布料,如此循环,直至形成最终的规则料堆。





图2 堆料工艺图

二、斗轮堆取料机的设计规范
JB/T8849-2005 移动式散料连续搬运设备 钢结构设计规范
ISO 5049-1:1994 Mobile equipment for continuous handling of bulk materials – Rules for the design of steel structures
AS 4324.1-1995 Mobile equipment for continuous handling of bulk materials- Part 1: General requirements for the design of steel structures
FEM section Ⅱ Rules for the design of Mobile equipment for continuous handling of bulk materials
JB/T8849_2005 和 ISO 5049-1:1994基本相同,都是移动式散料连续搬运设备 钢结构设计规范。
AS 4324.1-1995是澳大利亚标准也是移动式散料连续搬运设备 钢结构设计规范。但载荷定义等内容与JB/T8849_2005 、 ISO 5049-1:1994和FEM有较大的差异。
FEM section Ⅱ是欧洲移动式散料连续搬运设备设计规范,其中不仅包括钢结构设计规范,还包括机构设计规范。
臂式斗轮堆取料机设计通常采用FEM section Ⅱ标准,或者机构设计采用FEM section Ⅱ标准钢结构设计采用ISO 5049-1:1994标准。澳大利亚本土使用的臂式斗轮堆取料机要求机构设计采用FEM section Ⅱ标准钢结构设计采用AS 4324.1-1995标准。
三、臂式斗轮堆取料机的主要构成
臂式斗轮堆取料机的主要构成见图3 斗轮堆取料机结构


图3 斗轮堆取料机结构

序号

名   称

功           能

1

走行装置

完成堆取料机沿轨道方向运行功能

2

主体钢结构

堆取料机主承载结构,是堆取料机各机构的承载体

3

回转装置

完成堆取料机回转以上部分的在水平面内的回转动作

4

俯仰机构

完成堆取料机悬臂部分在垂直面内上下俯仰动作(由液压系统来完成)

5

斗轮装置

完成将物料从料场取出功能

6

皮带机系统

完成斗轮从料场取料转送至地面皮带或将地面皮带机的来料经尾车转卸到悬臂皮带机再排放到料场之中的功能。

7

司机室装置

操作者对设备进行操作的场所

8

物料转载系统

完成物料在堆取料机各部件之间的转载功能,主要包括溜斗、卸料槽。

9

上电气室

安装变压器、高压柜及给设备上部配电的作用

10

平台及通道

方便机上相关人员维修、行走等

11

下电气室

安装低压柜及给设备下部各个机构供电的作用

12

供水除尘系统

完成在堆取料机各物料转载处洒水抑制灰尘以及清理设备表面

13

动力电缆卷筒

将动力电缆由地面上机

14

控制电缆卷筒

将通讯电缆由地面上机

15

润滑装置

完成对各部件转动轴承的润滑

16

杂件

含有配重块、液压配管、产品标志、产品铭牌以及一些辅助性的液压部件及零件的总和

17

电缆桥架

对设备上的电缆进行汇集支承和保护

18

基础予埋件

起到支撑、检修设备及对设备的安全保护作用

19

电气设备

是设备上所有机构完成相关功能的控制组成,包括电气柜内部硬件和相关软件程序等组成

四、臂式斗轮堆取料机的主要技术参数
4 .1 臂式斗轮堆取料机的主参数

臂式斗轮堆取料机的主参数是满足现场堆取料作业时所必须的斗轮堆取料机自身参数的集合,是设备设计的重要依据与设备验收的量纲。斗轮堆取料机的主参数包括:斗轮堆取料机的能力、物料特性、料堆尺寸、斗轮直径、斗轮转速、皮带的速度、皮带的宽度、俯仰速度、俯仰角度、回转角度、回转半径、回转速度、轮压、轨道中心距、走行速度等。
4.2 主参数的说明
(1)斗轮堆取料机的能力
臂式斗轮堆取料机的能力是设备最重要的参数,分为堆料能力与取料能力。
取料能力是指斗轮堆取料机单位时间内所能挖取物料的多少,单位用t/h表示。在实际使用中又分为最大取料能力与平均取料能力。最大取料能力是指斗轮在挖掘物料时所具有的瞬时最大能力。平均取料能力是指在取料作业时,在规定的标准形状料堆上连续工作一定的时间(通常大干1-4 小时)设备在这段时间可以达到的平均每小时取料量。平均取料能大小与料堆形状、设备类型、调速控制方式、操作方法等因素有关。
堆料能力是指设备在堆料工况时的能力,单位用t/h表示。设备通常注明最大堆料能力。最大堆料能力是指在堆料工况悬臂皮带机的最大通过量。最大堆料能力要求地面皮带机所送来的物料流量小于或等于最大堆料能力,否则,有可能使设备在堆料时过载。
(2)物料特性
物料特性是指斗轮堆取料机所输送的物料的特性。物料特性包括:l)物料的品种2)物料的粒度3)含水量4)自然安息角5)物料密度
物料特性主要影响斗轮的切削力、物料转载漏斗设计、皮带宽度、悬臂和尾车倾角等参数的确定。
(3)料堆
1)料堆长度: 指料堆沿轨道方向距离。会影响电缆卷筒的电缆长度,洒水除尘系统供水槽的长度。
2)料堆高度 为设计方便道通常以钢轨踏面为基准,料堆轨上高度与轨下高度过高将影响设备的正常运行。影响料堆高度的最主要因素是物料特性决定的悬臂皮带机最大俯仰角度、悬臂长度和悬臂后铰点高度坐标位置。
(4)斗轮直径、斗轮转速、斗容、斗数
斗轮直径、斗轮转速、斗容、斗数通常是由最大取料能力、物料特性、回转速度来决定的。
(5) 皮带的速度与皮带宽度
皮带的宽度与皮带的速度共同决定皮带机的输送能力。悬臂皮带机的输送能力应满足堆料与取料两种工况的要求。应使带宽和输送物料的最大粒度匹配、应使皮带上物料的截面积占ISO标准皮带截面积的80±5%。同时皮带的速度要与皮带宽度和托辊直径相匹配。以求达到皮带和托辊的寿命最大化。
(8)俯仰速度
堆取料机的俯仰速度是斗轮轴中心绕悬臂后铰点转动的线速度。在不影响设备自身的工作效率的情况下,应尽可能使俯仰速度降低,这样有利于提高机械传动件及钢结构的使用寿命。一般俯仰速度限制在4~6m/min。
(9) 俯仰角度
俯仰角度是悬臂纵向中心线与过悬臂后铰轴中心线水平面的夹角。当悬臂前部高于此平面时称为上仰角度或正角度,低于此平面时称为负角度或下俯角度。当悬臂梁处在水平位置时为零度。俯仰角度范围的确定要考虑能使悬臂皮带机上物料满足转载高度的要求和最高最低俯仰角度时皮带上的物料不下滑。通常斗轮堆取料机俯仰角度范围在-15 度到+15 度范围内。
(10)回转角度
回转角度是指悬臂纵向中心线与地面皮带机前进方向中心线在水平面投影所形成的夹角。一般堆取料机或堆料机由于有尾车梁的限制,回转角度仅在±110 度范围内。堆取料机正常取料的角度范围大约在- 10 度到-90 度与+10 度到+90 度。
(11)回转半径
当悬臂位于水平位置时从斗轮中心到回转中心的垂直距离称为回转半径,堆取料机回转半径可按斗轮可取到相邻设备基础下的物料来确定。在同一料场的两台堆取料机其回转半径可设计成两设备基础中心距的1/2,但此时取料作业时常常发生物料塌方,使斗轮机构或回转机构过载。
(12)回转速度
回转速度是指悬臂绕回转中心运动的转速,斗轮堆取料机在取料状态时回转速度影响取料能力与效率。回转速度不影响堆料时的能力与效率。为提高斗轮堆取料机或取料机的取料效率,回转装置采用调速回转,回转速度按1/cos φ规律调速时。一般限定斗轮在回转时的斗轮处的最高线速度小于或等于30-50 m/min,对应的回转转速约为0.11-0.16 0.15-0.2r/min。可调速的角度范围是0 度到70 度,在70 度至90 度为恒定转速。堆料状态回转装置一般不进行调速。堆料状态回转速度可比取料状态的回转速度低一些。
(13)轮压
轮压是制造商与用户商定的单个车轮对钢轨的作用载荷。轮压的大小会影响钢轨型号的选择、土建设计。通常斗轮堆取料机最大轮正限制在250kN 以内。轮压除考虑竖直载荷外还应考虑水平方向的载荷。
(14)轨道中心距
斗轮堆取料机走行两钢轨中心线的垂直距离称为轨道中心距。轨道中心距通常按1/5倍的回转半径来设计.对侧三支点支承的走行装置,轨道中心距可按1/4 倍的回转半径来设计。轨道中心距的大小会影响倾翻稳定性及设备工作时轮压的变化,故轨道中心更不可过小。
(15)走行速度
走行速度是斗轮堆取料机在钢轨上运行时的速度。走行速度又分为调车速度与工作速度。调车速度常取30m/min。取料工作时走行速度一般取7 m/min。
五、臂式斗轮堆取料机的参数选取
臂式斗轮堆取料机的主要技术参数详见表1 臂式斗轮堆取料机主要机构速度和表2 臂式斗轮堆取料机参数范围 (大连重工)。
 

1 臂式斗轮堆取料机主要机构速度

设备名称

机构名称

速度范围

是否需要调速

调速方法

备注

斗轮堆取料机

走行速度

0-30 m/min

变频

 

回转速度

30-50 m/min

变频

 

俯仰装置

4-6 m/min

   

悬臂皮带机

0-5 m/s

   

斗轮装置

0-7.5 r/min

   

2 臂式斗轮堆取料机参数范围 (大连重工)

设备名称

堆料能力

取料能力

臂长

轨距

带宽

斗轮堆取料机

300-15000 t/h

300-14500

25-65 m

5-13

800-2400mm


 

六、臂式斗轮堆取料机的典型应用

 臂式斗轮堆取料机在各企业中的典型应用案例见表3。

            表3 臂式斗轮堆取料机在各企业中的典型应用(大连重工部分产品)

名称

型号

取料能力(t/h)

堆料能力(t/h)

臂长(m

物种

用户

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQL800/1200.35

800

1200

35

武钢焦化厂

斗轮堆取料机-活动双尾车

DQL1500/1500.35

1500

1500

35

国华定洲电厂

斗轮堆取料机-活动双尾车

DQL1500/1500·38

1500

1500

38

湖北华电西塞山

斗轮堆取料机-活动双尾车

DQL1200/1200.40

1200

1200

40

康平发电厂

斗轮堆取料机活动双尾车

DQL2200/2200.40

2200

2200

40

大唐阜新

斗轮堆取料机固定单尾车

DQL2000/3000.38

2000

3000

38

江苏利港电力

斗轮堆取料机固定单尾车

DQL2650/2800.40

2650

2800

40

神华巴彦淖尔

斗轮堆取料机固定单尾车

DQL1500/2500.31.5

1500

2500

31.5

山西太钢不锈钢

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQL1500/2400.55

1500

2400

55

首钢京唐

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQL6000/6400.50

6000

6400

50

黄骅港

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQL7780/6500.36

7780

6500

36

曹妃甸煤码头

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQL1500/2000.35

1500

2000

35

印度JSW钢厂

斗轮堆取料机-固定双尾车

DQL6500/7200.50

6500

7200

50

京唐港

斗轮堆取料机-固定三尾车

DQL4000/3000.50

4000

3000

50

淮南矿业芜湖

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK1250/1500.30

1250

1500

30

矿石

莱钢银山

斗轮堆取料机-固定双尾车

DQLK1450/3000.40

1450

3000

40

矿石

TERNIUM 阿根廷

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK2000/7500.55

2000

7500

55

矿石

首钢京唐

斗轮堆取料机-活动单尾车

DQLK5000/5000.46

5000

5000

46

矿石

浙江舟山武港

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK1250/1500.50

1250

1500

50

矿石

南京钢厂

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK2000/7500.55

2000

7500

55

矿石

首钢京唐

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK1500/2400.52.5

1500

2400

52

矿石

梅钢

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK1500/4200.44

1500

4200

44

矿石

宁波钢厂

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK1200/1200.36

1200

1200

36

矿石

宝钢三期改造

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK1200/3600.52

1200

3600

52

矿石

宝钢三期改造

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK2000/2000.35

2000

2000

35

矿石

中利联利比里亚

斗轮堆取料机-活动双尾车

DQLK4500/5000.47.5

4500

5000

47.5

矿石

大连港

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK4500/9000.47

4500

9000

47

矿石

曹妃甸矿石三期

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK3500/5000.47

3500

5000

47

矿石

营口港二期

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK6000/8250.51

6000

8250

51

矿石

烟台港西港区

斗轮堆取料机-活动双尾车

DQLK8000/10500.53

8000

10500

53

矿石

淡水河谷

斗轮堆取料机-活动双尾车

DQLK8000/10500.50

8000

10500

50

矿石

淡水河谷

斗轮堆取料机-固定单尾车

DQLK5000/4500.65

5000

4500

65

矿石

宝钢马迹山港

李毅民

2018-12-28发布

About The Author
Li Yimin ;
Professor Engineer ;
Sex : Male ;
Graduated : DUT ->. Jan .1982;
 Major : HOISTING AND CONVEYING MACHINERY ;
 Metier: Designer For Bulk Machinery;

Main contribute for bulk machinery: He has embarked on design and researsh Bulk Machinery for 37 years. Main contect include stacker ,reclaimer ,stacker / reclaimer , bridge type reclaimer , Blending stacker ,Blending Reclaimer , gantry type reclaimer . He research the main date for the bulk machinery especially.
He wrote many piece for the bulk machinery . some piece had released on the journals in P . R . China , and had invented four item patents.

 

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