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  现代臂式堆取料机的主要机型与选定
李毅民 王鹏 屹立散料机械在线
2022年8月2日

1、概述、臂式堆取料机是散料装卸机械的重要设备并广泛应用于港口、矿山、电厂等企业的原料场用来堆积和运输煤炭、矿石等大宗散料商品。
   从最早大连华锐重工集团股份有限公司设计制造的堆取料机到现在已有半个多世纪,所设计制造的堆取料机也有750余台。大多数的设备是改革开放后设计制造的设备,尤其以近十年八年所设计制造的设备为主。由于大多数产品的设计吸收了众多国外公司的技术,设计的这些设备是多种多样,其中就某一功能的设备也是形式多样。为提高设计效率、缩短设计周期、降低设计成本、形成自有技术体系与风格。有必要将现有堆取料机的设备机型进行归纳与整理,形成本公司的自成设备设计思想体系。
2、各种臂式堆取料机的主要机型的介绍
各种臂式堆取料机的最主要的特征在于每个设备都具有悬臂,其次是臂式堆取料机具有主机与尾车。当然,单纯的取料机没有尾车。
悬臂的功能是支承悬臂皮带机,通过悬臂皮带机,堆取料机可以将散料的物料流能够通过转载溜斗连接到地面皮带上。而尾车的功能是能够将地面皮带局部抬高形成卸料功能转运到悬臂皮带机上。
臂式堆取料机将物料从料堆上运送到悬臂皮带机上是靠斗轮机构完成,所以斗轮机构是堆取料机或取料机的重要机构。斗轮机构安装在悬臂的前端。
各种臂式堆取料机的主要动作包括斗轮取料、大车走行、大臂回转、大臂俯仰和皮带机运行几个主要机构。因此,堆取料机的机型就是围绕着其具有的这几个机构的动作来实现。
就堆取料机整体而言,臂式堆取料机的机型可分为两大类,即整体俯仰式和四连杆式两种。(国外将四连杆式说成是摇杆式,将整体俯仰说成塔式)而整体俯仰又可分为单梁式和塔式;四连杆式可分为液压和钢绳卷扬式,而四连杆液压式又可分为油缸前置和油缸后置两种情况。

 

       2 整体俯仰塔式堆取料机

 

                  3 整体俯仰塔式堆料机

     4 整体俯仰单梁式堆料机

 

                 5 整体俯仰塔式取料机

 

      6 四连杆钢绳卷扬驱动式堆取料机

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

                                  7四连杆液压驱动油缸前置堆取料机

 

        图8四连杆液压驱动油缸后置取料机

 

   

 

 

 

 

                                                         图9四连杆液压驱动油缸前置式取料机

 

图10四连杆钢绳卷扬式俯仰驱动堆取料机

 

 

 

 

 

 

 

 

                       图11四连杆钢绳卷扬式俯仰驱动堆取料机


  整体俯仰式堆取料机的特点是配重与悬臂安装在同一运动刚体上。配重和悬臂在俯仰过程中的俯仰角度始终相同。
四连杆式堆取料机则是配重不与悬臂在同一运动刚体上,悬臂与配重之间的联系是采用连杆的方式连接。
两种机型突出的特点分别是:整体俯仰机型在悬臂俯仰过程中整机的重心位置移动较大。四连杆式机型在俯仰过程中整机的重心位置移动较小。整体俯仰机型堆取料机机构简洁,四连杆机型则机构相对复杂。
在料场的实际使用中两大类堆取料机机型都有采用,大多数情况下堆取料机的机型的选择不存在绝对的行与不行。具体的选型和用户的需求与设计者的意愿有关。

3、堆、取、堆取料机机型的选定
堆取料机的机型的选定与技术和经济效益指标,安全可靠性要求等因素有关。在此,我们提出了以下机型的选定几个方面的要求:
1)整机重量最轻,配重外伸长度适度;
2)油缸与钢绳在俯仰角度范围内受力最小或受力变化最小;
3)整机重心位置移动变化最小。在空满载状态下的俯仰角度范围内尽可能前后位移相等。空载上仰时重心在回转中心的后侧。
4)上仰位置油缸驱动机构配重后侧重量重,前置油缸受拉;钢绳卷扬驱动悬臂侧重量重,钢绳受拉。
5) 成本的构成能和大多数投标者的基本成本一致或接近,易中标。
6)俯仰驱动通常选择液压油缸方式驱动。

取料机的机型选定:
  在料堆总高度相对较低,回转半径较大的条件下,配重的位置相对不高时,设备的取料能力又不是很大时选择整体俯仰塔架式机型。见图12;
 

         12整体俯仰塔架式取料机机型

除上述条件外的其情况取料机的机型则选择四连杆式液压油缸俯仰取料机机型,如图13

 

 

 

 

 

           

                        13四连杆 式液压油缸俯仰取料机机型油缸前置

在选择四连杆机型时对于大中型设备尽可能选择俯仰液压油缸驱动的油缸前置式。而对于大、特大型设备则尽量选择油缸后置型的设备。如图 14

14四连杆式俯仰液压油缸俯仰取料机机型 油缸后置

堆取料机机型的选定:

在料堆高度相对较低,回转半径较大的条件下,设备的堆取料能力又不是很大时选择整体俯仰塔架式机型。见图15;通常,因其重心移动位移量较大,不推荐选用此机型。

 

15整体俯仰塔架式堆取料机机型

除上述条件外的其它条件的堆取料机的机型则选择四连杆式液压油缸俯仰机型,如图16

 

16四连杆式堆取料机机型 俯仰液压驱动 油缸前置

 

堆料机机型的选定:

堆料机的机型的选定一般不做过多的限定,原因是。堆料机相对自重较轻。所受载荷相对较小也较简单。对于对设备自重要求不严格的情况,又限制配重后部尺寸的条件下,可选用整体俯仰单梁式堆料机图17 与图18

 

17整体俯仰单梁式堆料机

 

 

18整体俯仰单梁式堆料机 不回转

 

        图19整体俯仰塔架式堆料机 双工字梁悬臂组合梁立柱

对于特大型堆料机(>8000t/h)可选用整体俯仰塔架式堆料机,桁架悬臂结构,桁架梁立柱结构。见图20.

 

     图20整体俯仰塔架式堆料机 桁架悬臂 桁架梁立柱

若要求堆料机整机重心位置变化较小,轨道中心距又较小时,可选用四连杆俯仰式堆料机,见图21

 

 

           图21四连杆俯仰式堆料机

4、堆取料机机型的选定小结

堆取料机机型的选定是签约和产品设计前期十分重要的工作。具体的机型的选择和用户的意愿、设计者的思想等多方面因素有关。堆取料机设计本身属于订单设计,大多数情况是根据用户要求来进行设计。设计输入变量较多。所以机型选择应本着如下几个原则来进行:

1)机型设计选型首先要满足用户的意愿;

2)机型设计选型要尽可能满足设计者意愿;

3)机型设计选型要尽可能降低用户的采购成本和制造商的制造成本;

4)机型设计选型要使得结构机构受力合理;

5)机型设计选型要应满足安全与使用寿命要求;

6)机型的选择从多方面能促成交易成功。

7)机型设计选型要也要兼顾设计周期和制造商已有技术的应用。

                                 原创:李毅民  By Li Yimin 2022-8-2