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1、斗輪堆取料機主參數(shù)的選用 斗輪堆取料機作為重要的散料裝卸設備現(xiàn)已廣泛應用于港口、電廠、冶金企業(yè)等大型原料場。隨著市場經(jīng)濟的不斷深入發(fā)展，作為設備的生產(chǎn)企業(yè)與用戶對設備的各項性能指標更加重視。因此合理的設計與選用主參數(shù)對實現(xiàn)設計功能，滿足使用要求是至關(guān)重要的。通過合理選用主參數(shù)將使設備更加完善，避免在主參數(shù)方面產(chǎn)生不必要的合同糾紛，提高設備的質(zhì)量，滿足用戶的使用要求。 1 、斗輪堆取料機的主參數(shù) 斗輪堆取料機的主參數(shù)是滿足現(xiàn)場堆取料作業(yè)時所必須的斗輪堆取料機自身參數(shù)的集合，是設備設計的重要依據(jù)與設備驗收的量綱。斗輪堆取料機的主參數(shù)也是設備最基本的參數(shù)，如堆取料能力、斗輪直徑、回轉(zhuǎn)速度

2、等等。主參數(shù)通常應經(jīng)供需雙方充分討論后在合同中明確規(guī)定，是合同的一個重要組成部分。主參數(shù)的變更應由供需雙方協(xié)商同意后修改合同變更。主參數(shù)應從滿足使用要求與設計制造能夠?qū)崿F(xiàn)兩個方面考慮，最終的目的是使設備性能參數(shù)正確良好，達到用戶現(xiàn)場使用滿意。 2、主參數(shù)的設計與選用 （1）斗輪堆取料機的能力 斗輪堆取料機的能力是設備最重要的參數(shù)，根據(jù)設備類型與工況不同又分為堆料能力與取料能力。 取料能力是指斗輪堆取料機單位時間內(nèi)所能挖取物料的多少，單位用t/h表示,在實際使用中又分為最大取料能力與平均取料能力。 最大取料能力是指斗輪在挖掘物料時所具有的瞬時最大能力，最大取料能力表示設備取料能

3、力的峰值。 平均取料能力是指在取料作業(yè)時，在規(guī)定的標準形狀料堆上連續(xù)工作一定的時間（通常大干1-4小時）操作者根據(jù)規(guī)定的操作程序和方法進行操作，設備在這段時間可以達到的平均取料速度或平均每小時取料量。平均取料能大與料堆形狀、設備類型、調(diào)速控制方式、操作方法等因素有關(guān)。 堆料能力是指設備在堆料工況時的能力，單位用t/h表示。設備常注明最大堆料能力。 最大堆料能力是指在堆料工況懸臂皮帶機的最大通過量。 取料能力與堆料能力是供需雙方共同制訂的重要參數(shù)，其中平均取料能力關(guān)系到設備在較長一段時間范圍內(nèi)設備完成總?cè)×狭康亩嗌倩蛉∽咭欢ǖ奈锪狭克ㄙM的時間。它影響設備總的使用效果。最大取料能

4、力是設備在取料作業(yè)時的峰值，在系統(tǒng)設計中應考慮各個環(huán)節(jié)允許最大取料能力的物料流量通過。最大堆料能力要求地面皮帶機所送來的物料流量小于或等于最大堆料能力，否則，有可能使設備在堆料時過載。 斗輪堆取料取料能力的確定與系統(tǒng)設計．設備運轉(zhuǎn)率要求等多方面因素有關(guān)．涉及領(lǐng)域較廣。 （2）物料特性 物料特性是指斗輪堆取料機所輸送的物料的特性。不同的物料對設計與制造設備有不同的影響。這些特性應由買方確定并作為驗收的依據(jù)。 l）物料的品種 物料的品種指煤炭、鐵礦石．石灰石等，斗輪堆取料機所輸送的物料。不同的物料其磨損設備的程度也不同，對各轉(zhuǎn)載點的卸料情況及斗輪切削力都有影響。設計中要考慮這一參數(shù)

5、。 2）物料的粒度 物料的粒度是指物料最大長度方向尺寸。粒度主要影響斗輪切削力的設計，皮帶寬度與速度的設計，并考慮各轉(zhuǎn)載點的堵塞，合同中應明確規(guī)定。 3）含水量 合水量通常用含水分量與總質(zhì)量的百分比表示。對于斗輪堆取料機所堆積的物料含水量不能過高，物料含水量過高會影響正常卸料。 4）自然安息角 自然安息角是由物料門相互摩擦系數(shù)決定的，即f=tnα，α為料堆表畫與水平面所形成的夾角，自然安息角主要影響料堆形狀。 5）物料密度 物料密度是指堆取的松散物料的密度。單位為：t／m3，物料密度是設計斗輪與皮帶機的重要依據(jù)。 （3）料堆 1）料堆長度 料堆長度一般是由現(xiàn)場根

6、據(jù)貯料量及地理環(huán)境確定，對于設備本身影響其走行距離的因素主要有給定的電纜卷筒的電纜長度，灑水除塵系統(tǒng)供水槽的長度，滿足上述兩條要求則長度不受其它方面的限制。 2）料堆高度 為設計方便道常以鋼軌踏面為基準，料堆高于鋼軌路面的部分稱為軌上高度，料堆低于鋼軌踏面的部分稱為軌下高度，兩者的和為總料堆高度。一般作為用戶總是希望貯料最大，即總料堆高度大，但在實際的使用中由于受綜合幾何尺寸的限制，軌上高度與軌下高度都不可過高否則將影響設備的正常運行。 料堆軌上高度過高時會影響設備的堆料與取料作業(yè)的正常進行，因懸臂后鉸點的高度位置受懸臂長度的限制，當料堆過高時會使是懸臂皮帶機上仰角度過大。堆料作業(yè)

7、時物料下滑。在取料作業(yè)狀態(tài)下，當料堆過高時會使每層進尺次數(shù)減少，并產(chǎn)生懸臂前下部與料堆相碰，影響設備的取料效率。 料堆的軌下高度也不能過高，這是由于在取最底層物料時．若軌下高度過高會使懸臂下俯角度過大，使懸臂皮帶機上物料下滑。其次是在同樣的高度位置取料時，當回轉(zhuǎn)的角度位置較小，懸臂頭部接近走行鋼軌基礎(chǔ)時，懸臂前端的下部或斗輪傳動裝置與軌道基礎(chǔ)或斜坡相碰，而無法取到斜坡附近的物料。國內(nèi)部分料場采用配置推土機的補救方法來解決此問題。 影響料堆高度的最主要因素是懸臂長度，其次是斗輪直徑。因此應綜合考慮料堆高度，料場與設備相互適應，設計中應充分布置好各幾何尺寸。 （4）斗輪直徑 斗輪

8、直徑通常是由最大取料能力來決定的，直徑與最大取料能力有下列關(guān)系： 式中：D----- 斗輪直徑，m； Q ------ ,最大取料能力，t/h; γ ------- 物料密度 , t/m3; k ---- 直徑系數(shù)。通常 k =0.4-0.6; （5）斗輪轉(zhuǎn)速 斗輪轉(zhuǎn)速可由下式計算： 式中：n----- 斗輪直徑，r/min； kv ------ ,速度系數(shù),kv=0.3-0.5 ; D ------ 斗輪直徑，m. (6) 皮帶的速度 皮帶的速度由皮帶寬度、物料粒度、物料的磨損性來決定。帶速的選擇可參考表 1 。 帶速的選擇

9、　 物料特性 帶寬 B mm 500、650 800、1000 1200、1400 帶速 v m/s 無磨損性或磨損性小的物料，如：原煤，鹽 0.8-2.5 1.0-3.5 1.0-4.0 有磨損性的 中小塊物料，如：礦石、礫石、爐渣 0.8-2.0 1.0-2.5 1.0-3.15 有磨損性的大塊物料，如：大塊礦石 0.8-1.6 1.0-2.0 1.0-2.5 （7）皮帶的寬度 皮帶的寬度與皮帶的速度共同決定皮帶機的輸送能力。懸臂皮帶機的輸送能力應滿足堆料與取料兩種工況的要求。皮帶的寬度可根據(jù)皮帶上物料的截面積公式計算得出。見圖1。 圖1

10、中B為皮帶的寬度L3為托輥長度，θ為動安息角，λ皮帶槽角。 物料截面積可由下式得出： F1=S1+S2 （3） S1={L3+（b-L3）cosλ}（tgθ）/6(4) S2={L3+（b-L3）（cosλ）/2}{(b-L3)（sinλ）/2 } (5) b=0.9B-0.05 m(6) 由于斗輪堆取料機懸臂皮帶機為傾斜工作，所以截面積有下式： F=K(S1+S2)(7) K=1-S1/S(1-K1)(8) 式中： F ------ 物料截面積，m2; K ------ 傾斜系數(shù)； θ ----- 動安息角； λ------ 槽角； δ-----

11、- 俯仰角度，按最大角度計算。 （8）俯仰速度 堆取料機或取料機的俯仰速度是斗輪軸中心繞懸臂后鉸點轉(zhuǎn)動的線速度，堆料機的俯仰速度是懸臂皮帶機前部改向滾筒中心線繞懸臂后鉸點轉(zhuǎn)動的線速度。在俯仰角度范圍內(nèi)俯仰速度通常都是變化的，這種變化是機構(gòu)本身決定的。實際設計中常限制俯仰的最高速度，在不影響設備自身的工作效率的情況下，應盡可能使俯仰速度降低，這是由于俯仰系統(tǒng)整體幾何尺寸大，自重也較重，俯仰速度低可減小啟、制動及運行時，對設備的振動，并減小沖擊載荷，有利于提高機械傳動件及鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，并可降低俯仰驅(qū)動裝置電動機的功率。一般俯仰速度限制在4～6m/min。俯仰的最高速度應在6m/min以下

12、。較長懸臂的設備最高俯仰速度可取高值。中型設備最高俯仰速度應選5m/min左右。 (9) 俯仰角度 俯仰角度是懸臂縱向中心線與過懸臂后鉸軸中心線水平面的夾角。當懸臂前部高于此平面時稱為上仰角度或正角度，低于此平面時稱為負角度或下俯角度。當懸臂梁處在水平位置時為零度。俯仰角度工作范圍的確定首先要考慮能使懸臂皮帶機正常工作，既在上下極限角度位置上物料不下滑。根據(jù)這個原則，通常斗輪堆取料機俯仰角度范圍在-15度到+15度范圍內(nèi)。對于粒度較大且均勻的松散物料俯仰角度的絕對值應更小一些。俯仰角度還與堆料與取料狀態(tài)下的料堆高度，懸臂后鉸點的位置有關(guān)。取料時下俯角度以斗輪可以挖掘到料場底部物料為限。堆

13、料狀態(tài)上仰角度以斗輪下部或懸臂下部與規(guī)定的料堆高度留有0.5-1 m的間隙為宜。一般上仰角度和下俯的角度不一定相等。 （10）回轉(zhuǎn)角度 回轉(zhuǎn)角度是指懸臂縱向中心線與地面皮帶機前進方向中心線在水平面投影所形成的夾角。取料機因不存在尾車的干涉問題，回轉(zhuǎn)角度可達170度。一般堆取料機或堆料機由于有尾車梁的限制，回轉(zhuǎn)角度僅在110度范圍內(nèi)。由于取料機回轉(zhuǎn)角度范圍大，在實際使用中可前進取料。使用的角度范圍大約為-10度到-90度，+10度到+90度。也可后退取料，使用的角度范圍是-90度到-170度，+90度到+170度。堆取料機正常取料的角度范圍大約在- 10度到-90度與+10度到+90度。堆

14、取料機的-90到-110度與+90度到+110度的角度范圍一般僅用于堆料，不宜用于取料。這是因為斗輪取不到-11O度到-170度與+110到+170度范圍內(nèi)的物料。當斗輪在-90度到-110度與+90度到+110度范圍內(nèi)取料時斗輪體容易發(fā)生推料堆現(xiàn)象，使回轉(zhuǎn)機構(gòu)產(chǎn)生過載。斗輪堆取料機工作的角度范圍由自身幾何形狀與料場布置情況決定。 （11）回轉(zhuǎn)半徑 當懸臂位于水平位置時從斗輪中心到回轉(zhuǎn)中心或從堆料機前部改向滾筒中心到回轉(zhuǎn)中心的垂直距離稱為回轉(zhuǎn)半徑，堆取料機回轉(zhuǎn)半徑可按斗輪可取到相鄰設備基礎(chǔ)下的物料來確定，如圖2。 　 取料時堆取料機SR可取到堆料機S基礎(chǔ)下的物料。堆料機

15、的回轉(zhuǎn)半徑可按懸臂在上仰到最高位置時物料可流到規(guī)定的料堆寬度位置即可。如果堆料機是要求為菱形布料的混勻堆料機，其回轉(zhuǎn)半徑應根據(jù)菱形布料的要求設計其具體數(shù)值。在同一料場的兩臺堆取料機其回轉(zhuǎn)半徑可設計成兩設備基礎(chǔ)中心距的1/2，但此時取料作業(yè)時常常發(fā)生物料塌方，使斗輪機構(gòu)或回轉(zhuǎn)機構(gòu)過載。 （12）回轉(zhuǎn)速度 回轉(zhuǎn)速度是指懸臂繞回轉(zhuǎn)中心運動的轉(zhuǎn)速，斗輪堆取料機或取料機在取料狀態(tài)時回轉(zhuǎn)速度影響取料能力與效率?；剞D(zhuǎn)速度不影響堆料時的能力與效率。為提高斗輪堆取料機或取料機的取料效率，回轉(zhuǎn)裝置采用調(diào)速回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度按下式規(guī)律變化： n=n0/cos φ （10） 式中： n0------φ=0時的

16、回轉(zhuǎn)速度，r/min n --- 回轉(zhuǎn)速度, r/min; φ --- 回轉(zhuǎn)角度位置； 采用上述規(guī)律調(diào)速時，當角度φ=90度時，n 為無窮大，這在實際應用中是不可能 的。為此應限制最高回轉(zhuǎn)速度使設備從某一角度位置開始到90度回轉(zhuǎn)速度不變。一般限定斗輪在回轉(zhuǎn)時的斗輪處的最高線速度小于或等于30-50 m/min，對應的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為0.15-0.2r/min。最合理的回轉(zhuǎn)最高速度是斗輪直徑的4-6倍。調(diào)速的角度范圍是0度到70度，在70度至90度為恒定轉(zhuǎn)速。回轉(zhuǎn)速度同時也影響取料能力，它是一個與取料能力相關(guān)的參數(shù)。由于斗輪堆取料機自重較大，回轉(zhuǎn)體部分繞回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動慣量非常大，限定最高

17、回轉(zhuǎn)速度可縮短啟。制動的時間，并減小沖擊與振動．使設備運行更加平穩(wěn)。堆料機回轉(zhuǎn)裝置一般不進行調(diào)速?；剞D(zhuǎn)速度可比堆取制機或取料機的回轉(zhuǎn)速度低一些。 （13）輪壓 輪壓是制造商與用戶商定的單個車輪對鋼軌的作用載荷。對同一質(zhì)量的設備輪壓的大小可通過調(diào)整車輪的數(shù)量來解決。輪壓的大小還會影響鋼軌的強度與型號的選擇、基礎(chǔ)的土建設計。通常斗輪堆取料機最大輪正限制在250kN以內(nèi)．過大的輪壓會加大土建的投資，而過小的輪壓會使驅(qū)動輪容易產(chǎn)生打滑，增加設備自重。輪壓除考慮豎直載荷外還應考慮水平方向的載荷。 （14）軌道中心距 斗輪堆取料機走行兩鋼軌中心線的垂直距離稱為軌道中心距。 軌道中心距通常按1／

18、5倍的回轉(zhuǎn)半徑來設計．對側(cè)三支點支承的走行裝置，軌道中心距可按1/4倍的回轉(zhuǎn)半徑來設計。軌道中心距對設備本身的主要影響其穩(wěn)定性，故軌道中心更不可過小。同時，過小的軌道中心距會使設備在回轉(zhuǎn)與俯仰的過程中設備輪壓變化過大，使驅(qū)動輪打滑或輪壓過載。當軌道中心距過大時會多占用料場的有效利用面積，影響場地的利用率。軌道中心距還與設備自身幾何布置需要與料場設備布置需要有關(guān)。 （15）走行速度 走行速度是斗輪堆取料機在鋼軌上運行時的速度。走行速度的確定與設備類型、取料進尺距離有關(guān)。走行速度又分為調(diào)車速度與工作速度。調(diào)車速度常取30m/min,其原因與回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速確定原則相同。堆料工作時走行速度要求不高，通

19、常小于30 m/min 。取料工作時走行速度一般取7 m/min。對于大車走行每次進尺走行距離特別小的設備，取料工作走行速度可按下式選?。? v = 10t m/min ( 11) 式中： v ---- 取料時的走行速度，m/min ； t ---- 大車每次進尺距離m。 取料工作速度一般不宜過高，原因是當工作速度過高時停車位置誤差較大，取料每次進尺量不準確，取料能力在每次進尺時變化較大。若堆料作業(yè)要進行均化時，堆料機的走行速度可按下式設計： （v0-v1）/v1=（v0+v2）/v2 (12) 式中：v0 —— 地面皮帶機帶速；m/s； v1 —— 堆料機前進速度．m/s； v2 ---- 堆料機后退速度。m/s。 均化作業(yè)時堆料機將連續(xù)走行。按上式的速度運行可使堆料機前進與后退時堆到料場上沿軌道長度上的物料的線密度相等。 小結(jié) 斗輪堆取料機主參數(shù)的選用是關(guān)系到供需雙方的重大問題、因此在簽訂合同前應詳細進行討論共同確認每一項參數(shù)。斗輪堆取料機系單件小批量產(chǎn)品，每一用戶的物料、現(xiàn)場布置、使用工況等等都各有不同、應針對不同用戶的特點正確確定每一參數(shù)，最終使設備達到合同規(guī)定的參數(shù)要求，滿足用戶現(xiàn)場的使用，避免給供需雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。