水泥厂堆料机设计常见问题

刘勇[中国中材国际工程股份有限公司（南京），江苏 南京 211100]

0 前言

堆取料机作为水泥厂预均化堆场中堆取料设备，属于移动类输送设备，看起来直观简单，但设计时很容易忽略一些细节，特别是第一次设计，某些地方没注意会造成返工或现场一些整改。根据个人设计经验及现场反馈，将堆料机设计中常见问题总结如下，以供参考。

1 侧式悬臂堆料机结构简介

侧式悬臂堆料机主要结构见图1。

图1 侧式悬臂堆料机

图1中，工艺皮带顺着倾斜小车绕过。堆料机工作时，物料由倾斜小车上的工艺皮带将物料卸入悬臂胶带机上，再从悬臂胶带机头部卸出形成料堆，利用行走机构的往复行走，将物料堆在堆场中，堆料过程中，悬臂胶带机可以不断升高，直至堆出所要求高度的料堆。

2 常见问题

2.1 堆料方式

在长形堆场中，一般与侧式悬臂堆料机配合的是桥式刮板取料机或侧式刮板取料机，其中桥式刮板取料机为端面取料，侧式刮板取料机为侧面取料。为达到物料均化效果，端面取料时，堆料机需来回往复堆料；侧面取料时，则需定点堆料。所以取料方式确定后，堆料方式需与之匹配。

2.2 悬臂胶带机

若工艺皮带物料输送能力为Q，工艺皮带带速为V1，堆料机行走机构速度为V2。当堆料机逆着工艺进料皮带方向行走时，悬臂胶带机瞬时物料输送能力为（1+V2/V1）Q；当堆料机顺着工艺进料皮带方向行走时，悬臂胶带机瞬时物料输送能力为（1-V2/V1）Q，所以悬臂胶带机瞬时最大物料输送能力比工艺皮带物料输送能力大，一般悬臂胶带机带速高于工艺皮带带速，设计传动时物料输送能力也需比工艺皮带输送能力大。

悬臂胶带机传动布置有头部（卸料端）和尾部两种，当传动装置在尾部时，工作皮带边为松边，此处滚筒张紧力较大才能保证滚筒不打滑，而设备受空间等局限，张紧结构提供张紧力一般不会很大，当传动功率较大，一般超过75kW时考虑把传动装置布置在头部（如图1布置），这样工作皮带边为紧边，可减少滚筒张紧力，不易造成打滑现象。

物料运动堆积角一般为静止安息角的50%～75%，考虑一定的安全冗余，物料和胶带间不发生相对滑动，悬臂胶带机带料时最大仰角取16°（倾斜小车角度亦如此）。由于悬臂胶带机工作角度有变化，其配置的传动系统也需满足该工况，减速机在角度发生变化时影响齿轮润滑，一般需配置强制润滑泵或补油箱等措施来保证齿轮润滑。

2.3 行走机构传动装置

图1中，绕在倾斜小车上的工艺皮带两端张力分别为F1，F2。F2和F1之间差值和堆料能力、倾斜小车长度、高度等相关。

当堆料机逆着工艺进料皮带方向行走时，F2-F1为堆料机行走机构阻力。在堆料机堆料能力不大时，行走机构阻力主要来自设备自身重量（含物料重量）所产生的摩擦阻力，当堆料能力增大后，工艺皮带阻力（F2-F1）可能会超过设备自身重量的摩擦阻力，成为主要矛盾，所以设计行走机构传动装置时考虑工艺皮带阻力是必要的，如行走机构阻力太大时可考虑将行走机构所有车轮作为驱动轮。一味增大驱动轮的电机、减速机规格并不可取，因为车轮和轨道静摩擦系数存在上限（一般最大0.15），一定的轮压只能产生一定的驱动力，所以当行走机构阻力太大时一般采取增加驱动轮数量来增加驱动力。

当堆料机顺着工艺进料皮带方向行走时，F2-F1为堆料机行走机构助力。行走电机变频器须串接制动单元和制动电阻，以防堆料机顺着工艺进料皮带方向行走时，越走越快，出现飞车现象。

2.4 行走机构挡轮

堆料机行走机构有时设计挡轮，挡轮在整个轨道上移动。轨道系统中地脚螺栓、连接两根轨道的螺栓连接副（如果有的话）和挡轮间隙不能太小，建议间隙20mm左右。

2.5 倾斜小车

在现场安装时很容易碰到倾斜小车底部和工艺皮带干涉，在对外专业提资料时需把倾斜小车底部尺寸A（见图1）标注清楚，让外专业核对或拿到工艺皮带尺寸自己核，保证倾斜小车底部和工艺皮带间隙150mm左右。

2.6 支架

图1中，当悬臂胶带机角度最小时，液压缸两铰孔最小距离为L1，当悬臂胶带机角度最大时，液压缸两铰孔最大距离为L2，液压缸实际订货时需考虑80 mm左右余量，即液压缸实际订货时两铰孔最小距离为L1-80 mm，最大距离为L2+80 mm。现不考虑余量问题，液压缸行程S=L2-L1，对于耳环连接形式液压缸，由于液压缸自身结构，液压缸两铰孔最小距离L1＞S+900mm，900mm为参考数值，与缸径、厂家等相关，具体可咨询相关液压缸厂家。在设计支架时，三角架高度不能偏小，特别是液压缸行程较大时，需满足液压缸两铰孔最小距离和液压缸行程之间关系。

2.7 电缆卷盘容量

电缆卷盘容量和轨道系统中挡块距离、出缆口位置、电缆卷盘在设备中位置相关。特别是电缆卷盘中心和悬臂胶带中心相距较远，出缆口位置在堆场中心时，电缆卷盘容量要考虑卷盘中心和悬臂胶带中心的距离。可将堆料机放在轨道系统上移动，当出缆口中心和电缆卷盘中心对齐时，电缆卷盘上缠绕电缆最多，再分别将堆料机向两边移动，直至堆料机上防撞块碰到挡块，取两边移动距离中较大值作为卷缆长度，电缆卷盘容量除了考虑卷缆长度之外，电缆卷盘内圈再多缠绕4圈左右电缆即可。

3 结语

堆料机设计需要注意地方很多，以上所述问题，相对容易忽视。其中有些是刚开始设计时需统筹考虑，有些是在设计过程中需要注意，还有一些是选择外购件时加以注意，希望对设计人员有所帮助。