堆取料機尾車弧線段設(shè)計改進

尚積業(yè)+高延慶

摘 要：料場地面輸送皮帶輸送機上尾車點處是直接起陡坡而無過渡段致使物料輸送到尾車支撐的料場皮帶上，這種結(jié)構(gòu)處理會出現(xiàn)積料、撒料以及輸送皮帶在過渡段處發(fā)生屈曲，用凹凸弧線段的尾車過渡設(shè)計方式就會避免物料在上尾車皮帶機時發(fā)生的一系列缺陷問題。

關(guān)鍵詞：尾車皮帶機；曲線段；堆取料機；改進

前言

斗輪堆取料機尾車（卸料車）的作用是在堆料時將地面皮帶輸送機的物料送到斗輪堆取料機的懸臂皮帶機上再通過懸臂皮帶機將物料堆送到料場。從堆場使用設(shè)備的角度來看，應盡量去減短尾車的長度，縮短物料的堆積死區(qū)（斗輪機無法進行回轉(zhuǎn)挖取作業(yè)的區(qū)域），以提高堆場的利用率進而縮短地面輸送機的長度，達到降低料場總體成本的目的。但是由于這樣縮短尾車結(jié)構(gòu)致使料場輸送機的皮帶直接上尾車結(jié)構(gòu)而無過渡會導致料場輸送皮帶機在啟動和制動的時候不平穩(wěn)而發(fā)生飄帶、撒料、積料以及過渡段處料場皮帶由于張力不足而發(fā)生帶邊松弛的現(xiàn)象。也會為地面輸送機設(shè)備的日常運行維護檢查帶來很多的不便及影響。針對這一棘手的實際工況來分析如何進行通過改進尾車的結(jié)構(gòu)以促使尾車過渡段平穩(wěn)運行，由于尾車提升物料的高度受到堆料機主機設(shè)備標高的限制，在滿足運載物料動安息角的前提下通過采用較大的傾角來實現(xiàn)。而尾車結(jié)構(gòu)傾角較大時，又需要較大的凹弧曲線長度。由于尾車在地面帶式輸送機上移動，無法在地面帶式輸送機上布置凹弧曲線，因此造成在滿載狀態(tài)下，所產(chǎn)生的曲率半徑過小，產(chǎn)生輸送帶邊緣松弛的問題[1]。通過在尾車曲線上增加凸弧段以避免原來凹弧段在承載條件下，尾車在地面輸送機尾部時可能造成的輸送帶屈曲與撒料問題。分析了尾車上增加一個凸弧段以此來增加輸送機過渡段上輸送皮帶的張力[2]。而本文就是對比說明一下尾車輸送機改進前后的狀態(tài)。

1.未改進的尾車裝置結(jié)構(gòu)

尾車（卸料車）：英文稱為Tripper 。尾車應用范圍在斗輪堆取料機、堆料機、排土機和裝船機等大型移動散料機械設(shè)備上。

國內(nèi)斗輪堆取料機的發(fā)展基本經(jīng)歷了三個階段。20世紀60年代、70年代，國內(nèi)開始設(shè)計小型斗輪堆取料機，在這個發(fā)展的過程中一直到2016年絕大多數(shù)的由中國設(shè)計制造的國內(nèi)外項目中堆取料機的尾車都會采用料場輸送機直接無過渡弧度而通過尾車結(jié)構(gòu)輸送物料的處理方式（見圖1）。

這種尾車過渡段結(jié)構(gòu)的缺點如下：

（1）沒有過渡弧段造成地面輸送帶飄浮嚴重。由于地面皮帶直接上尾車結(jié)構(gòu)使的輸送帶在空載啟動運行的工況下產(chǎn)生飄起而為了克服這個向上的升力設(shè)置壓帶輪來抑制，這樣由于皮帶飄起張力過大而導致地面皮帶機長時間運行的情況下皮帶磨損嚴重壓帶輪也損耗嚴重。

（2）地面輸送帶滿載運行時撒料嚴重。由于滿載的時候地面皮帶機在上尾車鋼結(jié)構(gòu)的過渡段處缺少圓滑弧段過渡，這時會出現(xiàn)輸送帶邊緣變松弛而造成撒料的情況發(fā)生（見圖2）。

（3）引起地面皮帶跑偏和維修運行故障多等問題。由于地面皮帶的起動和停止都不平穩(wěn)所以會造成整個皮帶線的跑偏現(xiàn)象，另外由于撒料情況嚴重會增加維查的時間成本和人力清掃成本（見圖3）。

2.設(shè)計改進后的尾車裝置結(jié)構(gòu)

針對尾車結(jié)構(gòu)未改進時造成的諸多不利影響：從以下幾點進行分析考慮尾車優(yōu)化結(jié)構(gòu)的改進：

（1）地面皮帶機的設(shè)計考慮驅(qū)動類型、帶速，皮帶張力等；

（2）尾車結(jié)構(gòu)的布置應考慮地面皮帶上尾車結(jié)構(gòu)后所被支撐的形狀、尾車頭部轉(zhuǎn)載漏斗、鋼結(jié)構(gòu)形式，維護檢修通道等。

2.1尾車外形弧段的布置分析

尾車皮帶機不利工況的分析：

尾車的行駛在料場固定軌道范圍內(nèi)，因此就有料場前段和末端兩個固定極限位置，以這兩個位置為最不利工況點進行分析。

（1）空載皮帶運行下尾車兩極限位置張力值、空載皮帶起動時兩極限位置的張力值對皮帶半徑曲率的影響。

（2）滿載皮帶運行下尾車兩極限位置張力值、滿載皮帶制動時兩極限位置的張力值對皮帶半徑曲率的影響。

地面皮帶機從緩坡到陡坡改變它的傾角時，過渡曲線由皮帶張力和皮帶單位長度上的質(zhì)量來決定。要使皮帶不離開承載托輥，必須調(diào)整計算曲率。若已知輸送帶張力，可按輸送帶不離開托輥的條件確定各種工況下的曲率半徑，即： Rm=T/（9.087×q）

其中：Rm ——不同工況的曲率半徑，m；T ——輸送帶各個工況下張力，N；q——物料及皮帶單位長度質(zhì)量，kg/m；

通過以上分析將不同工況下的尾車曲率半徑計算出來后利用幾何作圖的方法將尾車的改進凹凸弧段做出來（見圖4）。

2.2 結(jié)合尾車結(jié)構(gòu)改造后達到實際效果

實際采用優(yōu)化后優(yōu)勢如下：

（1）縮短了尾車上輸送帶空載運行情況下托輥區(qū)域的長度，從而也減小了支撐托輥組的壓力，同樣也縮短了尾車的實際結(jié)構(gòu)長度。

（2）維護通道結(jié)構(gòu)緊湊了，達到了維修檢查的安全性和可操作性。

（3）保障了地面輸送皮帶機緊急停機時的張力過小情況。

（4）避免了輸送機跑偏和撒料現(xiàn)象的發(fā)生，最終改進項目效果（見圖5）。

3. 結(jié)束語

如今尾車結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為國內(nèi)物料輸送設(shè)備領(lǐng)域順應國際化設(shè)計要求的必然趨勢，從目前國內(nèi)各個應用廠家如電廠鋼廠港口碼頭等一系列擁有堆料機、堆取料機、裝船機、排土機的尾車應用場景下有很大的需改造市場。事實證明通過優(yōu)化改造后的尾車能帶來諸多的實惠成本的節(jié)省。

參考文獻：

[1]宋偉剛，張世珍，萬亮亮. 料場帶式輸送機卸料車（尾車）曲線段設(shè)計方法[J].煤炭工程，2012（8）：17～19

[2]GB 50431—2008，帶式輸送機工程設(shè)計規(guī)范[S].