活化給料機的使用現狀與缺陷闡述

黎煦亮 吳遠秋 吳仲添

摘 要：活化給料機具有強大的物料輸送能力，不僅性能優于普通給料機，同時成本相對較低，同時使用范圍更廣。全面分析活化給料機的使用現狀與現有缺陷，總結了這一設備存在的激振電機受損、缺少備用氣源、黏煤、瞬時給料量增大、內部空間小等問題，以此來加深對這一物料輸送設備的了解，同時強調設備安裝、使用、選型以及保養的重要事項，確保活化給料機的優勢得以有效發揮。

關鍵詞：活化給料機；使用現狀；缺陷

中圖分類號：TH237 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2022）09-0052-03

0 引言

活化給料機能夠在多種不同的露天場地中發揮對外輸送物料的作用。散裝物料進入運轉點的漏斗裝置后的下落過程中存在一定的不確定因素，會給物料運轉工作帶來負面影響，因此需要采用合適的給料機來確保散裝物料保持有序均勻的流動狀態。活化給料機能為物料提供更大的安息角，具有良好的物料輸出能力，因此大多被運用到吞吐量相對偏大的集運站中。

1 活化給料機使用現狀

1.1 應用原理

活化給料機在運行期間能夠形成水平剪力，通過振動翼與活化錐向料堆傳遞，從而達到活化物料的作用，物料即可順沿自然動態堆積角向斗體中流動，通過斗體之后，即可完成向輸送帶排料的任務[1]。活化給料機同樣能夠作用于料堆頂部，展現出良好的振動活化作用。活化給料機在運行時，主要依靠驅動電機來促使偏心力激振器保持旋轉狀態，生成振動力，進而使自身完成振動動作，既可通過獨立的自動化控制系統來控制活化給料機，也可采用遠程集中控制的方法。

1.2 基本結構

活化給料機的主體設備由可變力輪與激振電機、調整桿、觀察清理口、下料曲線槽、活化塊、隔振彈簧、激振彈簧、電機框架以及主體框架構成[2]。密封部件主要由出口軟連接與入口軟連接組成；接口部分為出口落煤管與入口落煤管，入口落煤管與料斗連接，出口落煤管和皮帶機導料槽進行連接；可變力輪調速設備配備了專門的壓縮空氣式調速系統。

1.3 適用范圍

固體物料開展卸料工作時，經常會有落料不均勻、落料不順暢、起拱、堵塞等問題，當問題嚴重程度較輕時，原料系統的輸送能力將降低。若這些問題發展到極為嚴重的程度，固體自然產生自燃的現象之后，有一定概率引發爆炸事故。很多地區選用雙曲線形、圓柱形或者下方呈現圓錐形、方錐形的儲倉結構，物料主要依靠自身重量實現自然下落，下落后需要進入錐形容器之中，保持流動狀態，靠近下方時，截面積隨之縮小，物料本身受到嚴重擠壓，同時摩擦力增大，產生堵塞的問題。長時間存放物料后，物料本身的溫度、粗細度以及水分含量會產生變化，物料和容器壁之間的摩擦系數隨之增大，同樣也會引發內部堵塞的情況。

基于上述問題，活化給料機得以廣泛應用，被運用到建材、碼頭、煤化工、糧食、冶金、礦山、港口與煤礦等多種行業中，實現優化物料運輸系統的目標。活化給料機屬于定量給料系統中的專用設備，其結構相對簡單，對于物料能夠發揮出破拱與蓬松的作用，能夠滿足濕粘煤等多種物料的傳送需求。將活化給料機直接安裝到地方煤斗、圓形料場、筒倉、煤場、自動卸料卡車與翻車機等下方區域，能夠替代環式卸煤機、葉輪給料機以及皮帶給料機等設備。

2 活化給料機的優勢性能

2.1 開口空間大且設計形式獨特

活化給料機的實際給料量在200 萬t/a 左右。活化給料機的設計形式具有獨特性，充分集合了給料與活化物料的多重功能，活化給料機采用大開口的設計形式，延長了物料結拱半徑，活化物料過程中不容易出現堵煤的情況。活化給料機在運行時，通過自身的振動影響活化錐，并將振動力順暢地傳遞到物料頂部區域。振動力形成擾動能量，從而降低物料原本的摩擦系數，實現對料倉中物料結拱對應的剪切強度的有效控制，只需憑借物料的重量就可以應對結拱剪切強度，活化物料并使其呈現流態化狀態。物料借助群流的方式從曲線溜槽中順利流出，這種設計方式可保障褐煤以及其他黏性較大的煤也可正常出煤，解決了普通給料機存在落料不均勻、粘倉與堵倉的情況。

2.2 有利于節省土建費用

活化給料機的安裝高度偏低，因此有利于降低基坑土建費用。活化給料機需要的安裝空間相對偏小，也有利于縮減建設成本。活化給料機處于皮帶輸送機與料斗出口處，機構設計形式合理，落料口尺寸得到擴大，設備整體安裝難度有效降低，有利于縮短建設周期，盡早投入使用。

2.3 下料靈活，安全性較強

使用活化給料機時，可以通過調整皮帶秤的流量，實現對下料量的控制。借助輸送帶反饋的信息來實現對閘門開合度的控制，控制過程更加合理，整體安全系數相對比較高。使用無極連續化的方法調整活化給料機的實際出料量，運用變頻器就能夠改變電動機的具體轉速，完成對設備激振力的調節，在遠程條件下也能夠控制激振力與出料量。采用機械化的方法，控制電機兩側偏心塊的夾角大小，同樣可實現對激振力的調整，對于配煤系統有著較高的適配度，可在線調節給料量。

2.4 功率與動荷載比較小

該設備的功率相對偏小，但是振幅比較大。活化給料機依照近共振原理進行設計，振動源主要是振動電機，憑借雙質體的反饋振動以及近共振放大實際振幅，通過控制能耗來降低使用單位的運營成本。活化給料機具有相對比較小的基礎動荷載，給料機施加的沖擊力能夠通過隔振彈簧實現緩沖與安全釋放，設備主要需要承受靜荷載。

2.5 可靠性較強

活化給料機對中下料、皮帶跑偏的情況有所改善。物料符合靜安息角，可實現自鎖，并不需要使用閥門，其處于斷電或者停止轉動的狀態時，設備中保存的物料處于曲線結構中被有效鎖死，因此可省略閥板門的設計，設備處于滿負荷狀態后，即可直接啟動。

活化給料機在輸出物料時，其自然安息角在60°左右，相比普通給料機的45°自然安息角，其動態卸料區域更大，同時對于地面上其他輔助型機械的需求比較少，整體作業量也比較低，裝車環節只需要1 臺推土機與1臺裝載機即可。設備采用鋼結構，因此可用時間更長，可降低維護成本。設備整體可靠性強。活化給料機支持無人值守模式，可降低人力成本；運行過程中噪聲強度比較低，設備的機架與激振器采用彈性連接方式，在全封閉的狀態下輸送物料。

2.6 故障率較低

活化給料機主要使用循環作業方式， 每運行10 ～ 15 s，就會停止5 ～ 6 min，以此來降低能量消耗，確保驅動系統的部件能夠維持較長的可用時間，同時也能夠實現對料堆固結現象的預防。膠帶機皮帶與落料口采用無偏斜、對中式布置方式，有助于減輕落料時給輸送機造成的偏斜沖擊力，以此減少因落料偏斜而造成的跑偏偏載問題。

2.7 環保性強

上下采用全封閉的模式，上下的受料設備與料斗之間采用密閉式軟性連接方式，進行連續給料時，并未出現撒料的情況，粉塵的外溢量相對比較小，不會給作業環境造成過于嚴重的污染問題，影響作業人員的身體健康。活化給料機能夠輸送的物料種類豐富，包括具有較高含水量的物料也可實現正常輸送。部分活化給料機增加了脫水與噴淋裝置，若物料水分含量較高，可借助脫水裝置排出多余水分；若物料的干燥度過高，即可啟用噴淋裝置，噴濕物料，以此實現防塵與降塵的目標，展現設備環保優勢。

3 活化給料機的使用現狀與缺陷

3.1 激振電機受損嚴重

引入活化給料機后，激振電機頻繁出現故障，故障率大幅提高。因此需要購入與更換新的激振電機，成本隨之增加。筒倉區域使用了多臺活化給料機，僅一臺設備的實際作業時間與通過煤炭數量就已經比翻車機區中使用的設備少很多。筒倉區域中的所有活化給料機的結構形式均為雙激振電機式結構。維修班組在養護工作中，由于沒有及時完成養護激振電機的工作，導致激振電機處于長時間、超負荷的運行狀態，養護環節缺失，最終產生故障，無法繼續使用。因此要重視電機等關鍵設備的養護工作[3]。

3.2 缺少備用氣源

翻車機區域大多只給多臺活化給料機安排一處氣源站，以此滿足其對于高壓空氣的需求，從而更為精準地實現對給煤量的控制。若所用的氣源設備在可靠性方面存在不足，并未設置備用氣源，一旦風機或者空壓管路產生故障，整個作業系統都面臨停機的風險。為了支持活化給料機運行，漏斗被設置到筒倉的下方區域，并在此處安裝了空氣炮。操作人員若單獨運行空氣炮，風機、空壓管路等氣源設備可能會因錯誤操作可能受損，無法繼續運行。

3.3 黏煤問題導致出料口尺寸縮小

使用活化給料機時，下料曲線槽部位形成了黏煤現象，且覆蓋范圍相對偏大，地面帶式輸送裝置的實際出料量很難達到預設的出料量最大數值。技術人員檢查活化給料機的內部情況，檢測黏煤厚度發現，最大厚度約為16 cm，同時壓實度相對偏高，出料口縮小，活化給料機的活化塊與下料曲線槽的具體寬度約為300 cm，高度約為40 cm。因此可將活化給料機的出力調整桿拆除。

當帶式輸送機裝置產生堵料故障后，作業系統處于停機狀態。因停機時間過長，線路中對其他活化給料機的給料量出現了瞬時增大的情況，帶式輸送裝置的作業能力大于9 000 t/h，其作業能力最大值是9 200 t/h，額定作業能力是8 000 t/h。驅動站因此處于被埋的狀態，處于翻車機底坑內部的活化給料機系統中出現卡煤的情況，必須要對地面皮帶與給料機之間形成的全部積煤進行徹底清理，否則帶式輸送機將面臨無法正常運行的狀況。

為了預防這一狀況，應確保翻車機進行首個循環時，漏斗內部最低保存30% 的物料，而后才能運行活化給料機，展開給料活動，以此降低出現瞬時加大料流的概率。不同煤種進入活化給料機后，出料量也不一致，因此面對不同煤種時，需要做好標定工作。當漏斗處于空載狀態時，進行卸載操作會產生煤炭沖擊的現象。活化給料機在應對煤頭與縮煤的問題時，主要通過出口部位設置的出力調桿。翻卸多種煤種時，應當結合煤種的實際狀況，調整裝置的調整桿。活化給料機處于帶式輸送機系統中，更適合長時間接入與卸載同一煤種的物料，尤其是物料的物理性質不宜有過大差距；若頻繁變換物料種類，活化給料機就會隨之產生使用問題。

3.4 落料不對中

有時活化給料機在一些特定煤種接卸作業期間會產生落料對中較差的情況，皮帶處于空載狀態時并未出現異常情況，轉變為重載狀態后，會有跑偏的情況，處理難度較高[4]。之所以會產生這種現象，主要是因為活化給料機給料時落料不對中，沒有與帶式輸送機精準對中，位置出現偏移。某項目使用的堆料機曾出現懸皮跑偏的狀況，同樣呈現出空載狀態無異常，重載狀態跑偏的現象。對設備進行檢測與分析后發現，產生跑偏問題可能是堆料機的制作尺寸與原本的設計尺寸存在偏差，同時也有可能是在懸臂中心安裝漏斗時產生問題。

活化給料機本身對于安裝精度有較為嚴苛的要求，在現場安裝設備時，安裝人員需充分熟悉安裝手冊與安裝圖紙的內容，嚴格按照技術要求進行高精度安裝。若安裝人員出現失誤，可能會使設備在投入使用后，部分部件頻繁受損，如激振彈簧與支撐彈簧等，進而引發落料無法對中的情況，帶式輸送機也會因此而形成跑偏的運行問題。

3.5 內部空間小

活化給料機的活化塊與下料曲線槽間的距離約為300 cm，高度約為40 cm，內部空間并不大。若內部形成黏煤的情況，工作人員很難直接進入內部開展清理工作。如果進入到給料機中的異物尺寸較大，且呈現出長條形狀，卡在折線形狀的落料空間中，處理難度較高。

3.6 給料不一

同一條作業線上的部分活化給料機的實際給料量能夠達到最大值，另外給料機的給料值相對比較小。之所以會出現給料不一的現象，可能是因為翻車機所用的出煤漏斗與給料機的相對布置結構存在問題。活化給料機中并未設置襯板部件，這種給料機設備本身采用耐磨性極強的鋼結構體系，間接地發揮出襯板的作用，設備的激振彈簧、支撐彈簧與鋼結構等關鍵部位受損情況輕微，并未出現嚴重的損壞。保養活化給料機時需要特定的潤滑脂，對設備進行維修時需要替換與使用的配件備品也屬于特定型號的產品，依賴進口，同時維護成本偏高，因此需要有更具有性價比的替代品。

4 活化給料機的安裝工藝

活化給料機的安裝流程為卸車- 二次倒運- 運入安裝現場- 設備就位- 采用倒鏈實現旋轉吊裝- 安裝與調整給料機支架- 運用手動葫蘆- 調校位置- 開展電纜接線- 安裝空氣管路- 進入試運轉階段- 完成安裝任務。

4.1 設備就位

用臺車裝載活化給料機，同時啟動卷揚機，使臺車進入筒倉中，帶電機則從側后方進到筒倉內部；也可將工字鋼維修梁設置到筒倉底部區域的門口上側方位上，通過行走葫蘆使活化給料機順利進入到筒倉中，筒倉外部安排吊車實現有效配合。

在筒倉口的外部放置電機設備，保持側放的方式，在維修梁上選吊點。而后吊起活化給料機，逐漸接近筒倉的兩個角，吊車處于外側時，對電機中間位置進行吊住，再選擇合適的吊點，使電機以滑入的方式進入筒倉中。電機完全進入之后，轉移吊車。再借助手拉葫蘆與行走小車繼續吊起給料機設備的四角，使其處于預設位置。

開展旋轉作業時，需要啟動手拉葫蘆完成對給料機的旋轉與起吊，選擇4 處吊點，分別掛設4 個葫蘆，結合給料機下方的吊點與混凝土立柱的吊點，布設逆向拉點，以此實現對設備旋轉節奏的有效控制。安裝設備下口、上口的密封裝置時，重點控制螺栓的使用，焊縫高度與焊縫強度。安裝活化給料機時不能忽視預留四周空隙的工作，確保設備無論處于負載狀態還是空載狀態，周邊都有充足的空隙。

4.2 電氣安裝

安裝人員應依照接線原理圖開展接線、敷設線路的工作，同時安裝調速控制箱，兩側電線需采用相反的接線方式，電機的旋轉方向也應當保持相反，否則活化給料機無法正常運行。必須給電機創設良好的作業條件，環境溫度需低于40℃，電氣連接部位應做好防爆、防水保護工作。

4.3 壓縮空氣裝置安裝

壓縮空氣裝置能夠確保有效調節設備流量，氣路應保持暢通，按照預設順序正確安裝空氣管路，規范化地連接過濾器、球閥、變徑器與接頭，連接后檢查密封情況。正式送氣之前，需要拔掉過濾器前管路，用氣體將管路中的雜物沖出，而后才能開展送氣調試工作。

5 結語

活化給料機在使用性能上具有諸多優勢，有利于節省運行成本、可靠性強，運輸物料的能力強大，支持遠程控制。但在使用過程中也存在一些缺陷，使用單位應結合具體的使用條件進行有效防控，做好必要的保養工作，以此來提高這一設備的綜合應用效益。

參考文獻

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[4] 王新文，楊偉，宮三朋，等.活化振動給料機動力學分析[J].煤礦機械，2016，37（2）：78-80.