制约斗轮机取料效率的因素分析与改进

制约斗轮机取料效率的因素分析与改进

常胜

大连华锐重工集团股份有限公司辽宁大连116013

摘要：为了满足现代化建设快速发展的要求，对能源的需求也越来越大，因此在国内大多数的港口、电厂和钢厂等地方逐渐添加了一些堆取料机装置。而斗轮机的取料效率直接影响了这些工矿企业的生产能力，也直接影响了工矿企业的经济效益。为提升斗轮机的取料效率，本文对制约斗轮机取料效率提升的黏料、撒料、等料等因素进行分析，并提出技术改进措施。

关键词：斗轮机；取料效率；制约因素；改进措施

前沿

随着经济的高速发展，斗轮堆取料机在人们的生活中就起着很大的作用。斗轮机的取料系统主要包括斗轮驱动、斗轮轴承、斗轮体、料斗、溜槽、导料槽、臂架皮带机等。斗轮机取料作业的额定效率和极限效率是由设计者在斗轮设计时就决定了,但因物料种类繁多、设计不完善等原因,导致经常出现取料效率达不到额定效率的情况。在实际生产中，取料系统黏料、撒料和等料就是导致斗轮机取料效率降低的主要原因。

1取料系统黏料分析与改进措施

1.1黏料对取料效率的影响

黏料是指在斗轮机构运转过程中一部分物料始终黏附在料斗和溜槽上,导致取料系统的能耗增加、效率降低。在冬季取装黏性大的矿等物料时,黏料问题更加严重,取料作业效率较低。清理难度和工作量都很大。黏料现象主要发生在料斗内壁和溜槽正面。当黏附现象发生后,料斗长时间运转后,料斗内壁上黏附的矿层水分逐渐减少,料斗金属衬板表面也逐渐开始锈蚀,黏附层与衬板表面之间的微颗粒因机械互锁作用形成永久性黏附。

1.2减少取料系统黏料的方法和改进措施

根据黏料机理分析，要解决黏料问题，可以从阻断物料黏附过程和改变接触表面性质这2个方面着手。阻断物料黏附过程的防黏料方法主要有振打脱料法和喷水除料法。振打脱料法是利用振打电机振动料斗母板使物料脱落的方法，但在斗轮机料斗上安装振打电机不具有可操作性。喷水除料法是用高压水柱冲刷黏料位置以达到防黏料的目的，该方法会使设备用水成本大幅增加，而且废水回收困难，在旋转的斗轮上安装喷水装置难度非常大。

改变接触表面性质的防黏料方法主要有表面喷涂防黏剂法和浇铸防黏性材料法。表面喷涂防黏剂法需要在每次作业前重新喷涂防黏剂，存在工作量大、成本高等问题，不适用于斗轮机连续作业。浇铸防黏性材料法是在料斗内壁浇铸一层防黏性的材料，从而改变接触表面的性质。降低矿石团聚物与料斗内壁之间的黏附力，达到防黏料的目的。该方法的可操作性较强。

最终选定在料斗内壁热浇铸12mm厚的聚氨酯耐磨层。内壁浇铸聚氨酯耐磨层的料斗。在采取该防黏料措施后，料斗内壁黏料问题得到解决.要解决溜槽积料问题，需要改善溜槽表面特性，经过对多种材料的比选试用，最终选择在溜槽正面安装新型复合陶瓷胶板。这两种改进很好的解决了料系统黏料的问题。

2取料系统撒料分析与改进措施

2.1撒料对取料效率的影响

取料系统撒料主要发生在斗轮料斗旋转提升物料和皮带机运输物料的过程中。斗轮在运行过程中主要有3个撒料点：一是料斗口处；二是圆弧挡料板与斗轮轮辋之间的间隙处；三是皮带机跑偏造成的撒料。

2.2取料系统撒料的原因分析

斗轮料斗口处撒料多主要是由于料斗的斗齿、斗唇严重磨损引起的。取料作业方式多以回转取料为主，导致料斗两侧边角的斗齿磨损非常严重。取料作业时，料斗内的物料从斗齿磨损严重的地方撒落下来。料斗的斗唇部分也直接与物料接触，长期磨损后也会导致物料撒落较多。

为适应矿种多样性和提高生产效率，现在的斗轮机设计一般都采用无格式斗轮装置。无格式斗轮装置的圆弧挡料与斗轮轮辋之间要保持一定的间隙，一般要求为8mm。但随着设备的长期使用，受圆弧挡料板和斗轮体自身钢结构形变的影响，圆弧挡料板与斗轮轮辋之间的间隙会越来越大，取料作业时会有大量物料从圆弧挡料板与斗轮轮辋之间的间隙处撒落。

斗轮皮带运输机的跑偏直接会造成取上来的物料流失，造成取料效率降低，严重时无法正常进行取料，只能停车处理。物料的大量撒落导致取料系统的效率降低。部分撒落物料进入回程皮带，造成改向滚筒、托辊、轴承等零部件内部损坏，需要停机检修，间接影响取料效率。

2.3取料系统撒料的改进措施

要减少斗轮料斗口处的撒料，需要增强料斗、斗齿的耐磨结构。设计专用斗齿。在靠近斗角的方向，加宽专用斗齿的齿面，这样既能增加耐磨强度又能保护斗角，同时斗齿的安装结构不变。

为增强斗唇的耐磨性，采用全堆焊耐磨层结构，在未安装斗齿的斗唇部分先用不锈钢焊条打底，再用D256耐磨焊条堆焊5mm厚的耐磨层。为防止料斗外侧壁被物料磨透而漏料，在料斗外侧壁增加网格堆焊结构。

要减少斗轮圆弧挡料板处的撒料，需要缩小圆弧挡料板与斗轮轮辋之间过大的间隙。为此，在圆弧挡料板侧壁增加可调节式聚氨酯耐磨裙板。由于裙板安装在圆弧挡料板外侧，更换磨损的裙板十分方便。

为了避免或减少皮带机跑偏，可以从一下几个方面改进。一是在承载段适当间隔位置采用自动调心托辊组；二是在回程段前后各加一组八字型托辊组；三是在堆料机或取料机采用前倾式承载托辊组；另外，严格控制各滚筒、托辊的安装尺寸，使其安装后的偏斜量最小都是解决皮带机跑偏的方法。

3取料系统等料分析与改进措施

3.1等料对取料效率的影响

等料是指斗轮机司机在作业过程中刻意暂停取料,这样直接打断了斗轮机的取料连续性，减少了斗轮机的工作时间，直接影响取料效率。

3.2等料现象的原因分析

分析取料作业流程的各个环节发现,取料系统等料的主要原因除了由于一些故障造成必须停机维修外，另一个不必要的原因是斗轮机没有准确的计量物料的设备或者是计量系统精度差。

由于斗轮机司机不能准确得知从料堆中取上来的物料的累计流量值,在接近本列火车装车结束时会暂停取料。待整个流程皮带上的所有物料全部装入火车车厢后再接着取料,整个流程就要多等待10min左右。有时一次补料不足还会再次补料。

另外,由于斗轮机司机不能准确得知瞬时流量值,为了避免流量过大,在取料作业过程中斗轮机司机会刻意降低瞬时流量或间隙取料。

3.3减少等料时间的改进措施

为解决取料系统等料问题,保证设备的安全、稳定的运行，不让斗轮机无故的停机是保证取料效率的重要因素。同时，增加和提高斗轮机的物料计量精度也是减少等料的重要原因。为斗轮机司机提供准确的取料累计流量和瞬时流量值,斗轮机司机在掌握准确的取料累计流量和瞬时流量值后,可根据需要装车的物料总量,一次性取料到位。

在斗轮机计量系统中,有的采用普通皮带秤作为计量器具。普通皮带秤通过臂架绞点处的重力式角度传感器或绝对值编码器进行俯仰角度补偿,补偿效果差。为提高计量精度,避免取料系统等料,对斗轮机计量系统进行改造,在臂架上安装高精度的皮带秤。

移动式阵列式皮带秤采用三维姿态跟踪补偿技术,对称重传感器在垂直、左右、侧倾等3个方向上的状态进行检测和修正补偿,可以相对准确的计量物料。结论

在对斗轮装置进行以上的措施后,料斗内壁基本无黏料,斗轮机作业黏矿时的效率提高30%以上。改造后的料斗耐磨特性明显加强，斗齿使用寿命得到延长，斗轮料斗口处的撒料明显减少。缩小圆弧挡料板与斗轮轮辋之间过大的间隙。为此，在圆弧挡料板侧壁增加可调节式聚氨酯耐磨裙板，减少撒料。斗轮机计量系统改造升级后,斗轮机司机现在能够实时掌握取料作业流量和整个作业进度情况，可实现一次性取料到位，大幅提高取料系统的效率。这一系列的技术改进措施有效地提高斗轮机的性能、大幅降低沿线作业流程的能源消耗、减少取料作业造成的粉尘污染,取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]任露泉等.土壤黏附系统中黏土颗粒群的黏附特性[J].农业机械学报,2017,12(4):1-3.

[2]曹红强.皮带机常见故障及原因分析.期刊论文.应用能源技术2004(4)

[3]杨泽文等。斗轮机构圆弧挡料板结构设计与安装的改进。期刊论文.PortOperation。2015(6)