摘 要 ：針對目前庫內糧食堆高工藝及設備存在的低效率、倉內場(chǎng)地利用不充分、高能耗、設備繁多、安全性低等問(wèn)題，結合堆場(chǎng)提出的移動(dòng)靈活、轉場(chǎng)便利、節約場(chǎng)地等堆高性能需求，提出一種新型庫內糧食埋刮板堆高機，通過(guò)對其結構組成、工作原理、工藝流程、關(guān)鍵技術(shù)及經(jīng)濟性進(jìn)行分析，表明其可以實(shí)現連續高效、機動(dòng)靈活、安全穩定、料堆高度大的堆高工作，并具備節能環(huán)保、物料適應性好的特點(diǎn)，應用于庫內堆高作業(yè)將帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。中圖分類(lèi)號：TH246 文獻標識碼：B 文章編號：1001-0785（2018）06-0108-04

　　0 引言目前，卸車(chē)機專(zhuān)業(yè)化的大型散貨堆場(chǎng)多配備大型散貨堆取設備，如懸臂堆料機[1] 和斗輪堆取料機等[2]，進(jìn)行散體物料的堆存。非專(zhuān)業(yè)化散貨堆場(chǎng)，通過(guò)自卸車(chē)堆存轉運物料，主要使用三種堆存工藝：裝載機與挖掘機組合、自卸車(chē)與裝載機組合、卸車(chē)平臺與帶式輸送機組合以及一些新型堆料設備[3，4]。而對于倉庫內糧食堆存，受庫內空間限制，基本采用裝載機與挖掘機組合堆高，首先通過(guò)裝載機對物料進(jìn)行歸堆，再由多臺挖掘機對料堆底部物料進(jìn)行挖取并提升至料堆頂部完成堆高。這種堆高工藝存在效率低、倉內空間利用不充分、高能耗、設備繁多、安全性低、燃油排放污染、費用高等問(wèn)題。為解決目前庫內堆高存在的問(wèn)題，本項目從工藝及設備進(jìn)行創(chuàng )新研發(fā)，提出一種庫內糧食埋刮板堆高機，并對其結構組成、工作原理、工藝流程、關(guān)鍵技術(shù)及經(jīng)濟性進(jìn)行分析。

　　1 設備組成及工作原理該新型庫內糧食埋刮板堆高機由埋刮板接料提升系統和帶式輸送堆料系統兩部分組成，整體結構布置如圖1 所示。

　　1. 帶式輸送堆料系統 2. 埋刮板接料提升系統 3. 自卸車(chē)圖1 新型埋刮板堆高機結構布置示意圖

　　埋刮板接料提升系統位于帶式輸送堆料系統尾部，用于承接自卸車(chē)的卸料、轉運并提升物料，其出料口與帶式輸送堆料系統接料口相接，在頂部通過(guò)水平輸送將物料運送到帶式輸送系統接料口上方進(jìn)行裝載，由帶式輸送堆料系統進(jìn)行堆高。埋刮板接料提升系統結構型式如圖2、圖3 所示，主要包括刮板及牽引鏈條、驅動(dòng)裝置、驅動(dòng)及導向鏈輪、機殼、卸車(chē)機機體支撐架、進(jìn)料斗、液壓支腿、車(chē)輪。機體支撐架安裝在埋刮板接料提升系統機殼上，支撐架前端裝有液壓支桿，后部裝有移動(dòng)輪胎，用于整個(gè)埋刮板提升系統的支撐與移動(dòng)；埋刮板接料提升系統尾部進(jìn)料口裝有進(jìn)料斗，用于接取和緩存物料。機殼內部裝有導軌，埋刮板及牽引鏈條沿導軌布置，用于輸送及提升物料。驅動(dòng)裝置安裝在埋刮板提升系統卸料口外的機殼上，通過(guò)驅動(dòng)鏈輪、鏈條牽引刮板沿導軌運行。采用高度尺寸較小的刮板，自卸車(chē)可在地面直接卸料至進(jìn)料斗內，無(wú)需卸車(chē)平臺，設備具有良好的移動(dòng)性，流動(dòng)作業(yè)更加便捷。

　　1. 驅動(dòng)裝置 2. 機體支撐架 3. 進(jìn)料斗 4. 移動(dòng)車(chē)輪 5. 液壓支腿圖2 埋刮板接料提升系統外部結構示意圖

　　1. 驅動(dòng)鏈輪 2. 刮板及牽引鏈條 3. 隔板 4. 導軌 5. 導向鏈輪圖3 埋刮板接料提升系統內部結構示意圖

　　帶式輸送堆料系統位于新型埋刮板堆高機前部，其尾部進(jìn)料口與埋刮板提升系統出料口對接，接收提升系統轉料及堆高物料，其結構如圖4 所示，由回轉車(chē)架、回轉支承、驅動(dòng)車(chē)輪、俯仰臂架、俯仰驅動(dòng)液壓缸、兩節式伸縮帶式輸送機、伸縮驅動(dòng)裝置、驅動(dòng)及張緊裝置等組成，可進(jìn)行俯仰、回轉和伸縮等運動(dòng)?；剞D車(chē)架尾部裝有回轉支承，車(chē)架前端裝有2 組驅動(dòng)車(chē)輪、可回轉車(chē)輪架及車(chē)架頂升液壓缸。帶式輸送堆料系統進(jìn)行堆料作業(yè)前，車(chē)架頂升液壓缸將車(chē)架頂升至一定高度，2 組可回轉車(chē)輪架攜帶驅動(dòng)車(chē)輪轉動(dòng)約90°，之后車(chē)架頂升液壓缸回縮，驅動(dòng)車(chē)輪接觸地面；帶式輸送堆料系統進(jìn)行堆料作業(yè)時(shí)，驅動(dòng)車(chē)輪帶動(dòng)車(chē)架繞尾部回轉支承中心回轉，實(shí)現回轉堆料功能。俯仰臂架尾部與回轉車(chē)架鉸接，通過(guò)俯仰驅動(dòng)液壓缸的伸縮實(shí)現臂架俯仰。俯仰臂架由固定段和伸縮段組成，布置有伸縮膠帶，伸縮驅動(dòng)裝置驅動(dòng)伸縮段運動(dòng)。卸車(chē)機

　　1. 兩節式伸縮帶式輸送機 2. 俯仰機構 3. 伸縮驅動(dòng)裝置 4. 驅動(dòng)車(chē)輪 5. 俯仰臂架 6. 回轉車(chē)架 7. 擋料板 8. 回轉支承 9. 驅動(dòng)及張緊裝置圖4 帶式輸送堆料系統結構示意圖

　　該埋刮板堆高機結合帶式輸送埋刮板提升的優(yōu)勢，帶式輸送堆料系統可以完成遠距離、大高度堆高作業(yè)，并且設備長(cháng)度可變；埋刮板提升系統可以直接接取自卸車(chē)地面卸料并提升，從而減小整機尺寸，卸車(chē)機兩者協(xié)同作業(yè)、優(yōu)勢互補，實(shí)現遠距離、大高度堆高，同時(shí)整機尺寸便于庫內小空間的靈活移動(dòng)。堆高機處于非工作狀態(tài)時(shí)（見(jiàn)圖5），收回前段膠帶，俯仰臂架下俯到小角度，此時(shí)整機尺寸減小，可以靈活移動(dòng)轉場(chǎng)。堆高機處于工作狀態(tài)時(shí)（見(jiàn)圖6），帶式輸送堆料系統伸出前段膠帶，仰起臂架，回轉車(chē)架驅動(dòng)車(chē)輪轉動(dòng)約90°，此時(shí)自卸車(chē)將物料卸載至埋刮板提升系統進(jìn)料斗，由水平進(jìn)料段刮板輸送，再經(jīng)過(guò)彎曲段和傾斜段提升至頂部水平輸送段，轉料至帶式輸送堆料系統輸送帶上，再通過(guò)伸縮膠帶堆高。帶式輸送堆料系統的俯仰、回轉和伸縮功能，實(shí)現多點(diǎn)堆高，并減少了揚塵和能耗。

　　2 堆高工藝圖7 所示為某糧食通用碼頭倉庫的糧食堆高工藝，糧食倉庫凈空高約12 m、寬約30 m、長(cháng)約60 m，倉庫門(mén)寬4.5 m、高4 m。埋刮板堆高機在收縮、俯下?tīng)顟B(tài)進(jìn)入糧倉倉庫，切換至工作狀態(tài)。帶式輸送堆料系統在膠帶端點(diǎn)與倉庫門(mén)水平距離21 m 處開(kāi)始次堆料，首先回轉車(chē)架向左回轉19°，自卸車(chē)向進(jìn)料斗卸料，由埋刮板接料提升系統轉料至帶式輸送堆料系統的膠帶上進(jìn)行堆裝，同時(shí)回轉車(chē)架開(kāi)始向右進(jìn)行回轉運動(dòng)，轉至中心角為38°后向左回轉，依次循環(huán)。隨著(zhù)料堆高度增加，俯仰臂架不斷上揚，完成目標堆高高度后，高機的研_卸車(chē)機次堆料結束。埋刮板堆高機次作業(yè)完成后，收起液壓支腿，由牽引車(chē)將堆高機向后移動(dòng)約1.5 m，放下支腿，繼續進(jìn)行堆高作業(yè)，后續作業(yè)每次料堆體積相等，共循環(huán)10 次，完成堆高。

　　3 關(guān)鍵技術(shù)分析新型庫內糧食埋刮板堆高機可以實(shí)現大高度、大幅度的堆高作業(yè)，并且機動(dòng)性強、工作效率高、安全性好、環(huán)境污染小，其具有以下關(guān)鍵技術(shù)：1）自卸車(chē)地面低位卸料直接轉接料技術(shù)。應用該技術(shù)，可實(shí)現自卸車(chē)在地面直接卸料，不再需要自卸車(chē)卸料平臺，增加設備流動(dòng)作業(yè)的便捷性。由于自卸車(chē)卸料時(shí)距地面高度僅為600 mm，并且卸料過(guò)程中需要通過(guò)移動(dòng)車(chē)體來(lái)卸空車(chē)廂，所以要求進(jìn)料斗入口高度小、內部容積大并且能及時(shí)輸送走卸載的物料。

　　2）物料提升及卸載技術(shù)。該技術(shù)使用刮板接取物料并水平輸送，其接料處高度可小于600 mm，可以實(shí)現接取自卸車(chē)地面卸料的功能；自卸車(chē)卸料過(guò)程中刮板不斷輸送物料，不會(huì )造成大量的物料堆積堵塞車(chē)廂，所以自卸車(chē)可以不用移動(dòng)便能卸空車(chē)廂。該技術(shù)需要適當的刮板結構及合理的刮板布置方式，刮板結構不當，會(huì )造成物料輸送滯后嚴重甚至無(wú)法正常輸送物料，刮板布置方式不合理會(huì )造成物料填充率不足和卸料不充分，都會(huì )對質(zhì)量流量造成影響。

　　3）回轉帶式輸送及堆料技術(shù)。根據堆高機性能需求分析可知，要求堆高機具有較大的堆高高度與堆高幅度，一般輸送設備在滿(mǎn)足要求時(shí)都會(huì )出現體積大、質(zhì)量大、能耗高的問(wèn)題。帶式輸送因為自身結構原因，輸送效率高，并且不會(huì )出現上述問(wèn)題。本文在帶式輸送的基礎上，卸車(chē)機選用長(cháng)度可變的伸縮式帶式輸送機，使其具有更好的通過(guò)性，帶式輸送機具有俯仰、旋轉功能，實(shí)現大高度、大幅度的堆高作業(yè)。

　　4）作業(yè)工藝優(yōu)化技術(shù)。通過(guò)對以上關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行理論分析、仿真計算、實(shí)驗測試，對設備的作業(yè)工藝進(jìn)行優(yōu)化，提升設備的通用性，提高堆高效率，減小運行阻力。

　　4 設備性能參數及經(jīng)濟性分析傳統堆高工藝中設備燃料主要為燃油，費用高且污染嚴重，新型埋刮板堆高機使用電力能源，使用成本降低且更加節能環(huán)保；新型埋刮板堆高機代替多種設備組合作業(yè)的復雜模式，操作更簡(jiǎn)單、工作效率更高；新型埋刮板堆高機在地面工作，更加穩定安全，可減少操作人員數量。糧食倉庫埋刮板堆高機的主要性能參數：物料密度750 kg/m3，工作效率300 t/h，堆高高度8 m，堆高幅度15 m。

　　一臺新型埋刮板堆高機工作效率相當于多臺裝載機與挖掘機組合堆高的效率，可以將工作效率從150 t/h提高到300 t/h，提高經(jīng)濟效益；埋刮板堆高機的創(chuàng )新設計使設備具有良好的流動(dòng)作業(yè)特性，可以實(shí)現一機多用，使設備的購置數量大量減少，大大降低投入資本、操作人員、保養維修等相關(guān)費用；埋刮板堆高機大幅度提升料堆高度，增加場(chǎng)地利用率；節省挖掘機挖取物料提升時(shí)挖斗、折臂自重提升和自卸車(chē)、裝載機自重爬升的能耗，從而達到節能的效果，設備輸送、提升物料的工作機構均采用電力驅動(dòng)，節省能耗及費用。

　　綜合上述性能參數與經(jīng)濟性分析，新型庫內糧食埋刮板堆高機工作效率高、堆高能力強、使用成本低，并且環(huán)保節能、安全穩定，卸車(chē)機完全可以取代傳統裝載機與挖掘機組合的堆高工藝，將顯著(zhù)提高企業(yè)用戶(hù)的經(jīng)濟效益。

　　5 結束語(yǔ)本文研發(fā)的新型庫內糧食埋刮板堆高機將帶式輸送堆料技術(shù)與埋刮板接料提升技術(shù)結合，可以直接接取自卸車(chē)地面卸料并提升至一定高度，進(jìn)行堆高作業(yè)。通過(guò)對該埋刮板堆高機的結構、原理、堆高工藝、關(guān)鍵技術(shù)及經(jīng)濟性分析，證明其具有堆料高度及遠度大、機動(dòng)性強、生產(chǎn)率高、能耗低、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，可廣泛應用于庫內堆場(chǎng)堆高作業(yè)，對改善落后的堆高工藝和提高經(jīng)濟與社會(huì )效益有積極影響。

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