◇廣州港新沙港務(wù)有限公司 王平

本文將圍繞斗輪堆取料機(jī)的基本內(nèi)容進(jìn)行分析討論，闡述港口斗輪堆取料機(jī)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面存在的不足之處，并提出一系列實(shí)現(xiàn)港口斗輪堆取料機(jī)系統(tǒng)化技術(shù)改造的有效對(duì)策，以此確保該設(shè)備的堆存能力、裝機(jī)容量得到大幅度優(yōu)化，從而更好的完成配合作業(yè)，降低成本開銷。

斗輪堆取料機(jī)是一種完成堆料與取料的裝卸設(shè)備，主要包括膠帶輸送臂、機(jī)架、運(yùn)行結(jié)構(gòu)等組成部分，并借助輸送機(jī)完成貨物堆料，并由輸送臂與皮帶完成貨物取料，具有規(guī)律性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。為了確保后續(xù)提出的系統(tǒng)化技術(shù)改造方案更加合理，也為了保證設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的問題被有效發(fā)現(xiàn)，首先要對(duì)斗輪堆取料機(jī)的基本內(nèi)容進(jìn)行深入了解。

1 斗輪堆取料機(jī)的基本內(nèi)容探究

（1）臂架型。臂架型斗輪堆取料機(jī)的堆料作業(yè)主要借助輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)，并將散料裝載至料場(chǎng)，利用臂架、俯仰確保料堆保持整齊，而取料則是利用斗輪與臂架回轉(zhuǎn)，最終經(jīng)過下層漏斗將物料取盡。其結(jié)構(gòu)組成包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)裝置與支承組成，能驅(qū)動(dòng)臂架的回轉(zhuǎn)，并確保其在任意位置都能進(jìn)行裝填工作，同時(shí)回轉(zhuǎn)速度需控制在0.2r/min左右，且依照一定規(guī)律完成自動(dòng)調(diào)節(jié)；輸送機(jī)，用以提供物料的運(yùn)輸，可以實(shí)現(xiàn)正反雙向運(yùn)行；尾車，是指連接取料機(jī)與輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)，在作業(yè)過程中，需要輸送帶預(yù)先繞過尾車上的滾筒，以此便于后續(xù)物料的裝填；斗輪機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)取料工作，通常采用無格式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于無斗底，能夠使物料在擋板上滑移，并在自重作用下流入輸送機(jī)。該結(jié)構(gòu)形式的作業(yè)效率極高，斗輪轉(zhuǎn)速較大，即使粘性較高的物料也能被卸載。

（2）橋架型。橋架型斗輪堆取料機(jī)可細(xì)分為門式堆取料機(jī)，主要由金屬構(gòu)架與可升降橋架組成，其橫梁上有兩條可移動(dòng)輸送機(jī)，并配有運(yùn)行尾車，能夠借助滾道、支撐輪完成物料的裝載與拋卸；橋式取料機(jī)，該設(shè)備與門式堆取料機(jī)的差異點(diǎn)主要體現(xiàn)在門架尺寸較小，橋架無法實(shí)現(xiàn)升降，且未安裝輸送機(jī)與微車，但在斗輪前設(shè)有小車料靶，能夠使散料自動(dòng)下滑，便于斗輪取料。

2 港口斗輪堆取料機(jī)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)存在的不足

港口斗輪堆取料機(jī)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)中存在的問題可主要分為以下幾點(diǎn)。

（1）斗輪堆取料機(jī)通常會(huì)采用繼電裝置來完成電氣系統(tǒng)的控制，但此類設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、元件數(shù)量較多，容易引發(fā)電路故障，并產(chǎn)生高額的維修費(fèi)用。

（2）供電系統(tǒng)的布局不夠科學(xué)，其采用的為分級(jí)供電的運(yùn)行模式，難以避免的會(huì)形成線號(hào)混亂，所使用的過渡接頭類型繁多，甚至部分接線端會(huì)暴露在外，一旦遭遇惡劣天氣，將會(huì)導(dǎo)致線路短路，影響生產(chǎn)過程的有序開展。

（3）堆料機(jī)所使用的供電結(jié)構(gòu)主要以單股銅滑為主，但該設(shè)備屬于非標(biāo)準(zhǔn)電器，本身的性能有待提升，經(jīng)常出現(xiàn)彈簧彈性不足，使接觸力偏低，頻發(fā)產(chǎn)生電火花，降低裝置的應(yīng)用壽命，甚至引發(fā)漏電事故。

（4）電動(dòng)機(jī)型號(hào)過于老舊，所消耗的能源相對(duì)較高，并且老式發(fā)動(dòng)機(jī)的沖擊能力較強(qiáng)，容易造成減速機(jī)的破損，不利于維護(hù)工作的正常開展。

（5）斗輪堆取料機(jī)是以交直流供電系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行，但這種方式的經(jīng)濟(jì)性較差，并且在開啟階段缺少隔離裝置，容易混入水氣與煤粉，影響設(shè)備的正常使用，甚至產(chǎn)生整流子燒損。同時(shí)，該裝置的備件數(shù)量較少、回轉(zhuǎn)體較重，會(huì)在回轉(zhuǎn)過程中使輸送臂出現(xiàn)大幅度抖動(dòng)，難以保持穩(wěn)定的運(yùn)行模式，最終造成機(jī)體變形。

（6）由于堆料機(jī)在完成回轉(zhuǎn)時(shí)難以避免的會(huì)受外界因素影響，諸如環(huán)境因素、人為因素等，使最大回轉(zhuǎn)角度通常只能維持在±100°左右，導(dǎo)致設(shè)備的利用率與堆存能力無法實(shí)現(xiàn)最大化，最多可造成25%的貨場(chǎng)成為作業(yè)盲區(qū)，不符合高效作業(yè)的施工原則。

（7）輸送機(jī)駝峰設(shè)計(jì)有待提升，以往駝峰主要以托輥支架來確保貨物的有序輸送，但該裝置會(huì)造成輸送機(jī)難以得到有效清理，并且結(jié)構(gòu)承受應(yīng)力較大，容易出現(xiàn)輸送帶撕裂狀況[1]。

（8）港口斗輪堆取料機(jī)的傳動(dòng)軸質(zhì)量不佳，經(jīng)常出現(xiàn)破損、磨損等不良狀況，同時(shí)系統(tǒng)本身的過載保護(hù)安全性較差，難以將設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷控制在標(biāo)準(zhǔn)值以下，致使設(shè)備反復(fù)出現(xiàn)機(jī)損問題，在影響裝載工作正常進(jìn)行的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生高額的維修費(fèi)用。為了解決以上問題，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員保持完善的知識(shí)理論、高水平的專業(yè)能力，合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行參數(shù)。

3 港口斗輪堆取料機(jī)系統(tǒng)化技術(shù)改造的有效路徑

本文將以DQL2000/3000型港口斗輪堆取料機(jī)設(shè)備的系統(tǒng)化技術(shù)改造作為研究對(duì)象，確保存在的相關(guān)問題得到有效解決，實(shí)現(xiàn)設(shè)備性能與經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化，防止能源的過度消耗，提高作業(yè)效率。

3.1 改造方法

（1）控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)方面需要使用先進(jìn)的可編輯邏輯控制程序系統(tǒng)替換以往過于老舊的控制系統(tǒng)，選用當(dāng)前應(yīng)用效率較高的日本歐姆龍KV-5000/3000型PLC，該控制系統(tǒng)同不僅能大幅度簡化過于繁雜的控制線路，還能降低接線端子，以此實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)可靠性的進(jìn)一步增強(qiáng)，防止安全故障的產(chǎn)生。

（2）電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)的優(yōu)化主要體現(xiàn)在分層安裝，需要在以往的電氣系統(tǒng)放置多個(gè)電氣柜，并進(jìn)一步合并成可編輯邏輯控制柜、電源柜、變頻柜等，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)集中控制，保證電氣系統(tǒng)干凈、整潔，避免受水氣、污染物的影響，造成運(yùn)行效率低下，同時(shí)也能便于后期故障排查工作的開展，提高維護(hù)、檢修效率。

（3）供電系統(tǒng)。在供電系統(tǒng)方面，可采用最新的DMHP-4-16/80A安全滑導(dǎo)線，由于以往港口斗輪堆取料機(jī)的工作強(qiáng)度較高，作業(yè)長度需保持在200m左右，經(jīng)常會(huì)在高負(fù)荷的環(huán)境下出現(xiàn)電壓供給不足，影響設(shè)備性能的有效發(fā)揮。而使用DMHP-4-16/80A安全滑導(dǎo)線可有效解決此類問題，能夠借助雙端供電的方式，更好的完成電壓補(bǔ)償，確保供電系統(tǒng)具有加高的安全性與可靠性，并且該類型的滑導(dǎo)線可以保持高質(zhì)量的觸頭接觸，使其應(yīng)用壽命得以大幅度延長，同時(shí)也能防止漏電狀況的發(fā)生。

（4）變頻器。為了消除以往變頻裝置能耗過大，經(jīng)濟(jì)性不佳的問題，可選用6SE6400-0BP00-0AA0型號(hào)的德國西門子變頻器，利用預(yù)先完成設(shè)定值設(shè)置、穩(wěn)定性優(yōu)良、可靠性較高、能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)調(diào)速等特點(diǎn)，確保回轉(zhuǎn)工作的有效開展，避免回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)大幅度晃動(dòng)，造成輸送機(jī)機(jī)體變形，并引發(fā)一系列安全事故。同時(shí)要保證變頻裝置能夠有效帶動(dòng)15kW交直流電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，降低對(duì)支承的沖擊力，以此達(dá)到提高回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使用壽命的目的[2]。

（5）電動(dòng)機(jī)。以往的港口斗輪堆取料機(jī)通常需要配置多個(gè)臺(tái)車，并安裝8臺(tái)電動(dòng)機(jī)，要求電動(dòng)機(jī)之間能夠通過減速機(jī)與聯(lián)軸器形成完整的行走系統(tǒng)，確保裝機(jī)容量高于58kW。而在系統(tǒng)化改造過程中需要將原港口斗輪堆取料機(jī)以4個(gè)行走臺(tái)車，每臺(tái)搭配2臺(tái)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成改為，一臺(tái)變頻器且每臺(tái)行走臺(tái)車配備1臺(tái)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成模式，形成單輸入的減速機(jī)構(gòu)，保證整體裝機(jī)容量控制在23kW以下，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)行走機(jī)構(gòu)的簡化處理，還能保證設(shè)備的平穩(wěn)行走。

（6）回轉(zhuǎn)角度。在回轉(zhuǎn)角度方面，則需適當(dāng)進(jìn)行擴(kuò)大處理，由于回轉(zhuǎn)角度的設(shè)定合理程度能夠直接界定貨物的利用效率，因此需及時(shí)完成設(shè)備作業(yè)方式的優(yōu)化與升級(jí)，將尾車進(jìn)行脫除處理，并改變主纜的走向，以此提升貨場(chǎng)的堆存能力。

（7）輸送機(jī)。在輸送機(jī)方面則要進(jìn)行駝峰改造，首先要將托輥調(diào)整為單托輥結(jié)構(gòu)，用以避免以往作業(yè)時(shí)容易產(chǎn)生被煤炭卡死，引發(fā)輸送帶損壞的現(xiàn)象，其次要將支架底板改為開放式結(jié)構(gòu)，同時(shí)要在尾部完成接料板的焊接，這樣在保證設(shè)備密封性的基礎(chǔ)上，同樣能夠完成落煤的直接滑落，以此消除清理難題，防止落煤混入到回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)當(dāng)中。最后要將托輥角度調(diào)整為30度，避免駝峰在受力過高的情況下，破壞輸送帶。

（8）限位裝置。以往的港口斗輪堆取料機(jī)采用的是限位開關(guān)，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，容易產(chǎn)生失靈現(xiàn)象，同樣會(huì)受人為因素影響，發(fā)生誤動(dòng)操作，不利于生產(chǎn)工作的有序開展。因此需要使用精確度較高的光電限位開關(guān)，利用紅外線效應(yīng)確保限位裝置的高靈敏度，保證生產(chǎn)工作安全進(jìn)行。

（9）驅(qū)動(dòng)方式。傳統(tǒng)港口斗輪堆取料機(jī)是以機(jī)械傳動(dòng)作為主要驅(qū)動(dòng)形式，但該方式下電動(dòng)機(jī)與耦合器的連接程度較高，無法實(shí)現(xiàn)便捷拆卸，并且傳動(dòng)軸出現(xiàn)磨損的幾率較高，而減速機(jī)也容易因供油量不足，造成齒輪難以有效運(yùn)用。因此需要將驅(qū)動(dòng)方式調(diào)整為液壓驅(qū)動(dòng)，并替換先進(jìn)的液壓元件，確保改造后的液壓系統(tǒng)能夠具有降低能源使用率、減少故障生產(chǎn)、易于判斷等優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化過載保護(hù)能力[3]。

3.2 改造結(jié)果

經(jīng)過改造后的港口斗輪堆取料機(jī)實(shí)際性能變化結(jié)果如下：單個(gè)港口斗輪堆取料機(jī)的裝卸效率得以大幅度提升，是以往作業(yè)效率的1.2倍左右，同時(shí)產(chǎn)生的故障幾率也大大降低，變化幅度超過50%；在應(yīng)用可編輯邏輯控制器以及變頻器后，每臺(tái)電機(jī)的裝機(jī)容量得以下降，電力能源的耗損比例進(jìn)一步減少，經(jīng)實(shí)際調(diào)查可知，當(dāng)前每臺(tái)港口斗輪堆取料機(jī)完成千噸物料裝卸所需要的電能與以往相比，節(jié)省幅度超過10%；改造后的港口斗輪堆取料機(jī)在結(jié)構(gòu)組成上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步簡化，在強(qiáng)化裝置可靠性的同時(shí)，也縮短了維護(hù)所需的時(shí)間；維修金額得以減少，當(dāng)前每臺(tái)港口斗輪堆取料機(jī)可節(jié)約的維修金額大約在10萬元/a；所需推土機(jī)的數(shù)量得以降低，能夠借助裝載機(jī)進(jìn)行作業(yè)配合，同樣可節(jié)省大約成本開支；使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的使用壽命得以延長，以往完成回轉(zhuǎn)支承更換大約需花費(fèi)20～30萬元，在降低回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)耗損后，能夠使相關(guān)經(jīng)費(fèi)更多的用在維護(hù)與保養(yǎng)方面，確保作業(yè)質(zhì)量與作業(yè)效率進(jìn)一步提高。

4 結(jié)束語

綜上，通過對(duì)斗輪堆取料機(jī)的基本內(nèi)容進(jìn)行分析討論，闡述港口斗輪堆取料機(jī)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)存在的不足之處、并提出控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、變頻器、電動(dòng)機(jī)、回轉(zhuǎn)角度、輸送機(jī)、限位裝置、驅(qū)動(dòng)方式等方面的改造方法，以此實(shí)現(xiàn)港口斗輪堆取料機(jī)性能的大幅度提升，在降低能源消耗的同時(shí)，也減少故障產(chǎn)生的可能性，延長設(shè)備的使用壽命，從而更好地完成相關(guān)作業(yè)。