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第12章 物流机械技术与设备(9)

2)波形挡边带式卸船机

波形挡边带式卸船机是用旋转叶轮、滚筒或水平螺旋等挖取物料,以波形挡边输送带进行提升和输送物料的卸船机。采用波形挡边输送带,不仅增大了物料装载量,而且可在垂直方向上输送物料,从而能够进行卸船作业。波形挡边带式卸船机具有臂架回转、俯仰、门架运行、提升段回转和取料等机构,使卸船机机头可伸到船舱各处取料。为进一步提高装载量和进行封闭式输送,可采用一条普通平胶带将波形挡边输送带覆盖的双带系统,这时物料装在由波形挡边、横隔板和覆盖带构成的一格格封闭空间中被提升输送。

波形挡边带式卸船机的优点是自重轻,能耗低,物料由垂直提升过渡到水平输送时无需转载,这种卸船机运行平稳、噪声小,能装卸兼用,可利用带式输送机的零部件;其主要缺点是不能卸大块物料和黏性物料,否则易卡死,而且输送带难以清扫。

3)螺旋卸船机

螺旋卸船机是以螺旋取料并利用垂直螺旋输送机提升的卸船机,其输送物料的部分大多采用水平螺旋输送机,也有的采用带式输送机。目前螺旋卸船机由于采用了一种特制的取料装置,使螺旋管内的物料充填系数高达70%~90%,该取料装置由旋转方向相反的管外螺旋、管内垂直螺旋和带有倾斜翼板的给料器组成。作业时,管外螺旋使周围物料松动,它的转速可按物料性质和生产率需要而调整,松动的物料由螺旋下端的给料器喂入管内,供垂直螺旋提升至顶端转至水平螺旋输送机或带式输送机运送上岸。螺旋卸船机借助臂架回转、变幅、垂直螺旋摆动等机构的协同动作,机头可伸至舱口各点取料。

由于螺旋输送机是无牵引构件的输送机,不需空返分支,外形是个封闭的圆筒,断面尺寸小,结构紧凑,其机头容易进出船舱,与同样生产率的各种机械式卸船机相比,它的自重是最轻的。螺旋卸船机的卸料过程是全封闭的,不发生泄漏,不扬尘,其噪声也较小。它广泛用于谷物、化肥、水泥和煤炭等散货的卸船作业。螺旋卸船机的缺点是能耗比较高,螺旋部件容易磨损。

4)链斗卸船机

链斗卸船机是以链斗来挖取并提升物料的卸船机,其取料和提升物料的机构有多种不同的构造形式。其中以采用机头取料与垂直提升为一刚性整体的L型取料提升装置使用较多。

悬链式链斗卸船机是一种非张紧型链斗卸船机,它的链斗取料区段呈自由悬垂状态,悬链斗可将其挖取的物料提升至带式输送机运送上岸。

悬链式链斗卸船机最突出的优点是因具有悬链斗取料段而能完成清舱作业,使驳船的清舱量在2%以下甚至小于1%,同时当驳船减载上浮或受风浪影响而摆动时,悬链斗不会与舱底板发生硬性碰撞,因而不损伤舱底。该机卸货能力不受货层厚度影响,平均生产率可达设计生产率的80%。加上大多采用定机移船作业方式,结构简单,自重轻,造价和能耗低,且易于操作,可适用于煤、砂、小块矿石等多种物料,是内河卸驳船散货的一种很有发展前途的卸船机。

2.散货堆场装卸机械

散货堆场取料机械按用途可分为堆料机、取料机和多功能堆取料一体机等。

(1)堆料机

堆料机是与进入堆场的固定带式输送机配合使用,专供堆料的机械。按结构可分为单臂式和双臂式;按货种可分为堆煤机、堆矿机等。它们都包括堆料部分和尾车部分。

堆料机的机架跨在水平的固定胶带机上,并可在轨道上沿固定胶带机移动。堆料机的尾车实际上就是固定胶带机的卸料车。堆料部分是机架上伸出的堆料悬臂,臂上设有胶带机,有的机型的悬臂可变幅和左右回转。工作时,由固定胶带机运来的物料通过尾车卸至悬臂上的堆料胶带机,然后输送到悬臂端部堆放到货场上。

不能回转的单臂堆料机根据堆场特定的平面布置和工艺要求而设计,只能在固定输送机的一侧堆料。它堆成的料堆长度总是小于与之联系的固定胶带机的长度,所以不能回转的单臂或双臂堆料机适用于配合坑道输送机工作,或适用于对堆料范围要求不高的场合。可回转的单臂堆料机虽然也只有一个堆料臂,但通过回转机构,它仍可在固定胶带机的两侧堆料,而且堆出的料堆长度可超过与之相联系的固定胶带机长度,适用在大面积的散货堆场上。堆料机还可制成高门架型,用于与高架栈桥胶带输送机配合,以便于堆场内流动车辆的通行。

堆料机最主要的性能参数是生产率、堆料高度和工作幅度。生产率应与送料进场的胶带机相适应,由此确定悬臂的带宽和带速。堆料高度和工作幅度根据堆料要求而定,是确定悬臂长度的依据。有变幅、回转机构的堆料机可调整堆料高度和堆料的位置,但变幅和回转机构都是非工作性的,其速度较低不影响生产率。堆料机的行走、变幅和回转机构可采用一般起重的通用结构。

(2)取料机

取料机是使散货从堆场运出的机械,目前采用斗轮取料机从堆场向地面输送机供料或取料装车,采用螺旋喂料机(有时也可用推土机等)在堆场上给坑道输送机供料。比如斗轮取料机,它由取料和送料两部分组成。取料部分和斗轮堆取料机的取料相似,送料部分和堆料机相似。工作时斗轮转动,从料堆取料,并通过胶带输送机送料。斗轮的工作位置可由斗轮臂的变幅、回转来调整,并由行走机构保证斗轮连续取料。

取料机构通常采用开式(无格式)斗轮,这种取料斗外没有斗背,取料斗在斗轮的前下方非卸料区段与固定的环形导板构成封闭容积,使物料不会在这个区段从敞开的斗背漏下。料斗的卸载有离心式和重力式两种。离心式卸载可将斗轮布置在悬臂带式输送机的正前方,斗内的物料主要靠离心力抛到输送机上。由于斗轮转速高,生产率较高。

同时,斗轮机头简单紧凑,臂架无附加扭矩因而受力情况较好,整机自重较轻。主要缺点是物流分散,物料卸不干净。故离心式卸载只适宜卸干燥、流动性好的物料和只用来取料而不能堆取两用。重力卸载的物料自斗口装入并随斗向上旋转到上部卸料位置后可依靠重力自斗背处卸下,经溜板滑入悬臂输送机的供料导槽。虽然斗轮转速较低,但卸料区间大,卸料时间长,物料能卸干净。为了使斗轮机既能取料又能堆料,将斗轮布置在悬臂带式输送机侧面。因此,绝大多数斗轮堆取料机采用与斗轮侧面布置相适应的重力侧卸式。为了改善侧卸斗轮的臂架受扭的受力情况和使料斗卸料尽量对准输送带,一般将斗轮在水平面上倾斜2°~13°,在垂直面上倾斜0°~10°。

为满足堆取料的要求,悬臂、尾部带式输送机都是可逆输送机。此外,尾车架通过挂钩机构与堆取料机相连,尾部带式输送机即主带式输送机在尾车架上的部分可用液压油缸升降。

堆料时,用液压油缸将尾部带式输送机升高,使由主带式输送机运来的物料可供给悬臂带式输送机堆料。取料时,先将尾车架与堆取料机脱开,并移动堆取料机,让开位置,使尾部带式输送机借助液压油缸降下,当调整到可接受悬臂输送机供料的位置时,再将堆料机与尾车架重新挂钩衔接,进行斗轮取料作业。

依靠斗轮堆取料机回转、变幅、行走动作的配合,可逐层或逐点地依次堆料、逐层或按阶梯形方式分层取料。回转、变幅、运行机构基本上与通用起重机相应机构类似。回转支承装置可采用滚轮式或滚动轴承式。滚轮式的滚道直径可做得较大,使受力情况好些,维修也较方便,但由于密封不好,容易磨损,日常的维护工作量较大。滚动轴承式构造简单,高度尺寸小,密封及润滑条件好,不易磨损,日常维护工作量少,适用于粉尘较大的堆场,但大修较麻烦。斗轮堆取料机的悬臂不是360°全回转的,而且堆料与取料的回转角度不同,这是由于堆料时尾部带式输送机升高,妨碍了臂架,故堆料回转角只能左右各100°左右。取料时为了能把因料堆自然坡度角而堆至两边的物料取回,取料回转角应比堆料时大,一般为左右各165°。变幅是为了调整取料深度或堆料高度,变幅角度一般取±13°~16°,并采用钢丝绳卷筒变幅机构。变幅平衡梁上没有平衡重,如北仑港的大型斗轮堆取料机在变幅钢丝绳端部装有浮动平衡重,这是考虑到由于挖取不规则的料堆发生料堆倒塌、斗轮处的卸料溜槽物料堵塞等造成异常载荷时,浮动配重就沿着导杆向上浮动,使变幅钢丝绳不发生断裂和保护变幅驱动机构。运行机构与门座起重机相仿,但设有两档行走速度,工作时为慢速,空载运行时则为快速。

外轮堆取料机可采用液压传动或机械传动。液压传动能较好地适应外载荷的变化和进行无级调速,结构紧凑,重量轻,但对制造精度、维修保养技术要求高。小型斗轮机要求重量轻、布置紧凑。对于小型斗轮机或取大块矿石以及载荷变化大的情况,采用液压传动较为有利,而对于大型堆取料机和取小粒或粉状料时,采用机械传动比较可靠,且维修保养较简单,臂架受力情况也较好。例如北仑港的大型堆取料机,在悬臂头部一侧设有重而大的斗轮,另一侧有一套机械传动机构与之相平衡,使臂架不受扭。

对装卸工艺设计关系最大的堆取料机性能参数是堆取料能力、回转半径、料堆高度和轮压等。堆取能力要与前方装卸船的生产率相适应,回转半径和堆料高度应由堆场的堆存量、堆场面积及料堆的几何形状来确定。斗轮机的轨距也影响堆场的利用和土建施工等设计,通常轨距约取回转半径的25%~20%,再按轨距系列标准选定。

斗轮堆取料机可以直接在堆场地面上实现连续高生产率地堆取料,避免用坑道,这是堆取料机的最大特点。斗轮堆取料机与周期动作的堆场作业机械相比,则具有生产率高、能耗低、自重轻、操作简便等优点。此外,由于斗轮取料比较有规则,故易于实现自动化或半自动化,使工人的劳动条件得到改善。斗轮堆取料机的缺点是不适于块度大的物料,且整机的外形尺寸和自重较大。

3.散货装卸车机械

(1)散货装车机械

散货装车机械是一些具有轮胎或履带的运行底盘,用于将物料自堆场转载到汽车或火车车厢上的装卸机械,分周期式和连续式两种。

周期式装车机主要采用单斗车,它和叉车的区别在于以铲斗代替货叉。铲斗可依靠液压缸驱动而升降和倾翻,能铲取散货并进行装车、搬运、清船等作业。其动作迅速,操作灵活,铲斗容积为1~4立方米,目前已较普遍地用于港口堆场散货装载汽车作业。

连续式散货装车机有链斗式、圆盘式、蟹耙式、斗轮式、纵向螺旋式等多种形式,它们大都以其取料装置形式而命名。例如,蟹耙式由两个钳形耙交错动作把物料耙往运料输送机进行装车。圆盘式由一个基本上水平放置,带有径向肋条的圆盘取料,当圆盘转动时靠肋条将物料刮送到运料输送机装车。纵向螺旋式的取料装置是与运料输送机方向一致的纵向取料螺旋。以上几种连续装车机的取料大多要靠运行机构的配合,为使取料部分伸入料堆,在作业中要经常移动装车机,使装料点发生相应变化,因而生产率较低,只适于散货装载汽车作业。

斗轮式装车机与外轮取料机相似,由斗轮取料并通过胶带输送机运料装车。链斗装车机与链斗卸车机相似,由链斗从料坑中取料提升至胶带输送机装到车上,有的在链斗提升机下方取料处两边装有耙集螺旋,将物料耙集至中间位置,便于链斗从料堆挖取物料。

(2)散货卸车机械

在散货卸车机械方面,由于采用抓斗卸车易损坏车厢,卸车效率也较低,因此,除少数港口采用配置抓斗的流动起重机卸车以外,大多采用连续动作的链斗卸车机、螺旋卸车机或周期动作的翻车机等散货卸车机来卸散货。

1)链斗卸车机

链斗卸车机主要由门架、链斗提升机及其起升机构、堆料胶带机及其移动或变幅机构、整机行走机构等组成。有些机型的堆料胶带机可随链斗提升机升降,还有些大跨度卸车机的链斗提升机还可沿桥架横移。链斗提升机起升机构采用钢丝绳卷筒,其作用是使链斗可随货层高度升降。当链斗下降至待卸车内挖取散粒物料(煤、砂、矿粉等)时,整机可沿轨道慢速移动,使链斗提升机能由车厢的一端到另一端逐层挖取物料,并将物料提升到带式输送机上,再送至路轨的一侧或两侧堆料。卸车机的行走机构采用分别驱动,与门座起重机相仿,但工作时速度较低。空车行走时,为缩短辅助作业时间,要求速度较快,通常采用差速器或可控硅调速来改变行走速度。

链斗提升机构造较复杂,磨损较严重,卸车时要提升物料,故所需功率比螺旋卸车机大,且堆料时易扬起灰尘,优点是不用在轨道旁挖建坑道。

2)螺旋卸车机

螺旋卸车机由螺旋、起升机构和机架以及行走机构组成。通常与铁路边的坑道胶带机配合工作,并要求铁路车辆必须是敞车侧开门的。卸车时,螺旋卸车机开到待卸敞车端部,打开敞车侧门,放下卸料螺旋,调整好位置,然后开动螺旋。同时,开动卸车机的行走机构,使螺旋缓慢地从车厢的一端移至另一端,将散货逐层推至车厢侧面卸下。

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