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堆取料机调速研究 　　【摘要】堆取料机是现代散料装卸的主要设备，应用在港口、电厂、冶金、水泥、矿山等行业的原料场。堆取料机有多种形式，随着技术的进步，各机构逐渐采用先进的调速方式。堆取料机的调速目的主要是: 提高效率，减少冲击，调整取料能力，改善设备的性能与可靠性。 　　【关键字】堆取料机，调速 　　中图分类号：A715文献标识码：A文章编号： 　　 　　一．前言 　　堆取料机的调速是现代堆取料设备调试和使用的重要环节，调速的目的是满足使用工艺参数，提高设备效率与减少冲击载荷，延长设备钢结构的疲劳寿命，改善性能与可靠性。通过产品设计与现场实践经验，并结合理论分析，详细描述了堆取料机各机构的调速机理及实现方法，对设备设计者和使用者有一定的借鉴意义。 　　二．摇臂式斗轮堆取料机回转机构的调速 　　斗轮堆取料机的回转机构在回转角度范围内通常为变速运行，一般采用与轨道长度方向的夹角余弦函数的倒数成正比的速度变化规律调速。由于控制技术水平的限制，过去采用的是 3 级直流电机可控硅调速的方法。随着先进的交流变频电机技术及直流电机控制技术的应用，开始普遍采用连续调速的方法调整回转机构的转速。根据回转机构的转速、每层取料深度、进尺量可以计算出某一瞬时的取料能力。在图 1 中，h表示每层深度，m0表示回转角度为 0 时的进尺量，即大车步进的距离，一般为 0. 3 ～ 1. 5 m;Δr 表示在某一回转角度时的进尺量，v 表示在某一角度时的斗轮水平回转线速度，α 表示回转的角度位置。对应于某一角度的取料能力可由下式计算 　　 　　式中: Q 为取料能力，t/h; y为物料密度，t / m3。将取料时斗轮水平挖掘的轨迹用平面图表示如图2，图中 y1与 x 的交点为前次回转时的回转中心; y 与 x 的交点为进尺 m0后的回转中心; Δr 为回转角度为 α 时的进尺量; r 为回转半径与斗轮半径之和，m。使用余弦定理可计算出 rα和 Δr 有如下关系: 　　 　　 　　图1 1 层 1 个进尺单程取料形状 　　 　　图2 斗轮取料轨迹平面几何形状 　　调速后的取料量为一不随角度变化的恒定值，实现了相对的稳定取料能力。在实际的应用中由于 ( 1/cosα) 在 90°时为无穷大，所以调速的角度范围为 0° ～70°。一般正常使用时起始角 α1为 10°左右，并根据设备的回转半径、轨道基础的宽度、料堆的高度、取料的层数位置发生变化。当角度大于 70°以后，其速度与 70°时的速度相同，以避免速度过高时的冲击与振动。 　　由于不同料层回转机构的转动角度是变化的，对于速度的控制还应包括位于起始与终止角度位置时的加速度的调整，一般在高速角度位置时启、制动的时间不小于 5 s，低速的角度位置启、制动时间不小于 3 s。这样可以使设备的回转机构启、制动平稳，减小了冲击。 　　三．堆取料机大车行走机构的调速 　　1．斗轮堆取料机的大车调速 　　斗轮堆取料机的大车行走速度一般采用高、低 2 个速度。高速的目的是为了提高设备的效率，低速的目的是便于准确控制每次步进的距离或堆料点的位置。由于技术落后，过去调速大多采用冶金起重类异步鼠笼式双绕组电机的方式。即在 1个电机里设有 2 个绕组，1 个绕组为四极电机，另1 个绕组为十六极电机。这样折算到电机轴的输出转速分别为 375 r/min 与 1 500 r/min。选用适当的减速器速比使得堆取料机大车的速度分别为低速7. 5 m / min，高速 30 m / min。 　　由于技术的进步，现在大车机构几乎全部采用变频电机驱动，行走机构实现双速变得非常容易，调整变频器的频率就可实现大车速度的改变。堆取料机大车行走机构的调速属于有级调速，实际变频调速应用中仍然分高速与低速 2 挡。而在大车起、制动时仍需要调速，只不过这种调速不需要人的干预而自动实现。起、制动的时间通常高速为 4 ～6 s，低速为 3 ～4 s。 　　2. 混匀堆料机的大车行走调速 　　混匀堆料机是用于料场堆料并对物料进行均化的设备。在堆料时设备的大车会不停地从一端到另一端运行。为了得到比较好的均化效果，通常大车行走的速度是变化的，即前进的速度要比后退的速度慢。其原理是在设备前进与后退时，沿着轨道长度方向堆到料堆上的物料线密度相等。混匀堆料机运行速度示意图见图 3。 　　 　　大车前进的方向与地面带式输送机运行方向一致，大车后退的方向与地面带式输送机运行方向相反。所以，混匀堆料机的大车行走速度通常按照上式设计计算。混匀堆料机的大车行走速度调整现在一般采用变频电机，前进或后退的 2 个速度在整个运行期间不变。所以，1 次调整后不再需要调整。但在堆料作业到达料堆终点时，设备的启动与制动过程仍需要进行调速，即启、制