圆形料场（共5篇）
圆形料场 篇1
1 圆形料场的特点
圆形料场是一种大型堆存、取送物料的设施。此类料场上方用一密闭的网架外壳罩起来, 外形类似于半球体;下方为提高储量, 加设圆环形挡墙, 得名圆形料场。
全封闭圆形料场具有三大特点:一、占地少, 单位面积储存量大, 建造土石方量小;二、抗恶劣天气能力强, 防风无扬尘, 抗雨无流失, 保护环境, 景观好;三、自动化程度高, 设备能耗小, 运行安全可靠。可谓兼具了“环保、节能”双重效益。在风大雨丰的滨海地区、用地紧张平地少的山区地形均具有突出优势, 值得在电力、煤炭、矿业、冶炼、粮食、化工、码头等行业内大力推广。
2 圆形料场原理及主要构成
圆形料场基本原理是利用定心旋转式堆料机将物料堆成环堆形状, 用定心旋转式取料机向中心地下料斗送料。
其主要由上部钢网架, 下部挡墙 (含扶臂柱) , 内部堆取料设备, 及附属消防系统、暖通系统、电气系统等构成。 (见图1)
3 主要部件分析及运行
3.1 主要部件由土建结构部件及工艺设备构成
上部钢结构网架和下部环形筋板式钢筋混凝土挡料墙及其基础组成了圆形料场的基本土建结构。网架屋盖采用彩色压型钢板, 局部设有阳光板采光带。
堆取料机是圆形料场最主要工艺设备, 其由中心立柱、悬臂式堆料机、刮板式取料机构成。
中心立柱位于圆型料场的中心, 为堆取料机的重要钢结构件, 既承受着各主要部件及输入栈桥的载荷, 又是各部件的安装中心, 故其制造和安装工艺要求非常严格。
悬臂式堆料机位于中心立柱上部, 主要结构型式有两种:悬臂固定式和俯仰式。两种结构型式比较, 固定式结构简单, 成本底, 但物料落差较大, 粉尘飞扬较严重。俯仰式可有效降低粉尘飞扬, 同时能适当降低中心柱高度, 降低造价, 但结构相对复杂, 故障点相对增多, 维修成本相对较大。
刮板式取料机均位于中心立柱的下部, 料场地面上, 并以中心立柱为中心360°回转。主要结构型式有三种:悬臂式、门架式和桥式。悬臂式刮板取料机一端为刮板式取料机, 另一端为配重箱。取料机的俯仰通过设在中心立柱附近的卷筒带动钢丝绳来实现的。取料机与中心立柱采用滚子轴承连接, 通过回转驱动装置使堆料机实现360°回转。门架式刮板取料机是将刮板式取料机设在一门形构架上。取料机的俯仰方式与悬臂取料机相同。门架一端与中心立柱亦采用滚子轴承连接, 另一端支撑在料场挡料墙上部的圆形轨道上, 取料机的回转通过圆形轨道上的台车驱动来完成。桥式刮板取料机于上述两种不同, 是将刮板吊挂在桥架下, 没有俯仰, 采用低位取料, 取料时靠料耙往复运动使物料沿料堆断面均匀下滑给刮板机供料。综合比较, 门架式结构型式取料机成本较低, 且运行平稳, 检修、维护方便;门架式结构型式适用于大出力、大直径料场取料机;悬臂式和桥式结构适用小出力、小直径料场取料机。
其他辅助系统:洒水除尘系统由水箱 (容积不小于30分钟洒水用水量) 、加压泵、管道、过滤器、手动阀、电动阀、止回阀、自动泄水阀、压力表、流量计、水位表和洒水喷嘴组构成。臂堆料胶带机头部料斗下口外侧周围, 喷嘴组喷水形成伞状水幕, 将堆料产生的粉尘控制在水幕内。电气及控制:整个料场全部采用PLC程序化控制, 机上就近控制和集中控制室远程控制两种方式, 在料场内的四周设有摄像头, 并在程控室设有监视器, 便于运行人员在程控室内对料场进行监视和操作。
3.2 圆形料场的运行方式
料场内堆取作业的运行原则为“先进先出”, 有效控制煤场的煤堆存放时间。取料机沿料堆面俯仰、回转取料, 能将料场内的料基本取净, 无死角余煤。
堆料作业:堆料机定点给料至料场地面, 形成一个圆锥形物料堆。当物料堆达到一定高度, 其顶面触及堆料机端部的探头时, 堆料机回转一定角度, 紧靠料堆进行斜坡堆料, 堆积另一个料堆, 按此方式, 堆料机逐渐堆积数个紧靠的料堆, 直至料场充满 (回转360°) 或堆料机已回转到与取料机的安全距离极限位置。
取料作业: 预先设定取料回转范围, 取料机将在设定的范围内开始回转取料。
堆取料同时作业:堆取料作业可以在各自的设定范围内同时进行。当输入物料量大于输出物料量时, 料场将逐渐充满。当输出物料量大于输入物料量时, 料场将逐渐被取空。
4 设计要案
4.1 圆形料场储量计算
由于料场必须留出设备的通道, 整个料堆由一段环形料堆和两个半圆锥料堆组成 (见图2) , 储量计算分成两部分。
环状料堆体积计算
1) 计算煤场截面积 S: (图3)
由于料堆截面为不规则的, 可将其如:图7分成4个部分, 并分别计算截面积。
2) 计算各截面重心处圆弧长:图2
3) 计算该弧段体积 VⅠ:
4) 计算端部两个半圆锥体积VⅡ:
由于挡墙高度和地面坡度每个料场都不相同, 根据截面积可知该处体积应至少大于2/3的圆锥, 保守计算按2/3。
VⅡ= ( (R-d/2) 2*π*h3/3) *2/3 (m3 )
5) 总体积 V:
V= VⅠ+VⅡ (m3 )
4.2 圆形料场参数设计
圆形料场参数是根据物料种类和工艺需求来确定和设计的。 (列举:圆形煤场)
常用料场直径、储量及挡墙高度匹配 (物料:煤)
1) 储量为8万吨以下, 用90米圆形料场, 挡墙高度≤15m。
2) 储量为8-10万吨, 用100米圆形料场, 挡墙高度≤17m。
3) 储量为10-12万吨, 用110米圆形料场, 挡墙高度≤20m。
4) 储量为12-20万吨, 用120米圆形料场, 挡墙高度≤22m。
设备出力由工艺要求决定, 常用堆料机出力范围为250-6000t/h;常用取料机出力范围250-3000t/h。
5 环保节能性的论述
5.1 全封闭结构带来的环保性
从以上圆形料场结构的介绍, 可见其是一种全封闭式结构。其作为大型存贮煤、矿等散料的设施, 全封闭式的结构能防风抗雨, 零污染零排放, 很好地保护了周边环境。且其造型美观, 环保性是十分突出的。
5.2 节能降耗、节约土地
为更直观、更好地论述圆形料场的节能性。笔者列举以下对比数据。 (数据对比来自:国内一发电厂110米直径圆形煤场与目前国内电厂使用最多的条形煤场)
1) 节约大量土地:
一发电厂需在厂区内存贮12万吨煤, 如使用常规条形煤场, 需要使用4.14公顷土地, 现今使用圆形煤场, 其圆形构造及挡煤墙使堆高量大大提高, 其仅占地1.44公顷, 节约土地2.7公顷, 节约土地量65%。
2) 节能降耗:
圆形煤场堆取料机对比条形煤场堆取料机, 可实现原地旋转堆取料, 无需移动, 且设备先进, 电气控制程度高。根据测算, 每年能为此电厂节电100万度。
3) 防止流失:
条形煤场是敞开式煤场, 常年受风吹雨淋。据国内60万等级装机发电厂数据, 每年入厂煤和入炉煤的差量达到近1万吨。如果使用全封闭煤场, 几乎完全能防止如此大量煤炭流失。
6 结束语
1) 发电厂的用地是十分紧凑和紧张的, 很多工程需要开山填海, 圆形料场占地少、土石方量小, 能节约下的不仅是土地, 还有大量的工程造价。在用地紧张的山区内陆地区有较好前景。
2) 我国东部沿海及内陆沿江地区常年风大、雨水丰沛。而此地区恰是煤炭资源稀少, 需大量从内地长距离运输, 资源十分宝贵。圆形料场能降低煤炭的流失, 保住珍贵的能源。
3) 发电厂中常规条形煤场斗轮机堆取料不能同时工作, 而圆形料场堆取料机能同时进行堆取料工作, 具备效率优势。且圆形料场堆取料设备先进, 可靠性好, 自动化程度高。在能节电的同时, 又能降低维护量和人员管理量, 经济效益优势突出。
摘要：通过介绍圆形料场的特点, 原理及主要构成, 主要部件分析及运行, 设计要案等, 论述其环保节能性及其在燃煤发电厂的应用前景。
关键词：环保节能,全封闭圆形料场,堆取料机,设计要案,电厂应用
参考文献
王汝贵.圆形储料场及在火力发电厂中的应用[J].起重运输机械, 2006 (7) .
圆形料场储量计算模型分析研究 篇2
关键词：圆形料场,储量分析,模型研究
0引言
圆形料场堆取料机具有良好的环保功能,同时具有节约场地、自动化程度较高等优点,在大型散货港口、火力发电厂的储煤场、大型钢铁公司的矿石煤炭原料场、大型水泥厂等场合得到了越来越多的应用。
料场的储量要求是圆形料场堆取料机的一个重要考察指标,一直贯穿于工程项目的招投标到项目验收中。在设计过程中,常用的储量分析方法是利用三维绘图软件(例如Autodesk Inventor)进行计算机辅助设计,利用三维造型软件自带的模型物理属性信息功能模块,可以自动计算出料堆的体积。但是到目前为止,鲜有现成资料介绍其数学模型以及数学方程。因此本文对其数学模型进行分析研究。
1基于三维软件的分析
Autodesk Inventor软件是美国Autodesk公司推出的一款三维可视化实体模拟软件,其可以方便地创建工程设计所需要的三维模型。
经过相应较复杂的布尔运算,确定了有外部挡煤墙的圆形料场的料堆模型,如图11所示。
在建模完成以后,可以查询模型的物理特性,如图2所示。图2中含模型的质量、面积、体积等重要信息,其中体积 信息就是 设计所需 要得到的 储量结果[1,2]。
2储量分析的数学表达
圆形料场料堆的截面图如图3所示。
由图1可知,圆形料场料堆储量计算由4部分组成,即图3中的V1、V2和V3以及两端的圆锥体料堆体积V4(如图4所示)。
由图3可知,体积V1可以视为大、小圆台体积之差,体积V2和V3可以视为大圆柱和小 圆台体积 之差。由圆柱和圆台的体积计算公式得,料堆体积V1、 V2和V3的数学计算式如下[3]:
通常圆形料场料堆的堆料角度并非为360°,因为需要在料堆中间留出一定的走道空间,假设堆料的回转角度为θ,回转料堆的两端会产生小的圆锥体料堆。 因此在进行料堆体积计算时需要再加上两端的小圆锥体积V4。
体积V4可以近似认为是图4阴影所示的圆锥体积,由圆锥的体积公式得V4的计算公式为:
综合式(1)~式(4)得,圆形料场堆料的体积计算公式为:
3应用实例
式(5)给出了圆形料场料堆的数学计算公式,以下结合某工程的实际应用,给出圆形料场储量的计算过程。
已知输入数据如下:r′=36.86m,R′=18.72m, r=4m,r1=6.15 m,R=55 m,h1=14.17 m,h2= 11.5m,h3=5m,θ=232°。
根据式(5)计算公式编制相应的Excel计算表格, 输入上述已知数据,得到输出的计算数据如图5所示, 得到V=153 536.62m3。
根据上述已知输入数据,建立料堆的三维模型,查询其物理特 性,其数值为153 522.91 m3(如图6所示),与图5所示的计算结果相差13.71m3,误差比例为0.008 9%,基本可以忽略不计,通过具体实例进一步印证了式(5)的正确性和数学模型的正确性。
4料堆相贯线数学方程
由图1的三维模型容易看出,圆形料场料堆中间有一个人行走道,正是因为此走道的存在,所以存在两端的小圆锥体积料堆V4。此走道的宽度与堆料回转的角度θ有关。通常在三维模型中,修改相应的参数, 即可得出不同的宽度值L,如图7所示。
在此进一步 探讨了其 宽度L的数学计 算方法。 根据图7所示的俯视图,AB之间的曲线其实就是圆台和圆锥的 相贯线在xoy平面的投 影曲线。 其中A(x1,y1)点是两侧小圆锥体积的料堆和下部料斗的交点,B(x2,y2)点是上述的两侧小圆锥体积的料堆与挡料墙的交点。
建立xyz空间坐标系,如图8所示。上述的两侧小圆锥体料堆可以看作直线O′D绕旋转轴线O′B旋转180°得到的圆锥面,其曲线方程可以表达如下[4,5]:
其中
而需要旋转切除部分的料堆可以看作是直线OC绕旋转轴线OA旋转180°得到的圆锥面,其曲线方程表达为:
其中
联立式(6)~式(9)即得到两个圆锥面的相贯线方程:
其中
综上,图7所示的AB段曲线方程如式(10)和式 (11)所示。A(x1,y1)和B(x2,y2)点坐标满足式(10) 和式(11)所表示的曲线方程。
得出AB段的曲线方程以后,L的数值就是x轴 (y=0)到该曲线的最近距离。此计算方法可以参照相关数学书籍,在此不做赘述。
5结论
圆形料场 篇3
关键词：圆形料场,堆取料机,结构分析,优化探讨
1 引言
传统电厂的储煤场工作环境恶劣, 虽然有各种抑尘和喷淋装置, 但是通常情况下还是很容易造成粉尘飞扬, 既有害人体健康, 也不符合国家对环保减排的要求。圆形料场堆取料机具有巨大的环保功能, 而且还能节约场地, 自动化水平也较高, 所以圆形料场堆取料机正得到越来越多的大型现代化电厂的青睐。
圆形料场取料机按结构形式主要分为门架式和悬臂式。门架取料式圆形料场堆取料机如图1所示。
其中门架式取料机结构型式合理, 门架的大部分重量由土建的挡煤墙承受, 使得中心柱受力状态明显改善, 运行更平稳。而悬臂式取料机对回转大轴承和中心柱体的要求很高, 受力状态比较复杂, 对土建也提出了更高的要求, 最终会导致造价成本增加, 因此门架式取料机得到了越来越广泛的应用。
在取料机取料过程中, 由于刮板数量众多, 更换工作比较麻烦, 为了避免取料机刮板的变形, 所以禁止将取料机放置在料堆上。因此在正常运行过程中, 刮板取料机的重量就由门架钢结构来承受, 由于取料机的重量很大, 所以门架钢结构的性能好坏直接影响取料乃至整机的稳定运行。因此有必要对门架钢结构进行深入的分析研究。
本文首先对门架钢结构进行静力学分析及强度和刚度分析, 经过推导门架钢结构的内力和弯矩, 得出其内力图和弯矩图, 进而对其优化设计进行探讨, 从而为整机设计的稳定可靠提供了有效依据。
2 门架结构分析
门架钢结构的分析包括静力学分析、强度分析和刚度分析。
2.1 静力学分析
门架钢结构如图2所示。刮板机在正常工作过程中, 门架通过钢丝绳拉起刮板机来实现刮板机的工作要求。当刮板机在与料堆不接触时, 钢丝绳内都有拉力。当刮板机检修或者放在地面上时, 钢丝绳则不受力。门架静力学分析的受力分析示意图如图3所示。
由理论力学静力学[1], 有
联立式 (1) ~式 (3) , 有
其中, a为重心到O点的水平距离, b为钢丝绳拉力T到O的力臂。
2.2 强度分析
门架任意截面存在横向力, 纵向剪切力和弯矩, 所以强度分析包括正应力和剪应力[2]。
由材料力学第四强度理论有, 最大应力
其中基本许用应力[σ]按式 (6) 计算[3]
式中, σs为材料的屈服强度, n为安全系数。
对于门架结构受力特点,
式中, F为横向力, Q为剪切力, M为弯矩, A为截面净面积, W为弯曲截面系数。
2.3 刚度分析
门架钢结构承受自重和刮板机重量, 在受载过程中, 有垂向位移, 而门架与车轮连接处将会产生水平方向位移, 所以门架的刚度分析应分为水平方向位移和垂直位移。水平位移和垂直位移的求解采用单位载荷法[4]。距离B点x处点的位移f由下式得出
其中, M (x) 为距离B点x处截面的弯矩, M0 (x) 为单位载荷作用下为距离B点x处截面的弯矩。E为钢结构材质的弹性模量, I为该处截面的轴惯性矩。
垂直位移的求解也可以采用有限差分法。有限差分法求解的推导过程这里不作展开。垂直位移的计算公式如下[5]:
其中将门架等分为n份, yn为第n点的挠度 (即垂直位移) , 任意相邻两点的距离为h, 第n点的弯矩为Mn, 门架的抗弯刚度为EI, 等分数n为大, h越小, 计算精度则越高。有限差分法的步长可以采用变步长梯度法来实现[5]。
由于门架的大部分重量由挡料墙承受, 所以门架的垂直位移对门架的正常工作影响可以忽略, 而水平位移会影响到车轮与轨道踏面的接触位置, 因此在门架刚度分析时, 重点考虑水平位移。
3 优化设计探讨
3.1 目标函数
门架钢结构选用的低合金结构Q345, 要求金属结构重量小, 要求钢总重量最小。影响自重函数的因素为板厚和截面宽高尺寸。将板厚视为常量, 截面高度和宽度为连续变量。门架的截面示意图如图4所示。
密度取ρ=7850kg·m-3, 腹板距离翼缘板外边缘15mm。
设计变量X=[x1, x2]
以钢材重量为目标函数
板厚可以取常量, 根据经验可以取翼缘板厚度为t2=16mm, 盖板厚度为t1=10mm。
式中1.15为考虑门架钢结构中焊接角钢以及隔板和筋板的计算系数。
3.2 条件约束
条件约束主要是强度条件约束和刚度条件约束。
3.2.1 强度条件约束:σmax≤[σ] (12)
对于门架结构, 对不同位置处的受力和弯矩进行分析, 在内力和弯矩计算过程中, 将门架的自重等效为均布载荷。由理论力学和材料力学有关内力和弯矩的计算方法得到内力图和弯矩图如图5所示。其中内力变化趋势为:ABCE段内力变化趋势是线性递减, A点内力最大, E点处内力达到最小值;OFE段内力变化趋势也是线性递减, O点内力最大, E点达到最小。由此得出E点内力最小。其中弯矩变化趋势为:ABCE段弯矩变化趋势是曲线递增, A点弯矩为零, E点处弯矩达到最大值;OFE段弯矩变化趋势也是曲线递增, O点弯矩为零, E点弯矩达到最大。由此得出E点弯矩最大。
由图5知, C点、E点和F点应力在门架结构中属于应力危险点, 其中以E点处为应力最大点。分别计算出其弯矩、横向力和剪力, 然后按照式 (5) ~ (8) 计算应力。按照经验值, [σ]取170~180MPa。
3.2.2 刚度条件约束:fmax≤[f] (13)
门架的水平方向位移会影响到车轮与轨道踏面的接触位置, 在门架刚度分析时, 在刮板机着地和刮板机完全被吊起时, 钢丝绳拉力T值从0~T, 对应A点的水平位移不同。对应两种工况, 水平位移有两个值。fmax即为这两个位移的差值。根据经验, [f]取250mm。
3.3 模型求解
本文使用MATLAB来求解。可以采用列举法, 在给出的门架尺寸范围, 均以1为步长进行搜索, 在满足条件的范围内寻找最小质量对应的变量尺寸, 即为最优解。
4 结论
(1) 本文对圆形料场堆取料机的门架钢结构进行静力学分析, 同时进行强度和刚度分析。该计算方法可以满足工程设计中要求较低情况下的需要, 还为进一步进行振动和疲劳分析打下了基础。
(2) 本文通过门架的内力图和弯矩图分析门架应力的特点, 对门架钢结构进行优化设计方法的探讨, 该计算方法可以为同类产品设计及其结构的有限元分析提供必要的依据。
参考文献
[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学 (第六版) [M].北京:高等教育出版社, 2002.
[2]郭应征, 等.应用力学基础[M].北京:高等教育出版社, 2000.
[3]GB/T3811-2008, 起重机设计规范.材料和许用应力[S].
[4]许本安, 等.材料力学[M].上海:上海交通大学出版社, 1988.
圆形料场 篇4
圆形料场堆取料机具有环保的巨大功能, 在采矿、冶金、电力和化工等领域得到越来越多的应用。而其中堆料胶带输送机是重要的部件之一。
堆料胶带输送机由滚筒, 托辊组, 缓冲床, 胶带, 清扫器, 导料槽, 落料斗, 驱动装置和张紧装置等组成。堆料机在运行使用一段时间后, 会出现输送胶带伸长和形变等情况, 因此需要采用张紧装置来避免这种不利于设备安全运行的状况发生。张紧装置可以保证堆料机在输送过程中胶带始终保持足够的张力, 可以补偿胶带的伸长变化量, 同时在检修和重新硫化胶带接头时提供必要的行程变化量准备。
圆形料场堆料机的张紧装置一般采用液压油缸装置方式。液压油缸张紧装置具有可以自动调节张紧力, 响应快, 稳定性高, 适应性强, 控制简单等特点。
液压张紧装置设计的好坏直接影响到堆料机的正常运行。由于在运行过程中, 液压张紧装置的张紧行程很大程度上取决于油缸安装长度, 而且油缸液压系统始终处于高压状态, 内泄漏严重, 阀件的寿命也降低, 压力下降较快, 会导致张紧力急剧下降。因此非常有必要对液压张紧进行分析研究, 并寻求使用先进的计算机方法对其进行控制。
对堆料机的胶带张紧力进行分析研究, 对其液压张紧系统进行了设计分析, 同时对其控制策略进行了初步的探讨。整个分析过程为堆料机胶带的张紧控制提供了理论依据, 对于圆形料场堆料机的安全运行有现实意义, 同时为液压系统的动态仿真分析和优化设计提供重要的设计参考。
1 胶带张紧力分析
圆形料场堆料机胶带的张紧力计算可以参照带式输送机的胶带张紧计算过程。堆料机的胶带张紧力采用逐点法进行计算。设胶带在驱动滚筒分离点处的张力S1, 胶带在驱动滚筒切入点处的张力S2, 其计算公式关系如下:
式中:μ为胶带和驱动滚筒之间的摩擦因数;α为驱动滚筒上胶带的包角;λ为改向滚筒阻力系数之乘积;ΣF为输送胶带机运行总阻力, 包括主要阻力、附加阻力、特种主要阻力、特种附加阻力和倾斜阻力等阻力之和, 具体计算公式可以参见DTII (A) 型带式输送机设计手册相应的计算方法。
联立式 (1) 、式 (2) , 可以求得S1和S2的表达式
堆料机驱动装置的功率计算式如下:
式中:v为堆料机运行速度;η为电动机到驱动滚筒之间的机构效率;P为驱动装置的功率, k W;
圆形料场堆料机胶带的液压张紧装置一般布置在驱动滚筒处, 其张紧力按照胶带在驱动滚筒脱离处张力的两倍选取计算, 即张紧力大小为2S1。
由式 (3) 知, 圆形料场堆料机胶带的张紧力与驱动滚筒上胶带的包角α以及摩擦因数μ有密切的关系。适当增加μ和α的数值, 可以降低堆料机胶带的最小张紧力。尽可能避免选用光面裸露的钢滚筒, 可以提高摩擦因数μ。因此在堆料机的设计过程中, 需要选择较大的包角和选择橡胶或者聚氨酯覆盖层的驱动滚筒, 可以降低最小张紧力。
圆形料场堆料机胶带的最小张紧力受启动张力的限制, 通常启动张力取正常运行张力的1.2~1.6倍。同时最小张紧力还受输送胶带的相对垂度的限制, 在稳定输送状况下, 应控制在1%以下。输送胶带的运行速度越大, 垂度越小。
2 液压系统设计
2.1 液压系统组成
圆形料场堆料机胶带的液压张紧装置的液压系统原理图如图1所示。
圆形料场堆料机胶带液压张紧系统主要由液压油箱, 空气滤清器, 放油嘴, 油位计, 电磁换向阀, 张紧油缸, 齿轮泵以及压力表, 电控箱控制系统及附件等组成。
1.油箱2.空气滤清器3.放油嘴4.油位计5.齿轮泵6, 7.三位四通电磁换向阀8, 9.张紧油缸10.测压接头和压力表
2.2 工作过程描述
圆形料场堆料机胶带液压张紧使用两个独立的液压油缸, 既可以同时工作, 也可以单独工作。
如图1所示, 当齿轮泵开始正常工作后, 三位四通电磁换向阀6处在a位, 三位四通电磁换向阀7处在中间位时, 张紧油缸8和张紧油缸9的无杆腔进油, 此时活塞杆推出, 胶带处于张紧状态;电磁换向阀6处于b位, 电磁换向阀7处在中间位时, 张紧油缸8和张紧油缸9的有杆腔进油, 此时活塞杆回缩, 胶带处于松弛状态。
如图1所示, 当齿轮泵开始正常工作后, 三位四通电磁换向阀6处在a位, 三位四通电磁换向阀7处在c位时, 张紧油缸8的无杆腔进油, 此时油缸8的活塞杆推出, 油缸8侧的胶带处于张紧状态;电磁换向阀6处于b位, 电磁换向阀7处在d位时, 张紧油缸8的有杆腔进油, 此时活塞杆回缩, 油缸8侧的胶带处于松弛状态。
如图1所示, 当齿轮泵开始正常工作后, 三位四通电磁换向阀6处在a位, 三位四通电磁换向阀7处在d位时, 张紧油缸9的无杆腔进油, 此时油缸9的活塞杆推出, 油缸9侧的胶带处于张紧状态;电磁换向阀6处于位, 电磁换向阀7处在c位时, 张紧油缸9的有杆腔进油, 此时活塞杆回缩, 油缸9侧的胶带处于松弛状态。
该液压系统组成既可以实现两个液压油缸的同步动作, 也可以实现单侧油缸的动作, 满足圆形料场堆料机胶带的张紧要求。该液压系统已在国内多个圆形料场堆料机液压张紧系统中得到了很好地应用, 实际应用效果良好。
3 控制策略
堆料机胶带的液压张紧油缸的实时压力信号可以通过测压接头和压力表10传输到PLC控制器。通过对比实时压力值和最初设定值, 当压力值超过最初的设定范围时, 此时需要对液压系统进行调整。最初设定的张紧力2S1为理论值, 由于堆料机胶带运行过程中阻力负载不断变化, 张紧力是动态变化的数值, 因此这种控制方法存在一定的局限性, 不能对实时变化的张力进行调整。
由于堆料机驱动装置的电流与负载是存在一定的对应关系的, 可以进一步通过控制驱动电流输入来识别胶带运行过程中的阻力变化, 由式 (3) 可以计算出相对应的张紧力。同时对比测压接头和压力表显示的实际张紧力数值, 结合采用PID控制调节张紧力, 这样能更精确地控制液压系统的张紧力, 适应不同工况的张紧需要。
4 结论
对堆料机的胶带张紧力进行分析研究, 对其液压张紧系统进行了设计分析, 同时对其控制策略进行了初步的探讨。整个分析过程为堆料机胶带的张紧控制提供了依据, 对于圆形料场堆料机的安全运行有现实意义, 同时为液压系统的动态仿真分析和优化设计提供重要的设计参考。
摘要：圆形料场堆取料机是一种环保的大型机械设备, 堆料机胶带的张紧质量直接影响圆形料场堆料机的正常运行。分析了堆料机胶带的张紧力, 设计了液压张紧系统, 同时对其控制策略进行了初步探讨。整个分析过程为堆料机胶带的张紧控制提供了理论依据, 对于圆形料场堆料机的安全运行有现实意义, 同时为液压系统的动态仿真分析和优化设计提供重要的设计参考。
关键词：圆形料场,堆料机,液压张紧
参考文献
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圆形料场 篇5
1 工程概况
本工程1号、2号圆形料场挡料墙及扶壁柱混凝土强度等级为C40,钢筋保护层为40 mm。扶壁柱共36个,扶壁柱底部截面为8 100 mm×1 400mm,顶部截面为1 700 mm×1 400 mm,扶壁柱内侧垂直嵌入挡料墙100 mm,底标高-0.5 m,顶标高22.0 m,总高度为22.5 m。挡料墙内半径为60 m,外半径为61 m,截面厚度为1 000 mm,挡料墙底标高-0.5 m,顶标高20.0 m,总高度20.5 m,挡料墙在扶壁柱竖向中线位置断开,断开位置和扶壁柱有钢筋锚接,共36段。36根扶壁柱上部支撑屋面球型网架结构,压型钢板封闭维护。圆形煤场建好后的外观图详见图1。
2 组织管理理念及目标
圆形料场扶壁柱及挡料墙施工全过程贯穿了“精细化施工”、“精细化管理”的理念,在精细化的策化、精细化的加工、精细化的安装、精细化的管理过程中,也直接体现一个项目的施工管理水平。总结以往的施工经验,首先要在精细化管理上下功夫,要真正在思想上认识到位,项目部始终坚持落实项目经理提出的6项要求“1)竖立精品工程意识,高标准严要求;2)精品策化先行到位,方案到位;3)样板带路,验证检验,样板不过不得施工;4)过程控制严格把关;5)明确责任,奖罚到位,队伍优质优价,过程奖励亮点;6)统一思想,团结协作,切实负责,落实每一个问题”。以此工程开工就确定圆形料场扶壁柱及挡料墙施工混凝土标准为:1)轴线通直、尺寸准确;2)棱角方正、线条顺直;3)表面平整、清洁、色泽一致;4)表面无明显气泡,无砂带和黑斑;5)表面无蜂窝、麻面、裂纹和露筋现象;6)模板接缝、对拉螺栓和施工缝留设有规律性;7)模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆。
3 合理规划布置
根据设计料场及施工区域钢筋车间、木工车间布置,一座料场拟布置1台臂长56 m的塔吊覆盖钢筋车间和料场1/3区域,2台臂长50 m的塔吊覆盖料场2/3区域及木工车间,局部盲区使用25 t汽车吊可解决垂直运输问题。同时为了节约成本,在布置塔吊时候要注意塔吊基础要设置的合理,设置在料场堆料区托板基础上,经过合理计算可以省去塔吊基础混凝土的费用。见图2～图3。
4 样板带路、验证检验
在施工之前项目部经过精心策划,通过样板墙(图4)的制作验证施工方案的有效性和可行性,样板规划确定要达到一定的目标:1)混凝土颜色确定,根据选择水泥及材料的颜色,要在样板中试验。2)缓凝型外加剂的使用,主要通过试验确定外加剂和水泥的匹配性,在这个过程中控制使用外加剂避免出现大量泌水现象、坍落度损失变化情况等。3)斜面混凝土浇筑后的起砂、水纹痕缺陷消除,主要看模板支护和振捣工的水平,斜面振捣方面尤其重要,在样板制作过程中要挑选细心、经验丰富的振捣工,以保证施工过程中柱子斜面混凝土振捣的质量。4)混凝土水平分格缝的施工方法,研究一下混凝土施工完成后进行初步找平,找平后安装分隔条过程中重点在防止分隔条下部由于混凝土收缩引起模板夹浆上。5)采用公司研制的专利技术清水混凝土专用对拉螺栓堵头,消除对拉螺栓头漏浆问题,在样板制作过程中进一步探讨和验证。
5 脚手架工程
根据施工工序安排,首先施工扶壁柱过程中把外脚手架都搭设到位,根据扶壁柱的排布及斜向截面变化情况,外侧排架搭设成按照扶壁柱布置的“凸凹”形架子,竖向根据扶壁柱斜向变化搭设成阶梯状外架,外架竖向除底层不挂设绿网外,其他各层都要满挂绿网。内外架最外侧一排架体钢管要刷黄黑相间的油漆,每层操作平台要满铺竹坯。在每个圆形料场扶壁柱及挡料墙内外各搭设两座1.5m宽的“之”字型斜道(坡度1:3),斜道采取模板定制式楼梯,供施工人员上下。见图5～图6。
6 主要施工技术措施
1)模板排版:根据图纸设计扶壁柱及挡料墙的高度及截面,结合使用的模板规格(施工中扶壁柱及挡料墙外模使用12 mm厚竹胶板双面覆膜,挡料墙内模使用一般15 mm厚胶合板,模板尺寸都是1 220 mm×2 440 mm),扶壁柱及挡料墙模板按照1 220 mm×2 267 mm(基础施工完成后,为了安装模板找平,在基础上砌出100 mm封闭台阶,模板安装到台阶上,方便第一板模板拆除)。施工工序要求扶壁柱首先施工完成,然后跳仓施工挡料墙,挡料墙9节完成,扶壁柱10节施工完成,每节高度2 267 mm,实际在施工过程中可以穿插每次施工2节。见图7～图8。
2)模板竖缝处理:根据施工经验,模板竖缝要想保证不跑水漏浆,除了竖缝拼接严密外,必须给接缝一定的预应力,这个力主要靠接缝后的背楞方木传递,根据竖缝两块方木背楞的布置情况,把竖缝做成承插式连接,在组合模板过程中要在竖缝进行打胶或者加设双面胶处理,然后拼合两块模板,竖缝背楞方木之间钻孔用螺栓紧固连接,靠模板承插的伸入度给接缝一定的预应力,从而保证模板接缝浇注完成混凝土后不开裂跑水,提高了组合模板的周转次数。见图9～图10。
3)水平分隔缝处理:为了隐藏分节施工上下节混凝土在水平缝出现的错台等问题,在模板每节水平缝设置分格条,分格条整体宽60 mm,材料选用桐木最好,用螺钉固定在模板端头,每次浇注混凝土至模板上口低10 mm,混凝土初凝前要找平这部分混凝土面,并要清理干净模板内浮灰,然后安装上节模板。为了对上下节模板接口进行加强,在上节模板安装前要在上下模板之间插入竖向搭接方木,靠搭接方木压紧水平模板接口。
4)挡料墙和扶壁柱转角处理:由于先施工扶壁柱,然后跳仓施工挡料墙,在挡料墙和扶壁柱之间转角部位会出现竖向开裂缝或容易出现漏浆问题,为了消除隐藏这些问题,在施工挡料墙过程中在和扶壁柱转角部位设置竖向分格缝,加设的分格条宽30 mm,在安装挡料墙模板过程中,对于转角部位首先靠扶壁柱对拉螺栓设置压板压住挡料墙模板,模板端头要打胶封闭或者加设双面胶带,然后安装竖向分格条,分格条和扶壁柱接触面同样进行打胶封闭处理,这样进行双层保障混凝土在转角部位不跑水漏浆,扶壁柱转角外侧转角加木线做成圆弧角。
5)模板质量控制方法:在施工过程中总结经验,采取五线控制方法控制模板安装体系,由于模板安装过程中有不顺直问题,影响混凝土浇筑后表面成型平整度,在检查过程中不再检查模板的截面尺寸,要求班组挂设模板四面四道线,再挂设一道垂线,班组施工严格按照挂设的五道线控制截面尺寸,项目部和监理检查验收也是检查五线,五线间距控制在一线偏差(±2 mm)效果很好,扶壁柱和挡料墙结构尺寸达到了标准偏差减半效果,受到建设单位多次嘉奖。见图1 1。
6)螺栓孔处理:①对拉螺栓选用Φ16圆钢,对拉螺栓堵头体系选用公司研制的清水混凝土专用堵头。②模板堵头采用专用塑料材质,堵头塑料的硬度有利于孔眼的成型,且采用Φ20内孔,解决了周转性差,对螺栓直径适应性差的问题,堵头可与模板整体拆除周转使用。③螺栓孔处置方法:用废模板加工成直径大于螺栓孔2 mm长50 mm的木塞,然后用锤及钢筋头把木塞顶入螺栓孔内50 mm,要把木塞挤紧;用1:2干硬性水泥砂浆对栓孔堵塞,用专用直径70 mm的不锈钢球或普通钢球顶紧磨压出凹弧形状,再用普通水泥及白水泥(7:3)配合好的干灰面局部撒布均匀用钢球压磨光滑。见图12。
7 结束语