堆料机

在国内外码头中，物料的存储、中转一般采用露天堆场的形式，堆料机是重要的堆场作业设备。它的主要功能是将卸车机卸下的货物堆存到堆场上，方便取料机进行取料作业1。堆料机适用于大、中型火力发电厂、水泥厂、港口、矿山、冶金及大型水利工地的储料场，是取运散装物料高效、可连续作业的设备。

简介圆形料场是一种新型储料系统，是实现矿物原料预均化的堆料场，广泛应用于冶金、电力、煤炭、化工、建材、运输等工业部门2。堆料机属于圆形料场的一个重要组成部分，它的作用是连续地按照一定的方式进行堆料，实现多层倾斜复合形料堆，方便取料机进行取料。堆料机的种类很多，有高架型桥式皮带堆料机、耙式堆料机、顶部堆料的天桥皮带堆料机、回转式悬臂皮带堆料机等3。

堆料机分类高架型桥式皮带堆料机如图1所示，高架型桥式皮带堆料机是将堆料皮带机装设在一个可以移动的桥架上，而这个桥架是横跨料堆的。在它的堆料皮带机上设有S型的卸料小车，与桥架的运动方向相反，使堆料机能在料堆的任何一点进行堆料。此类堆料机适用于梯形横截面的料堆，也可以进行波浪形或水平层状的料堆。

耙式堆料机如图2所示，耙式堆料机又名链式耙，是一种既能堆料又能取料的设备，主要用于侧面堆料。有些链耙还能进行反转，即堆料时的回转方向与取料时相反，物料通过耙杆中的开孔送往下股链。耙式堆料机通过链式刮板中安装的堆料皮带和刮板联合作业，大大的提高了堆料能力。

顶部堆料的天桥皮带堆料机如图3所示，顶部堆料的天桥皮带堆料机用于预均化堆厂设在厂房内的情况，通过厂房的屋顶将堆场进料主皮带机接到屋架上，与屋架上的天桥皮带机相连接。该堆料机所采用的设备较简单，只要在天桥皮带机上装一台S型皮带卸料车，就可以直接从天桥皮带上进行堆料。但是它只能作人字形或圆锥形料，如要采用波浪形堆料，就会使堆料设备结构复杂。它的另一个缺点是物料落差较大。因此，这种设备在水泥厂中较少采用。

回转式悬臂皮带堆料机如图4所示，回转式悬臂皮带堆料机是预均化堆场中采用最广泛的侧面堆料的堆料机。它主要由两部分组成：一是连接在堆场进料主皮带机上的S型皮带卸料小车，其作用就是通过进料皮带的S形转折，将物料送到堆料皮带机上；二是由此横向伸到料堆上方的悬臂堆料皮带机。悬臂堆料皮带机可以是固定的，也可以是绕着中心轴转动的回转式悬臂皮带堆料机，其回转运动是通过电动机带动，能进行360回转。

堆料机控制系统的发展在我国，堆料机的控制系统基本上经历了三个阶段：就地手动控制、半自动控制、自动控制三种4。

1单机手动控制阶段20世纪六七十年代的堆料机控制系统是由分离的继电器、接触器和多芯传统电缆等组成，机构的位置检测控制开关也处于发展的初期阶段，所采用的仅仅是具有简单功能的机械开关，其检测精度和防护等级等极低。操作人员在堆料机司机室室内，对单台设备进行现场独立操作，不能实现系统复杂的联锁功能。

堆料机和地面控制中心之间的通信功能由继电器的接点通过多芯传统电缆的连接而实现；系统对设备的监视功能由传统的模拟仪表盘来实现。这样，传输系统主控室内的工作人员不了解现场设备的工作情况和设备的运行参数，控制室内也没有设备的报警信号及相关数据，信息的传递也是采用人工方式。

在实际工业生产中，这样的系统不仅线路复杂，体积庞大，自动化程度低，可操作性和稳定性都比较差，而且全部为手动操作。

2 半自动控制阶段20世纪70年代后期，堆料机采用可编程控制（PLC）主从站技术与终端显示器的应用，大幅度减少了中间继电器及控制使用的电缆，机器的运行状态监测也得到了提高。在PLC控制系统中，用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。

但是，PLC毕竟是一种只能对生产工艺流程进行简单控制的电子设备，与其他设备只能进行简单的数据交换，难以实现复杂的智能控制和大型管理，缺乏良好人机交互。现存的堆料机控制系统为了安全和方便起见，大部分还是采用了手动控制和PLC半自动控制相结合的方式。

3 自动控制阶段为了适应大型矿料、煤料、港口等高度自动化生产的要求，提高工作效率，保证系统的稳定性和连续性。自动控制指的是自动化、智能化，通信和管理技术现代化。

自动控制是指堆料机实现无人控制，通过监控系统监视堆料机工作的状态。例如：堆料机堆矿粉的工艺操作控制，都应在特定的系统操控下实现自动控制。操作人员坐在控制室，可以通过电脑显示屏的画面切换，了解堆料机的各种参数、大车的位置、辅助系统等各部件、各系统的运行情况；设定堆料机的运行参数，并通过自动系统实时了解堆料机的运行状况和故障原因，并且能够自动记录故障的信息等。

堆料机堆料工艺及特点堆料机堆放散装物料有多种方法，如回转连续堆料法、回转步进堆料法、人字形大车连续堆料法、大车步进堆料法、大车横行堆料法。此外，圆形料场有其专用的圆形堆料机堆料工艺。

回转连续堆料法堆料时，悬臂回转连续运行，从左侧运行到右侧，然后大车向后步进一段距离，悬臂回转再从右侧运行到左侧，如此反复，直至物料堆完或达到堆场后侧边界。

回转步进堆料法（或称定点堆料）与回转连续堆料法类似，大车的运行相同，都是在悬臂回转最内侧或最外侧时大车向后步进一步，区别在于回转的运行不是连续的，而是等料堆堆到一定高度时，回转每次步进一个角度，直至臂架回转到达堆料内侧或外侧边界，大车再向后一步。如需要混匀效果时也可分层回转步进堆料（或称鱼鳞堆料）。

人字形大车连续堆料法，指堆料时大车先向前或向后连续运行，在料堆前后边界时大车再反方向连续运行，或回转步进一个角度后大车再反向连续运行，直至物料堆完或区域内物料达到预定堆料高度。这种堆料方式料堆截面形状为人字形，一般用于混矿工序。大车步进堆料法与大车连续堆料法类似，也是在大车前后边界处回转步进一个角度，大车再反向步进运行。与大车连续堆料法的区别在于大车运行时不连续，而是等料堆达到一定高度后，大车步进一定的距离，直至达到大车前后边界再回转（或大车回转联动）步进一步。

大车横行堆料法，首先将臂架回转到外侧做好第一个料堆，然后回转与大车连续联动运行，保持落料点沿着垂直于大车轨道的方向向内侧步进（或连续）移动，直至达到内侧边界，这时大车向后移动一个步进距离，然后回转与大车再联动运行，保持落料点沿着垂直于大车轨道的方向由内侧向外侧步进（或连续）移动，直至达到外侧边界。如此反复进行，直至物料堆完或达到大车后侧边界。

连续堆料法堆料更均匀，特别适于混料的情况，但是机构持续运行，比步进堆料法能耗高。而回转堆料法比大车堆料法节能，因为回转机构电机功率比大车机构的小得多。回转堆料法堆出的物料为弧形，特别适合回转式斗轮（堆）取料机取料，取料时在每堆物料起点和终点处效率也不降低。

综合比较，回转步进堆料法在节能、场地空间利用以及取料效率等方面均最优5。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学