斗輪堆取料機簡介：

斗輪堆取料機，是指一種用于大型干散貨堆場的既能堆料又能取料，同時具有通過功能的連續輸送的高效裝卸機械。由可俯仰和水平擺動的膠帶輸送臂及其前端的斗輪、機架、運行機構組成，皮帶可雙向運行，取料時由斗輪取料經輸送臂送出，堆料時則由主輸送機運來的貨物經由輸送臂投向堆場。

利用斗輪連續取料，用機上的帶式輸送機連續堆料的有軌式裝卸機械。它是散狀物料（散料）儲料場內的專用機械，是在斗輪挖掘機的基礎上演變而來的，可與卸車（船）機、帶式輸送機、裝船（車）機組成儲料場運輸機械化系統,生產能力每小時可達1萬多噸。斗輪堆取料機的作業有很強的規律性，易實現自動化。控制方式有手動、半自動和自動等。

斗輪堆取料機按結構分臂架型和橋架型兩類。有的設備只具有取料或堆料一種功能，稱斗輪取料機或堆料機。

斗輪堆取料機適用于大中型火力發電廠、碼頭、礦山、冶金、化工和大型水利工地等工礦企業儲料場中散狀物料的堆取。

斗輪堆取料機分類：斗輪堆取料機按結構分為臂架型和橋架型。

1.臂架型斗輪堆取料機結構組成。

哈爾濱重工散料設備股份有限公司生產制造的臂架型斗輪堆取料機

臂架型斗輪堆取料機由斗輪機構、上部金屬結構、懸臂膠帶機、行走機構、俯仰機構、回轉機構、中部料斗、附屬結構、尾車、配重、除塵系統、潤滑系統、高低壓電氣室、司機室、電氣系統等組成。

斗輪機構由料斗、輪體、圓弧擋板、驅動機構及溜料板等組成。斗輪機構通過挖掘提升將散料取到懸臂膠帶機上，是取料的工作機構。

上部鋼結構由前臂架、門柱、前拉桿、后拉桿及配重架等組成，是斗輪堆取料機的主要鋼結構。

懸臂皮帶機由驅動滾筒、改向滾筒、托輥及皮帶驅動機構等組成。皮帶機能正反向運動，以此來實現堆料及取料功能。

行走機構由平衡梁、臺車架、車輪組及臺車驅動機構組成。行走速度可以實現無極變速。在進行堆取料工作時采用低速，調車時采用高速，節省時間，提高工作效率。

俯仰機構由液壓油缸及液壓油站等組成。上部鋼結構的整體擺動由俯仰機構帶動，實現斗輪機不同部位堆取料。

回轉機構是由上座圈、下座圈、回轉軸承及回轉驅動機構組成。以實現皮帶機±110°范圍內堆取料。

尾車的結構形式分為單尾車、折返尾車、雙尾車及全功能尾車。單尾車能實現單向堆料，單向取料功能；折返尾車能實現單向堆料單向取料功能；雙尾車能實現單向堆料，雙向取料功能；全功能尾車能實現雙向堆料及雙向取料功能。

臂架型斗輪堆取料機CAD總圖

2、橋架型斗輪機分為門式斗輪堆取料機和橋式斗輪取料機

門式斗輪堆取料機

哈爾濱重工散料設備股份有限公司生產制造的門式斗輪堆取料機

門式斗輪堆取料機：具有一個門形的金屬構架和一個可升降的活動梁，活動梁上有兩條固定帶式輸送機和一條可移動且可雙向運行的堆料帶式輸送機，在門架一側的料場帶式輸送機線上設有隨門架運行的尾車。無格式斗輪機構通過圓形滾道、支承輪、擋輪機構，裝在可沿升降活動梁運行的小車上。堆料時，物料經料場帶式輸送機、尾車轉至堆料帶式輸送機上，最后拋卸至料場。通過活動梁的移動及其上堆料帶式輸送機的運行，使物料形成一定形狀的料堆。取料時，由橫向運行的小車及其上旋轉的斗輪連續取料，物料在卸料區卸到活動梁帶式輸送機上，最后轉卸到料場帶式輸送機運走。通過活動梁的升降和門架的運行，可將料堆取盡。

橋式斗輪取料機

橋式斗輪取料機與門式斗輪堆取料機在結構上的主要區別是:它沒有高大的門架,橋架是固定不升降的，而且處于較低位置；沒有堆料帶式輸送機和尾車；在斗輪的前方有固定在小車上的料耙。小車運行時帶動料耙沿料堆端面運動，使上面的散料下滑，以便斗輪取料。料耙還能使由堆料機按不同物料分層堆放的物料在下滑時混勻，因此往往又稱為橋式斗輪混勻取料機。

斗輪堆取料機構成部分：

臂架型斗輪堆取料機由斗輪機構、回轉機構、帶式輸送機、尾車、俯仰與運行機構組成。

①斗輪機構：是取料的工作機構，包括斗輪及其驅動裝置。斗輪分無格式、半格式和有格式3種。無格式斗輪的鏟斗沒有斗底，在非卸料區內用固定在臂架上的圓弧擋板堵住斗中散料，散料在圓弧擋板上滑移。在卸料區內沒有圓弧擋板而有一個固定的斜溜槽。當鏟斗隨輪體旋轉至卸料區時，斗中物料在自重作用下經斜溜槽滑到帶式輸送機上。它的卸料區間大，因而斗輪轉速較高，可提高作業能力，能卸較粘物料。半格式斗輪的結構與無格式相似，只是將斗壁向斗輪中心延伸一段，使圓弧擋板與輪體之間的距離加大，以減少在圓弧擋板與輪體間發生卡料的可能性。有格式斗輪的每個鏟斗的斗底是一個扇形斜溜槽，在非卸料區卻有固定不動的側擋板。當鏟斗隨輪體旋轉至一定高度后, 斗中散料開始沿扇形斜溜槽向斗輪中心滑動,鏟斗到達卸料區后，由于沒有側擋板阻擋，散料經斜溜槽、卸料板滑到帶式輸送機上。有格式斗輪卸料慢，需較大的斗輪直徑，但不會產生卡料現象，適用于堅硬物料。三種斗輪中以無格式應用最多。斗輪的傳動方式有機械與液壓兩種，一般不需調速。

②回轉機構：由回轉支承和驅動裝置兩部分組成,用以使臂架左右回轉。為保證臂架在任意位置時斗鏟都能裝滿,回轉速度要求在0.01～0.2轉/分的范圍內按一定規律實現自動無級調節。大多用直流電動機或液壓驅動。

③臂架帶式輸送機：供輸送物料之用。在堆料、取料作業時，輸送帶需正反向運行。

④尾車：將料場帶式輸送機與斗輪堆取料機聯系在一起的機構。料場帶式輸送機的輸送帶繞過尾車機架上的兩個滾筒，呈S形走向,以便在堆料時把物料由料場帶式輸送機轉運到斗輪堆取料機上去。

⑤俯仰機構和運行機構：均與門座起重機中相應的機構相似。

斗輪堆取料機運行方式：

它有堆料和取料兩種作業方式。堆料由帶式輸送機運來的散料經尾車卸至臂架上的帶式輸送機，從臂架前端拋卸至料場。通過整機的運行，臂架的回轉、俯仰可使料堆形成梯形斷面的整齊形狀。取料是通過臂架回轉和斗輪旋轉連續實現的。物料經卸料板卸至反向運行的臂架帶式輸送機上，再經機器中心處下面的漏斗卸至料場帶式輸送機運走。通過整機的運行，臂架的回轉、俯仰，可使斗輪將儲料堆的物料取盡。

斗輪堆取料機的自動化發展：

隨著我國經濟發展和轉型，勞動力成本逐步提升，普通技術型工人將非常短缺，而斗輪堆取料機屬于重型工作制，至少需要三班倒連續作業，因此以往采用手動控制操作設備運行的管理模式必將越來越困難，提高設備運行自動化程度勢在必行，斗輪機無人值守的管理模式是未來發展的必然趨勢，具有廣闊的發展前景。

目前國內絕大部分斗輪機的堆料由斗輪機司機在現場人工操作斗輪機來完成，在取料過程中斗輪機的取料量是由肉眼來判斷，通過操控斗輪機回轉臂的啟停來控制流量。

由于斗輪機運行作業時間長，且在堆取料過程中操作頻繁，使得作業人員勞動強度非常大，容易疲勞，進而導致長時間作業效率不穩定。高強度的人工操作強度易引起視覺疲勞，造成機械沖擊，增加安全運行風險，甚至影響設備壽命。同時，皮帶秤受斗輪機本身的影響，無法準確測量。但受現場干擾因素較多，在堆料過程中料流無法結合斗輪機的控制，容易造成料垛的不規則堆放，降低了料場存料量。在取料過程中憑人工經驗判斷，手動調節，取料量的不穩定降低了取料效率，同時也容易出現過載現象，影響系統的安全運行。斗輪機大車行走啟停、大臂回轉兩側過程時，容易產生設備抖動，通過降低速度來減小抖動，影響斗輪機作業效率。斗輪機原有的圖像監視覆蓋小，存在死角，堆料作業過程中不能有效地全方位全天候監控，尤其是在夜間或霧天作業時難度更大，不利于安全運行，影響取料過程的效率。

針對上述斗輪機存在的問題，哈爾濱重工散料設備股份有限公司提出采用斗輪機識址系統、安全防撞系統、三維建模系統、數據傳輸系統、流量監測系統、通訊系統、遠程操作中心及中央控制站進行恒流取料控制和智能順序控制，最終實現斗輪機全自動無人值守控制系統。

盡管采用全自動無人值守控制系統，但也保留斗輪堆取料機就地人工操作方式，在此基礎上，實現遠程手動、半自動、全自動工作方式。遠程手動包括遠程硬手動操作和遠程軟手動操作； 半自動操作包括自動定位煤堆，在堆料/取料方式和邊界識別等方面需要人工選擇和確認；全自動操作專指在作業時，只需要工作人員確認堆煤、上煤方案等初始設定后，下達作業命令，實現設備工作過程的無人干預，即可控制條形堆取料自動完成堆取料機構行走、旋轉、俯仰等工作，保持堆取料機工作在額定出力范圍內，工作過程涵蓋自動堆料和自動取料。實現遠程硬手動操作在輸煤集控室為斗輪機安裝一套可遠程操作的操作終端。實現堆取料的手動、自動無擾切換及駕駛室的就地手動、自動無擾切換，提高作業效率和系統安全性。

通過激光掃描儀在懸臂膠帶上方進行斷面掃描，實現實時檢測煤流瞬時量，通過斷面計算取料量，實現全自動恒流量取料，同時設置煤流瞬時量一級過載報警、二級過載連鎖跳機功能，煤流瞬時量達到堆取料機額定值時系統自動報警，同時自動調整取料流量，確保設備正常工作。對于超出額定值一定范圍時，系統實現連鎖跳機。

斗輪機的定位系統包括主要運動機構——大機行走、懸臂俯仰、懸臂回轉。采用高精度多圈絕對值編碼器，同時加裝位置校正設備，大車行走采用射頻識別系統校正現場統一通訊協議，將編碼器的數據傳入PLC中，實時檢測變幅角度變化并將采集到的數據傳入PLC進行處理，方便中控室對堆取料機運行情況進行控制和觀察。

俯仰角采用俯仰儀進行測量，行走和回轉采用格雷母線定位，其他定位采用編碼器取得斗輪機的位移信息，實現定位跟蹤。

全自動堆料策略：自動堆料選擇大車行走定點堆料或懸臂回轉定點堆料方式，堆料高度采用料高檢測裝置實時檢測，系統采用“全層回轉堆料法”，每層堆料厚度不超過1米，頂部平整，斗下緣最低點距落煤點高度小于1米，降低損耗，減少環境污染。堆料高度及寬度可自行設定，系統自動調節回轉速度和后退步進，全過程無需人工干預。對于進入到煤場的堆煤，生成堆煤臺賬。

全自動取料策略：斗輪堆取料機按工藝流程自動啟動相關設備（懸臂皮帶、斗輪）后自動開始取料（取煤量可根據需要進行設定）。控制系統自動控制取料步進及懸臂回轉，直至完成取料流程。系統采用“分層分段（區）取料法”，斗輪懸臂橫向旋轉接近90°至煤垛外緣，保持煤場平整，外形規范。斗輪機控制系統根據取煤量設定值自動調節，保持恒流取料，全過程無需人工干預。根據當前區域煤量，生成取煤臺賬。

實時盤煤：在斗輪機作業期間（包括手動模式、自動模式），對煤垛進行實時盤煤，煤垛數據在斗輪機遠程操作員站實時更新，同時在斗輪機遠程操作員站可進行煤堆數據（圖形）手動刪除、誤刪一鍵恢復，在圖形服務器進行煤堆數據（圖形）歷史回放。斗輪堆取料自動化系統需要利用煤場測量系統數據為建模基礎，實現實時指導斗輪堆取料機自動化模型指導。

無人值守斗輪機自動化系統自帶診斷功能，當測點故障、失效或者系統發生重大故障時能發出報警，并在斗輪機監控畫面上醒目顯示外，能在遠程操作終端上發出聲光報警。斗輪機運行參數超出設定值時能自我保護，以便斗輪機遠程監控人員及時發現并干預。在不影響安全的情況下，自動停止運行，并報警。

無人值守系統能對斗輪機關鍵部位進行視頻監測，斗輪機上安裝視頻攝像頭，視頻信息通過工業電視網絡傳輸到集控室，操作員對現場作業場景進行實時的視頻監視。能夠對尾車位置尾車皮帶；懸臂皮帶與地面皮帶；塔頂位置；堆料、取料大臂狀況；電纜卷盤位置，觀察電纜卷盤；回旋位置，觀察堆取料時大臂狀況；懸臂皮帶下方，觀察斗輪；低壓配電室，觀察電氣設備運行情況。

傳統斗輪堆取料機技術與創新信息技術相結合來實現斗輪堆取料機全自動無人值守控制系統新型設備。該系統通過激光掃描技術實時獲取現場堆場的信息、斗輪機的位置和懸臂俯仰角度和回轉角度的實時狀態，通過特定算法，自動控制斗輪機執行指定任務。通過該系統實現了對堆場內的散料自動堆料和取料，加強了對廠內散料的管理，提高了運行效率。

斗輪堆取料機常見故障：

斗輪堆取料機在運行過程中易出現磨損現象，企業傳統解決辦法是補焊或刷鍍后機加工修復，但兩者均存在一定弊端：補焊高溫產生的熱應力無法完全消除，易造成材質損傷，導致部件出現彎曲或斷裂；而電刷鍍受涂層厚度限制，容易剝落，且以上兩種方法都是用金屬修復金屬，無法改變“硬對硬”的配合關系，在各力綜合作用下，仍會造成再次磨損。當代西方國家針對以上問題多采用高分子復合材料的修復方法，而應用較多的是美國福世藍（1st line）技術，其具有超強的粘著力，優異的抗壓強度等綜合性能，可免拆卸免機加工。既無補焊熱應力影響，修復厚度也不受限制，同時產品所具有的金屬材料不具備的退讓性，可吸收設備的沖擊震動，避免再次磨損的可能，并大大延長設備部件的使用壽命，為企業節省大量的停機時間。目前在國內針對斗輪堆取料機故障的維修中，也逐步取代傳統的辦法。

斗輪堆取料機在我國的發展：

國內斗輪堆取料機的發展基本經歷了三個階段。20世紀60年代、70年代，國內開始設計小型斗輪堆取料機，典型機型有3025、8030等，取料出力分別為300t/h、800t/h，回轉半徑分別為25m和30m。20世紀80年代、90年代，是斗輪堆取料機發展的第二階段。鋼廠、電廠等新建設的散料堆場逐步采用了大型斗輪堆取料機，用于散料的堆取和轉運，例如上海寶鋼、秦皇島碼頭料場，斗輪堆取料機取料出力達到2000t/h，回轉半徑達到40m。受當時國內條件的限制，這些料場輸送設備的建設多是合作制造或者整機進口的，甚至整套散料輸送系統都是引進國外的。2000年后，國內斗輪堆取料機發展到了一個新階段。迄今為止，國內廠家具備了300～6000t/h生產能力、25～60m回轉半徑斗輪堆取料機系列產品的設計和制造能力。這一階段中，國外廠商仍占據一定份額，但國內廠家掌握了相當的技術、生產能力，并憑借服務、價格優勢占據了國內市場的主流地位，并逐漸走向國際市場。

注：港口設備網港機學堂斗輪堆取料機欄目由哈爾濱重工散料設備股份有限公司獨家贊助。

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