第1章概述在国民经济发展过程中，需要对一些散料进行装卸。
如热力发电厂需要把储料场的燃料——煤取走，进行磨碎、喷烧；大型港口需要把运送来的某些散料，如矿石、煤炭等装船、卸船；斗轮挖掘机等采挖的矿物和废弃物要运到储存场或排到排土场等。
如果采用“装载机-自卸汽车”系统作业，装载机在铲入—举升—旋转—行走—卸载—空转—空行程等一个作业循环中，既要完成取料任务，又要完成输送任务，辅助作业时间几乎占用2／3还多。
自卸汽车载重量受到限制，往返路程多，工作效率很低，满足不了电厂发电的用煤需求。
连续装卸机械的采用，大大缩短了装卸时间，提高了工作效率，减轻了工人劳动强度。
在功率相同的情况下，斗轮堆取料机的生产率约为单斗装载机的1．5～2．5倍。
连续装卸机械形成了搬运机械的一大类别，斗轮堆取料机是散货料场专用堆取设备。
斗轮堆取料机主要用于散料的堆存、挖取和均料。
它既可以通过旋转的斗轮在储料场进行取料运走，又可以将来料经斗臂架带式输送机反向运行而将物料堆存到料场，属于连续高效的堆取合一的装卸设备。
堆取料机广泛用于大型散货港口、火力发电厂的储煤场、大型土方工程工地、大型钢铁公司的矿石煤炭原料场、大型焦化厂、大型水泥厂、轻工化工等部门的储料场，进行挖取堆放煤炭、矿石、砂石、焦炭、食盐等物料。
1．1 散料连续装卸机械的特点散料连续装卸机械与间歇式的起重机械和装载机相比，有以下特点。
①生产效率高。
装料和卸料都采用带式输送机作为基础构成，有专门的工作机构，堆料(或取料)与输送是同时进行的，而且又是连续作业，所以生产率很高。
从装载地点到卸料地点，连续而高速的物流使设备获得高效率。
如秦皇岛港口二期、三期、四期工程就采用了多台堆料机和斗轮取料机，配合翻车机、多台带式输送机和装船机形成了高效连续装船系统。
堆料机和斗轮取料机的带速达6m／h，带宽近2m，生产率是3600m3／h。
在元宝山露天煤矿连续开采系统中使用的排土机生产率达5000m3／h。
②散料连续装卸机械一般都沿着整条运输线路布臵。
这种布臵可以大大节省作业时间。
斗轮堆取料机利用行走机构、悬臂的转动和俯仰来改变装料点和卸料点的位臵，并且使用过程中维护量少。
③散料连续装卸机械一般供料均匀，运行速度稳定，工作过程中最大载荷与平均载荷差别不大，消耗功率变化也不大。
能耗低，使用成本低。
④能耗低。
因为物料输送是采用阻力较小的带式输送机，所以功率消耗小。
DQ3025型斗轮堆取料机的总功率为147kW，而同样生产率的装卸桥总功率却为310．8kW。
⑤操作简单，安全可靠，易于实现自动化，劳动条件好，劳动强度低。
⑥投资省。
使用斗轮堆取料机的堆场，其设备都布臵在地面以上，基础简单，工程的土石方量少，所以施工期短，总投资可大大节省。
⑦斗轮堆取料机有局限性。
散料连续装卸机械不适于装运单件很重的大块物料，通常只允许挖取300mm以下的物料。
1．2 斗轮堆取料机和斗轮挖掘机的比较斗轮堆取料机是在斗轮挖掘机的基础上发展起来的，是斗轮挖掘机发展过程中派生出来的一个分支，斗轮堆取料机的参数设计和结构设计借鉴了斗轮挖掘机。
国外著名的斗轮挖掘机生产厂也都生产斗轮堆取料机，如德国的曼-塔克拉夫公司、奥地利的钢铁联合公司(简称“奥钢联”)等。
斗轮挖掘机和悬臂式斗轮堆取料机两者结构基本相同，工作原理一样，只是使用的对象不同。
斗轮挖掘机主要是挖掘原始状态的岩土或煤层，要求的挖掘能力大，属于采掘机械；斗轮堆取料机则是装卸已经被采掘下来的煤炭、矿石等散料，挖掘能力相对要小，属于装卸机械。
由于两者作业对象不同，因此在末端工作机构的驱动和结构件的刚度强度等方面相差悬殊，这些决定丁其动态性能有着本质的不同。
斗轮挖掘机是连续开采工艺的核心，斗轮堆取料机是连续散料装卸系统的核心。
因此有必要先了解一下斗轮挖掘机。
1．2．1 斗轮挖掘机的基本结构和工作原理斗轮挖掘机按卸料装臵的不同形式可以分成两大类：悬臂式和输送桥式(又称连接桥式)。
悬臂式斗轮挖掘机是斗轮挖掘机的基本形式。
悬臂式斗轮挖掘机主要由以下几大部分构成：行走装臵(履带式)、底架、上部回转机构和平台(上含工作间)，斗轮机构、斗臂架和斗臂架带式输送机(受料)、卸料臂和卸料臂带式输送机、门架(又称立柱或撑架)、变幅装臵(一般使用卷筒钢绳变幅)、平衡梁架和配重(含电气间)、司机室等，见图1-1。
第2章散料连续装卸机械的相关术语2．1 散料物料的粒度2．1．1 物料粒度物料粒度通常用能将其包容在内的最小长方体的边长d来表示。
粒度主要影响斗轮切削力的设计、皮带宽度与速度的设计，考虑各转载点的堵塞也十分重要。
按粒度，物料可以分成七类：特大块，大于500mm；大块，200～500mm；中块，61～199mm；小块，10～60mm；粒状，0．5～9mm；粉状，0．05～0．49mm；细粉状，小于0．05mm。
2．1．2 粒度组成一定体积的物料，有的粒度大小是不同的，其质量的分布状况称为粒度组成。
常用粒度级配百分率来表示。
级配百分率分为分计级配百分率和累计级配百分率。
2．2 有关“堆积”散料的一些概念散料一般呈堆积状态。
2．2．1 堆积密度、堆积重度物料在自然堆放(松散)状态下占据单位体积的物质质量称为该物料的堆积密度，用ρ表示，单位为kg／m3或t／m3。
占据单位体积的物质重量称为该物料的堆积重度，用γ表示，单位为N／m3或kN／m3。
堆积密度与该物料的粒度和湿度有关。
对于块状和颗粒状物料，随着粒度的减小，堆积密度也相应减小。
2．2．2 堆积角自然堆放的料堆表面与水平面之间的最大夹角称为堆积角。
其中在静止平面上自然形成的称静堆积角，在振动平面上测得的称动堆积角。
对连续装载机械，物料的动堆积角大致是静堆积角的0．65～0．80倍，常取0．7倍。
2．2．3 燃煤、铁矿石的特性物料特性是指斗轮堆取料机所输送的物料的特性。
不同的物料对设计与制造设备有不同的影响。
这些特性应由用户与设计人员确定，并作为验收的依据。
(1)物料的品种物料的品种指煤炭、铁矿石、石灰石等斗轮堆取料机所输送的物料，不同的物料，其磨损设备的程度也不同，对各转载点的卸料情况及斗轮切削力都有影响，设计中要考虑到这一参数。
(2)物料密度物料密度是指堆取的松散物料的密度，单位为t ／m3。
物料密度是设计斗轮与带式输送机的重要依据，如细矿石的密度为2．4～2．9t ／m3。
一般煤炭的粒度≤350mm；燃煤堆积密度为0．85～1t／m3；安息角0°～40°；收到基全水分12％；干燥无灰基挥发分10％；铁矿石的密度一般取值2．2～2．5t／m3。
2．2．4 外摩擦系数散料与支承表面之间的摩擦力和法向正压力之比称为该物料对支承表面的外摩擦系数。
它与支承表面的材料、表面形状和粗糙度有关。
支承表面有钢板、木材和输送带等。
静态外摩擦系数是指在静止状态下测得的外摩擦系数。
动态外摩擦系数是指散料和支承表面之间以一定速度相对滑移时测得的外摩擦系数。
试验表明，动态外摩擦系数的值是静态外摩擦系数值的70％～90％。
2．2．5 湿度(含水率)物料颗粒表面形成的薄膜水(分子水)和充填在颗粒间空隙的重力水合称为表面水。
含有表面水的物料称为潮湿物料。
与物料颗粒以化学方式形成化合物而存在的水称为结构水；物料颗粒从空气中吸收的水叫湿存水。
长期露天存放，表面水蒸发，仅留下结构水和湿存水的物料称为风干物料或自然潮湿状态物料。
仅含结构水的散料称为干燥物料。
物料所含湿存水和表面水的质量与烘干后的物料质量之比称为湿度。
湿度是表示散料含水多少的度量值。
2．3 堆取料机工艺流程实际的运行过程中，堆取料机是散料输送系统的始端或末端。
最常用的工艺流程有：①翻车机卸车→带式输送机系统→堆取料机堆料到料场；堆取料机取料→带式输送机系统→电厂配煤仓；②翻车机卸车→带式输送机系统→堆取料机堆料到料场，堆取料机取料→带式输送机系统→装船机装船；③卸船机卸船→带式输送机系统→堆取料机堆料到料场；堆取料机取料→带式输送机系统→装火车系统装车。
第3章斗轮堆取料机概述斗轮堆取料机主要承担散料的堆存、挖取和均料，即通过斗轮进行取料，又可将物料经斗臂架带式输送机反向运行而将物料堆存到料场。
3．1 斗轮堆取料机的分类散料连续装卸机械的种类很多，输送对象不同，结构也不相同，如斗轮堆取料机、排土机等。
斗轮堆取料机按其功能、用途可分为以下几种。
①堆料机专门用于堆料作业一个功能。
②取料机专门用于取料作业一个功能。
③堆取料机用于堆料作业和取料作业两个功能。
④混匀堆料机用于均化堆料。
⑤混匀取料机用于均化取料。
斗轮堆取料机按结构形式可分为以下几种。
①悬臂式斗轮堆取料机具有悬臂、俯仰、回转、行走功能，主要用于条形料场②门式斗轮堆取料机“大跨度双梁”结构，主要用于矩形料场。
③桥式斗轮堆取料机属于“大跨度单梁结构”。
④圆形料场斗轮堆取料机分为桥式和悬臂式两种类型。
⑤刮板式取料机分为桥式和人字式两种类型。
按尾车功能又分为以下几种。
①固定单尾车可以完成堆料、取料作业。
②活动单尾车可以完成堆料、取料、直通或折返取料作业，提高回转角度范围③固定双尾车可以完成堆料、取料、自通作业。
④活动双尾车可以完成堆料、取料、直通或折返取料作业。
⑤伸缩升降双尾车可以完成堆料、取料、直通作业，能够提高回转角度范围，降低落差。
按理论生产能力，斗轮堆取料机可分为以下几种。
①轻型牛产率在630m3／h以下。
②中型生产率为630～2500m3／h。
③大型生产率为2500～5000m3／h。
④特大型牛产率为5000～10000m3／h。
⑤巨型生产率在10000m3／h以上。
按运行装臵的形式，斗轮堆取料机可分为履带式、轮胎式和轨道式等。
我国目前生产的斗轮堆取料机大多为轨道式。
按斗轮臂架的平衡方式，斗轮堆取料机可分为以下几种。
①活配重式如DQ3025型斗轮堆取料机是采用活配重形式，该机的斗轮臂架利用钢丝绳吊挂于带配重的平衡梁上。
②死配重式如KL-1型斗轮堆取料机采用的是死配重。
③整体平衡式如DQ5030型和DQ8030型斗轮堆取料机就是采用整体平衡式，如图3-1所示。
活配重式比死配重式和整体平衡式优越之处在于，当斗乾臂架变幅时，整机的倾翻力矩变化很小，稳定可靠，但整机的高度较其他两种要高。
3．2 斗轮堆取料机的应用范围斗轮堆取料机主要应用于大型货场的散料装卸。
如：日燃煤量在300t以上的各个电厂、水泥厂、化工厂；年吞吐量在200万吨的散货码头、港口，散料货物范围不仅是煤，还包括砂子、矿石碎块等；大型钢铁企业的烧结厂。
3．2．1 悬臂式斗轮堆取料机应用范围适用于物料堆积料场只有一个或两个数量较少的料场，如发电厂、水泥厂、化工厂等。
堆取料机可分别向两个料场堆料或从两个料场取料。
一台或两台斗轮堆取料机可对所有相邻料场进行堆料与取料作业，此时设备作业率较高。
