甜菜糖厂移动式除土堆垛机的研制及应用

魏 建，刘晓双，张 兵

(新疆绿原糖业有限公司，新疆 和静 841311)

0 引言

新疆绿原糖业有限公司现为日处理甜菜4 000吨的国有中型综合制糖企业。近年来公司在甜菜收购工作中采用了计算机信息系统，实现了信息化，提高了收购工作进度。为了在每年的11月份土地上冻前收购到足够的甜菜，只有加大甜菜收购量，将大量的甜菜收购后直接堆放在甜菜堆场中，新疆绿原糖业公司平均每年在甜菜堆场收购后储存的甜菜量大约15万吨左右，这部分甜菜在甜菜堆场现场收购，车辆直接到在地面上后，用铲车做堆，对于甜菜中夹带的泥土只能通过人员目测扣除，无法做到完全准确，容易引起与菜农的纠纷，造成糖厂与菜农之间的矛盾，更为严重的是含泥土较多的甜菜卸下做堆后，容易造成甜菜保藏过程中腐烂变质，给糖厂造成更大的损失。为了解决上述问题，新疆绿原糖业公司自主开发研制了一套满足糖厂需要的具有自主知识产权的移动式甜菜除土堆垛设备。

1 总体设计

1．1 甜菜除土设备设计要求

移动式甜菜除土堆垛机由1个卸车平台、1条甜菜链条主皮带机、1台除土床和1条悬臂皮带机组成。系统采用卸车平台与主体皮带机垂直的结构，车辆上到卸车平台上，用液压系统控制卸车平台上端抬起角度，使甜菜顺利卸到甜菜链条主皮带机上，经过主皮带机运输到除土床上进行甜菜与泥土的分离，经过除土床除土后，甜菜中的泥土卸到交售车辆中拉走返回农田，甜菜经过除土床后被送至悬臂皮带上，被卸入两侧进行堆垛。

1．2 设计方案

移动式甜菜除土堆垛机总长度达到40米，高度7.5米，卸车平台长度19.5米，能够满足总长度17米、总重量不超过100吨的大型甜菜运输车辆的卸车、除杂、堆垛，整台机器设计安装14组车轮，由一台装载机牵引行走。前期设计时准备采用自走式行走方式，采用一套电力驱动的主动轮、配合液压驱动的转向轮行走系统，在设计过程中发现如要配备上述系统，将大大增加设备的复杂程度，整个系统的功耗增大50%，因设备尺寸较大，转弯半径大，在场地移动式还需要装载机辅助牵引转弯，所以最终采取了牵引行走的移动方式，这样可简化行走系统的设计，降低系统功耗，通过牵引实现整体设备的灵活、快速移动，大大提高了工作效率。

移动式除土堆垛机需在甜菜做堆场地内整体移动，其动力采用电力驱动，供电方式有电缆供应市电和安装发电机供电两种方式，考虑到目前甜菜糖厂甜菜做堆场地一般都在室外空旷地带，场地面积一般在50-100亩左右，供应市电需要在场地内设置多处市电接入点，或者采用较长的单根电缆，随设备移动供电，因甜菜交售过程中场地内会有大量的车辆聚集，市电接入点或移动电缆设置在场地内均存在较大的安全隐患，所以最终采用了发电机供电的方式，在设备上安装了一台150 KW的柴油发电机，随设备移动供电。

总体设计方案如下图所示。

图1 设备总体布置图

2 主要部件设计及结构特点

2．1 设计卸车平台与主体皮带机垂直的结构，车辆上到卸车平台上，用液压系统控制卸车平台上端抬起角度，使甜菜顺利卸到甜菜链条主皮带机上。

卸车平台总长度19.5米，分为底座和翻车台两部分，通过尾部的铰链连接在一起，使翻车台能够在底座上自由翻转。卸车平台两侧各设置一台液压油缸，油缸采用三级活塞油缸，最大行程6.5米，单台油缸最大垂直举升力75吨，卸车时车辆倒入翻车台上，到达卸车位置时后轮被挡轮板顶住，车辆前轮轴采用棘轮拉紧器用钢丝绳锁死，确保车辆在翻起后不会倾覆，液压油缸缓慢顶起翻车台，在起升过程中甜菜从车辆尾部卸下。

通过试验发现干净甜菜的安息角度约为35度，含土10%甜菜的安息角度约为40度，为确保甜菜能够完全卸下，液压油缸在最大行程时翻车台的倾斜角度达到50度。卸车平台的底座在卸车过程中放置在地面上，通过设计使翻车台在水平状态和卸车状态下，翻车台(包括车辆)重心的垂线始终落在底座的中部，使卸车平台在工作过程中不会发生向前后方向倾覆，确保了卸车过程的安全。两侧液压油缸安装液压锁装置，在发生油管爆裂或断电事故时能够切断油路，防止液压油缸意外下落发生事故。

卸车平台通过铰链装置与主设备框架连接在一起，卸车平台底座四周设计了4个车轮，工作时通过小液压油缸将四个车轮升起，使卸车平台底座放置在地面上，卸车过程底座与地面直接接触，车轮不受力。需要移动时小液压油缸将四个车轮放下，使卸车平台底座升起、车轮受力，底座脱离地面以便于行走。

图2 甜菜卸车平台

2．2 甜菜经过主链条皮带机运输到除土床上进行甜菜与泥土的分离，经过除土床除土后，甜菜中的泥土通过除土斗卸到交售车辆中拉走返回农田。

图3 移动式甜菜除土堆垛机头部结构

甜菜经过除土床后被送至甜菜悬臂皮带上，被卸入两侧进行堆垛。悬臂皮带能够实现上下、左右四个方向的摆动，使甜菜堆垛的最大高度达到7.5米，宽度达到13米。

3 结束语

移动式甜菜除土堆垛机自2018年10月在绿原糖业公司投入运行后，通过1个生产期的运行，日处理甜菜能力达1 500吨，做堆时间30天，处理甜菜45 000吨，每年能够为糖厂减少泥土收购量2 000吨。

(1)除土堆垛机处理后的甜菜，泥土和甜菜分离，泥土由交售的车辆带回，解决了人工扣土不准确引起与菜农的纠纷的问题，保护了菜农和糖厂双方的经济利益。

(2)经过除土处理的甜菜，为绿原糖业公司的生产提供了优质的原料，对制糖车间生产的正常进行起到了重要的作用，减轻了清洗工序的负荷，减少了污水的排放，降低了预处理工段的设备故障。

(3)除土机操作简便，运行安全可靠，设备故障率低，能够对总长不超过17米的半挂车辆、自卸式后翻车辆进行卸车堆垛，实践证明该设备适应当前国内甜菜制糖企业的实际情况，适合在制糖企业中推广，具有广阔的应用前景。