顶堆侧取堆取料机取料能力和功率的计算

2014-01-24刘洪博董家君杜荣全

中国新技术新产品 2014年4期

关键词：链轮滚轮减速器

孙洋刘洪博董家君杜荣全

（1.大连重工.起重有限公司辽宁大连116000；2.北方重工集团有限公司，辽宁沈阳 110027）

顶堆侧取堆取料机取料能力和功率的计算

孙洋1刘洪博2董家君2杜荣全2

（1.大连重工.起重有限公司辽宁大连116000；2.北方重工集团有限公司，辽宁沈阳 110027）

本文介绍了顶堆侧取刮板取料系统，讨论了刮板填充率与取料能力的确定，详述了刮板取料能力计算及驱动装置中电机功率的计算与减速器选型。

顶堆侧取堆取料机；刮板；取料能力；电动机；减速器；选型

顶堆侧取式堆取料机是上世纪九十年代针对斗轮堆取料机的露天布置所产生的环境污染和占地空间而研制出的全新型工艺设备。具有占地面积小储量大、在室内布置环保特点。广泛用于火电、煤炭、化工等多领域。顶堆侧取堆取料机主要由堆料机、取料机、中心柱、门架和卷扬机构组成。取料机主要由取料臂、刮板、链条、驱动链轮组和刮板驱动装置组成。

1 刮板取料系统

刮板取料系统是本机实现取料功能的主要部件，由取料臂、刮板、链条、驱动链轮组、张紧链轮组和驱动装置组成。设备通过刮板链的循环运动达到刮取物料的目的。刮板张紧设在刮板臂前端的改向链轮上，采用手动液压张紧形式。刮板驱动装置布置在刮板臂靠近中心柱一侧。经过刮板的连续运行，物料不断地被刮到中心落料斗内，并经过中心落料斗下面的皮带机运出。取料臂为薄壁圆筒结构，上下设置刮板链条的滑道。前部支承张紧链轮，后部交接在门架转台上。悬臂前端约1/3处布置卷扬系统的铰接点。通过带有滑轮组的可以旋转的吊架，随着卷扬机收放钢丝绳，悬臂可以进行变幅。刮板为折线形，上法兰与链条用螺栓固定，并在底部和侧面切削部位装有耐磨衬板。在刮板侧的切削位置装有耐磨齿，用来连续地耙松物料从而减少磨损。为了将水平载荷直接传递到悬臂上并减少磨损和阻力，刮板上装有附加的挡轮。两条输送链条敷设在刮板悬臂上的滑道内，链条上安装有用于刮取物料的刮板。链条是非标大节距外置滚轮链条，滚轮在导槽内运行。外置滚轮紧受链板和刮板的重量，滚轮不与链轮接触，避免了滚轮的变形，这样链条真正成为一个纯滚动结构。与链轮接触部分即使产生变形也不影响链条的滚动。

2 刮板取料能力的计算

原始参数:取料能力为：Q=300t/h；臂架按照Φ1020mm钢管布置；定刮板尺寸1350*300mm；刮板链节距：315mm；刮板链速：v=0.7m/s；刮板头尾链轮中心距34650mm；刮板间距：L=630mm。刮板数量n=55；K-平均系数0.67。

刮板的填充率与刮板的链速直接决定了刮板取料能力。刮板间有效容积V=1.35×0.3×0.63=0.255m3。因刮板切入物料的深度，取料机回转的速度都影响着刮板填充率。根据现场实际考察发现刮板的填充率一般在60%～70%间，故按刮板填充率60%计算。刮板取料能力：Q=3600*（v/τ）*ρ*V*60%:式中 :ν-刮板链速;τ-刮板间距;ρ-物料密度；V-刮板间有效容积。由此可见在刮板链速一定的情况下刮板填充率越高取料能力越大。

3 刮板驱动功率的计算

3.1 刮板运行阻力：

式中F1-刮板切削阻力；F2-物料沿刮板向前运行摩擦阻力；F3-刮板链运行摩擦阻力；F4-物料抬升阻力。（1）刮板切削阻力F1: 按平均每个刮板高度一半切削物料，考虑物料底层被压实每1cm刮板切削阻力为5kgf计算。根据布置刮板头尾链轮中心距34650mm，共有55个刮板刮取物料。则刮板的切削阻力：F1=h*60%*n*5==4950kgf。h刮板高度30cm；（2）物料沿刮板方向摩擦阻力F2：F2=G·f式中：G-物料重量；f-摩擦阻力系数=0.6.F2=（Q/3.6）*（L/v）*n*k*f==1658.25kgf:K-平均系数0.67。（3）刮板链摩擦阻力F3：刮板及链条总重10656kg；链条滚轮半径R=4.5cm；滑套半径R=2.5cm。则F3=10656*（（0.05/4.5）+（2.2/4.5）*0.12）=743.6kgf。4. 刮取物料向上的抬升阻力F4:刮板下俯最低角度 θ=2.5° 则 F4=300/（3.6*0.7）*55*2/3*sin2.5°=190.8kgf。刮板运行阻力：F=F1+F2=F3+F4=4950+1658.25+743.6+190.8=7542.7kgf

3.2 电机功率:刮板驱动轴功率N：（定刮板驱动减速器及链轮组总的功率效率 η=0.73）:N=F*v/102*η==70.9kw。按1.4倍安全系数，电机功率P=1.4*70.9=99.2kw:确定电机功率110kw；确定电机型号为Y315S-4。

3.3 减速器的选型:链轮节距315mm，链轮齿数10，则链轮节圆直径 :D=315/sin（360/（10*2））=1019.364mm：链轮转速：n=60*v/（π*D）=60*0.7/（3.14*1.019）=13.12r/mim：按照4级电机转速N=1480r/min，计算减速器传动比I: I=N/n=1480/13.12=112.8：根据电机功率110kw，输入转速1480rpm，传动比I=112。考虑到使用安全，一般减速器的机械功率要在电机功率的1.5倍左右，减速器的热功率要不小于电机功率。初步选用FLD减速器为B4DH14，4级电机、转速1480r/min，公称速比I＝112。刮板实际转速v: v=（1480*（1-3﹪）*3.14*1.019）/（112*60）=0.684m/s。刮板实际取料能力:Q=3600*（0.684/0.63）*1.35*0.3*0.63*0.85*0.6=508.6t/h。