降低重力式卸料板链提升机返料量的探讨

2017-06-01吴卫国

水泥技术 2017年3期

关键词：极距内板背板

吴卫国

降低重力式卸料板链提升机返料量的探讨

Discussion on Reducing Recycle Material of Plate Chain Elevator

吴卫国

图1 极距

斗式提升机的卸料方式有三种：离心式卸料、重力式卸料、重力式与离心式混合卸料。如果提升机卸料不干净，返料会造成壳体、料斗以及链条磨损，降低设备使用寿命，返料严重时会造成尾部积料，导致料斗在尾部挖料，从而引发一系列使用问题。本文就如何降低重力式卸料的NB系列板链斗式提升机的返料问题做一些探讨。

1 重力式卸料的原理分析

提升机头部在运转过程中，物料经过头轴中心线时，物料在料斗中绕头部链轮做匀速圆周运动，料斗内物料受重力mg、向心力mrω2、支持力的作用而处于匀速运动状态，即受力平衡。将离心力与重力的合力R的作用线的反向延长线与头轮垂直中心线交于一点P，该点称极点，极点P到头轮回转中心的距离称为极距h，如图1所示。

按照极距判断法，当极点位于料斗外缘的圆周之外（即h＞r1）时，该提升机为完全重力式卸料，椿本公司NB板链提升机卸料方式全部采用重力式卸料。

2 卸料过程

如图2所示，料斗绕过头轮顶部时开始卸料，其中，料斗底部A区物料的卸料时间最长，需要从料斗1底部沿着内板溜到料斗2背板上，再沿着导料板流经B点到达卸料口C进入下料溜子，完成整个卸料过程。

设定A区物料流经料斗1内板时的滑行距离为L1，滑行时间为t1，流经料斗2背板时的滑行距离为L2，滑行时间为t2，当B点到达C点时，A区物料全部进入卸料口，此时料斗1中的物料刚好全部卸出，料斗以链速v匀速运行，运行距离为L3，运行时间为T，此时T=t1+t2。因此，为确保料斗中的物料全部卸出，料斗运行距离L3的时间T必须大于A区物料滑行卸出料斗时间t（t=t1+t2），即T＞t才能保证物料全部卸出。

当物料在L1内板和L2背板上滑行时，受重力G、支撑力N和摩擦力f的作用，沿着料斗板加速下滑，加速度为a，受力情况如图3所示。

图2 卸料示意

图3 受力分析

μ——物料与料斗壁摩擦系数

a——加速度

δ——料斗内板和背板与水平线夹角，分别为α，β

A处物料（见图2）离开该料斗时加速滑行距离为L1，滑行时间为t1，根据公式：S=at2，导入计算得出

当物料离开料斗1时，沿料斗内板方向上的终速度为v1。根据速度计算公式：v=at，得出

当物料滑行到料斗2背板上时，以初速度v02（v02为v1的分速度）继续沿着背板加速滑行，在料斗2背板上滑行距离为L2，滑行时间为t2。

料斗2背板上的初速度v02与离开料斗1时终速度v1的关系为：

其中：公式中的v=v02，S=L2，a=g（sinβ-μcosβ）

将数据导入公式计算物料在料斗2背板上滑行时间t（2即公式中的t值）得出：

物料从料斗中全部卸出时间为t=t1+t2，代入t1及t2数据，得出：

从物料全部卸出时间t的计算结果可以看出：物料卸出时间与料斗形状（L1，L2，α和β）以及物料和料斗的摩擦系数有关。

3 减少返料的措施

根据以上计算结果，为避免或减少提升机返料，需要T＞t，即：

因此，在提升机运行速度v、提升机能力、提升机高度以及提升物料不变的情况下，为尽可能地减少返料量，需要增大T值或减小t值。

3.1 增大T值的方式

（1）适当增加L3距离，即延长头部链轮中心到卸料口法兰的距离L，以增加物料卸料时间，使得物料完全卸出。L3的增加必须适当，太长会影响卸料溜子的工艺布置。另外，物料离开料斗（B点）后做抛物线运动，如L3太长，物料离开料斗后沿水平方向运行的距离会增加，部分物料不是洒落在接料板上，而是撞击在卸料口上方壳体上，导致卸料壳体磨透从而漏料（见图4）。

（2）对提升机进行改造，在原出料口下端增加一个辅助出料口，使没有来得及卸出的物料从辅助出料口卸出。

3.2 减小t值的方式

在保证斗容不变的情况下，根据物料颗粒大小、摩擦系数不同等属性，选择不同的料斗结构形式。对于流动性好的粉状物料，可采用深斗结构形式的料斗；对于块状物料或附着性大的物料，采用浅斗或圆弧底料斗，通过计算改变L1、L2以及改变α和β角度大小，尽量减少A区物料量，减少物料在料斗中的滑行时间，使卸料时间缩短到最小。