桥式双斗轮混匀取料机斗轮驱动功率计算研究

李伟，宗晓红

（湖南长重机器股份有限公司技术研发中心,湖南 长沙 410000）

桥式双斗轮混匀取料机是与混匀堆料机配套使用的二次料场原料处理设备。可用于钢铁、建材、有色冶金、化工等部门的均化原料场。该机在料堆端部进行作业，通过斗轮机构的运动将已堆好的物料均匀取下，双斗轮机构是该设备的核心，故其驱动部分的计算显得尤为重要，本文将详细分析斗轮驱动部分功率的计算原理及参数的确定依据。

1 桥式双斗轮混匀取料机工作原理分析

对双斗轮驱动功率进行计算，首先得了解斗轮机构的结构、工作原理以及桥式双斗轮混匀取料机的工况。

1.1 斗轮机构结构及工作原理分析

桥式双斗轮混匀取料机由众多的部件组成，其中斗轮机构为其核心的执行部件，斗轮机构由斗子、轮体、圆弧挡料板、中心落料斗、驱动装置、拉紧链轮装置等组成，如图1。

斗轮采用链传动，每一个斗轮设有一组驱动链轮，二组张紧链轮，成三角形布置，驱动链轮设置在上方；每个斗轮上有10个可以沿斗轮外缘翻转的双向带齿的料斗，料斗为无格式结构，与圆弧挡料板配合形成取料斗容。料斗形状设计成宽而浅，能较好减少粘料，返料情况。斗子可调整拉杆转换方向。

图1 斗轮机构结构图

该机重心较低，斗轮在料堆底部进行取料作业。斗轮由小车上的支承辊支承。工作时有自身的旋转运动和在桥架上的左右移动。斗轮的一侧装有由若干块链轮板组成的大链轮，大链轮通过链条和由电动机、液力偶合器、减速箱驱动的小链轮啮合传动，带动斗轮旋转；斗轮在桥架上的移动则由小车驱动机构完成。

1.2 桥式双斗轮混匀取料机工况分析

工作时，料场系统启动，随后启动桥架带式输送机，延时开动斗轮、小车驱动机构，小车驱动通过钢丝绳卷扬，带动小车在桥架上左右移动。

随着斗轮旋转运动和小车左右移动，料耙源源不断地将料堆上各层物料均匀耙下，由斗轮挖取送至桥架带式输送机，再由桥架带式输送机端部料斗送至料场带式输送机，当小车运行至桥架端部限位时，小车驱动停止工作，走行机构启动，进给一个预先给定的距离后停止，小车驱动启动，下一个循环开始。

由上面的分析可以看出，斗轮机构在整个作业的过程中，需要克服斗子切屑阻力、物料提升阻力、圆弧挡料板的摩擦阻力等3个主要负载。其受力是动态变化的，并且是连续的，如图2所示。

图2 斗轮堆取料机工况示意图

2 斗轮机构驱动功率的计算

斗轮的驱动功率可拆解为斗轮的切削功率、斗轮对物料的提升功率、斗轮旋转与圆弧挡料板的摩擦功率3部分，需要依次计算相加即为总驱动功率。

2.1 电机总功率计算

式中：Nc切削功率，kW；Nh物料提升功率，kW；Nu圆弧挡料板摩擦功率，kW；η为总传动效率，取η。

2.2 斗轮机构主要参数计算

2.2.1 理论生产率的确定

斗轮在桥架上往返走行至端头的制动—换向—起动时间为t1，大车走行机构起动—进给—制动时间为t2，以上两个时间为一个工作流程中的辅助时间，也就是说这个时间斗轮是没有进行取料工作的，那么理论生产率Q1的计算

式中：Q为额定生产率，t/h；c为每小时的工作循环次数，根据经验t1取5s、t2取4s。

2.2.2 单斗容积q计算

式中：n 为斗轮转速；k为斗容积数，根据经验取1.1（如图2所示，当一个斗轮在料堆中部饱和取料时，另一个斗轮处于料堆边缘，基本取不到物料，所以综合考虑，k取1.1）；Z为一个斗轮的斗子数量；γ为物料堆积密度，t/m³；q单斗容积，m³。

2.2 斗轮切削功率计算

2.3 物料提升功率计算

由公式Nh=Q1h/367

式中：Q1为理论生产率，t/h；h为物料提升高度，m。

2.4 圆弧挡料板摩擦功率计算

式中：q为单斗容积，m³；γ为物料堆积密度，t/m³；μ为摩擦系数；V为切削速度，m/s。

3 结语

本文详细分析了双斗轮混匀取料机斗轮机构的结构形式及工作原理，并对斗轮机构驱动部分需要克服的阻力进行了详细分析，在此基础上进行了驱动功率计算的分析。可为双斗轮取料机斗轮机构功率计算提供指导，并为其它同类产品提供参考。