卸船机振动给料器出料能力的关键因素研究

李昭

摘  要：目前，卸船作业工作过程是运输船将矿石等散货运至码头，抓斗从船舱抓取物料拖运至料斗上面开斗放料，物料由料斗口的振动给料器斗体排到地面皮带机，再输送到堆场或转运装船。振动给料器是利用偏心振动原理将卸船机料斗内的物料送至地面皮带机的关键部件。有效发挥振动给料器性能，提高卸船机振动给料器出料问题至关重要。因此，有必要对卸船机振动给料器出料能力的关键因素进行研究。

关键词：卸船机;振动给料器;出料能力;模态分析

1 研究背景

卸船机振动给料器是卸船机放料的关键部件，可以有效保障物料输送的均匀性，降低物料对料斗、耐磨板以及皮带机带面的冲击，有效提高上述相关设备的使用寿命。由于物料含水量、粘性、颗粒大小等特性不同，导致卸船机出料不畅，特别是铝土矿等疑难矿种，流量无法达到预期，不能有效发挥卸船机产能优势，影响码头正常计划编排。并且出料不稳定导致堵料问题时有发生，清理费时费力。因此，有效发挥振动给料器性能，解决卸船机振动给料器出料问题至关重要。

2 研究内容

2.1 频率特性对振动给料器性能影响

卸船机振动给料器主要由振动电机与斗体组。振幅可以由电机内置偏心块角度调节，转速可以通过变频器改变电机输入频率调节。在不同流量下，物料与斗体的组合体频率特性不同，当电机振动频率与组合体的某阶固有频率重合时，将会发生共振，振幅进一步提高。因此，分析不同流量情况下组合体的频率特性是解决振动给料器振幅偏小，限制出料流量的关键。研究目标是电机频率与组合体频率特性相匹配。

共振原理：系統受外界激励，作强迫振动时，若外界激励的频率接近于系统频率时，强迫振动的振幅可能达到非常大的值，这种现象叫共振。

模态分析法

模态分析用来判断弹性结构的振动参数特性，如自振频率、振型等，可以帮助设计人员避开共振或者利用共振。通过研究分析可以准确得到不同流量下的各阶固有频率以及对应振型等相关数据，从而实现将模态分析数据与电机转速进行匹配。

2.2 电机位置对振动给料器性能影响

振动给料器电机布置位置也是影响振动给料器振动特性的关键。电机位置与组合体振型相匹配。运用模态分析，得到组合体各阶固有频率对应的振型，电机沿振型方向布置。

2.3 斗体倾角对振动给料器性能影响

运用仿真软件进行分析，不断调整振动给料器斗体倾角，得到最佳放料倾角。

2.4 卸船机振动给料器频率特性分析

3 研究结果

通过上述分析研究可知影响振动给料器出料能力的关键因素。电机与料斗组合体匹配，电机振动频率与料斗组合体某阶固有频率接近，达到较为理想的振幅。电机转速与流量匹配，针对不同流量要求，电机转速、振幅能够与料斗组合体向匹配。振动给料器倾角优化，通过分析得到振动给料器最佳倾角，提高放料流畅性。下一步研究，将根据关键因素最优解对现场设备进行逐一优化改进，从而达到提高整个振动给料器性能的目标，保障生产作业效率。

4 预期效益

效益一是提高生产效率。振动给料器可以根据物料特性，流量要求调整转速、倾角，提高流程效率，缩短作业时间。效益二提高设备使用寿命。通过优化，振动给料器放料更加平稳，有效降低对流程耐磨板、托辊等部件的冲击磨损，有效延长设备使用寿命。效益三是提升管理技能。通过参与项目，培养团队成员处理问题、解决问题的能力，培养创新攻关意识，提升设备科学化管理水平。

参考文献

[1]黄景一，付荣柏.起重机械实用手册 安徽音像出版社

[2]贾启芬，刘习军.机械与结构振动 天津大学出版社