桥式抬头刮板取料机刮板输送系统的设计与计算

桥式抬头刮板取料机刮板输送系统的设计与计算作者：佚名文章来源：论文网点击数：更新时间：2010-8-2510:17:25摘要：桥式刮板取料机按料场布置形式大至分为水平布置、倾斜布置和抬头式布置，本文介绍了桥式抬头刮板取料机刮板输送系统的设计与计算。关键词：桥式抬头刮板取料机刮板输送系统功率与强度计算。一、前言目前桥式刮板取料机广泛应用于钢铁、建材、能源行业中,主要用于对均化性能有较高要求的生产原料,如钢铁厂的铁粉，水泥厂的石灰石、原煤、粘土和热电厂的原煤等物料进行预均化处理。作为主要取料作业的刮板输送系统运行是否良好稳定直接影响整机工作性能。二、桥式抬头刮板取料机刮板输送系统的基本结构及工作原理桥式抬头刮板取料机刮板输送系统由驱动装置、刮板装置、驱动链轮组、导向轮组、张紧链轮组、导槽系统、导料槽等组成。见图(一)图（一）刮板输送系统桥式抬头刮板取料机取料方式为全断面取料，取料面物料由松料耙耙松后滚落至料堆底部，由驱动装置带动驱动链轮驱动刮板链将滚落下的物料刮取到出料胶带机上。驱动装置由Y系列电动机、液力偶合器、直交轴圆锥圆柱齿轮硬齿面中空轴减速机及驱动架等组成。安装时用锁紧盘与驱动链轮轴连接，另一约束点用支架与相关构件相联，安装形式为卧式和立式两种。该安装形式精度高，空间体积小，可靠性能好(见图二)。刮板装置由刮板、链条、导轮等组成。刮板是直接承受外载荷的部件，刮板设计既要考虑受力情况也要考虑磨损情况，为增强刮板耐磨性在刮板刮取物料侧设置耐磨衬板。并将刮板两边制成折弯形状，其角度与物料运动特性有关，根据经验一般在25°～35°之间。链条采用套筒滚子链，链条的选择必须满足设备使用要求。驱动链轮组主要由圆弧齿链轮、驱动轴、轴承座等组成。导向轮组主要由导轮、轴、轴承座等组成，导向轮组设置在取料系统提升段起始处。该处设置无牙齿光滑圆导轮可使链条在绕入和绕出导轮时减小链条加速度，使链条振动幅度减弱而平稳进入链导槽。张紧链轮组主要由圆弧齿链轮、轴、复合弹簧(或液压张紧装置)、滑动轴承座等组成。三、系统计算1、取料能力计算物料在刮板与刮板之间的充填量根据现场实测的经验数据和国外专家介绍的数据为45%～50%.根据经验取45%。取料能力为：Q=3600v*ρ*V*45%/t式中：v——刮板链速度m/st——刮板间距mρ——物料堆比重t/m3V——刮板之间有效容积m3V=长*宽*高(有效尺寸，有效尺寸取临界尺寸的90%)。2、刮板取料运行驱动功率的计算和确定2.1刮板链条负荷拉力（链轮圆周力）的计算链条拉力（链轮圆周力）F=Sg-Sa（N）式中：sg——刮板链条驱动链轮绕入端张力N计算各点张力见图（三）图中R-曲线段导轨半径，确定R值；①刮板在曲线段应满足结构布置要求，与相关件不得有干涉现象。②使曲线段导轨上和张力最小。a点张力Sa——初张力,一般为1000N～5000Nb点张力式中：q——(刮板+链条)线载荷N/mL1——倾斜段上导轨载荷长mα——倾角——链滚与轨道摩擦阻力系数式中：K——链滚与轨道滚动摩擦力臂0.05～0.07cmr——链条滚套半径cmμ——链条滚子套筒内表面与滚子轴的摩擦系数0.1～0.12R——链条滚轮半径cmK1——附加阻力系数，考虑链条运行偏斜及安装误差产生的附加阻力系数，一般推荐取1.2～1.8点张力式中：w-运动阻力系数。w=0.08～0.13α-曲线段导轨包角c点张力式中：L2——水平段上导轨载荷长md点张力Sd=ScC式中：C——链条曲线段张力增大系数1.06～1.07(该处轴承阻力及链条僵性阻力很小，忽略不计)e点张力式中：L3——水平段下导轨载荷长mF1——物料沿刮板运行方向产生的摩擦作用到刮板链上的力NF1=q1L3f1N式中：——物料线载荷N/m式中：——每小时计算生产能力t/h——每小时额定生产能力t/hV——刮板链速度m/sf1——物料摩擦系数,石灰石取0.7,煤取0.5。式中:F2——物料对刮板的切割阻力N松料耙区域切割物料的刮板数量为n个,平均按刮板高度h的70%切割物料。松料耙区域外切割物料的刮板数量为n1个,平均按刮板高度h的30%切割物料。刮板对物料的切割力按5kg/cm计算。g点张力式中：L4——倾斜段下导轨载荷长mL5——倾斜段下轨道物料载荷长度m链轮圆周力F=Sg-Sa2.2刮板驱动功率计算刮板驱动轴功率计算：（kw）式中：F——刮板链拉力（链轮圆周力）N刮板驱动电机功率计算（kw）式中：K3——电机功率储备系数,应考虑物料特性、环境条件、工况等因素.k=1.1～1.4η——传动效率η=η1*η2*η3*η4*η5*η1——电机效率η2——液力偶合器效率,一般取0.97η3——减速机效率,一般取0.97η4——链条效率,一般取0.90η5——轴承传动效率,一般取0.973、刮板驱动装置减速机的选择计算减速机选择直交圆锥圆柱齿轮硬齿面中空轴带锁紧盘连接的减速机。3.1减速机传动比确定：式中：do——链轮节圆直径mmη1——电动机转速(设备输入转速)r/min3%——偶合器滑差V——刮板链速度m/s减速机输出轴转速：3.2确定减速机规格：式中：PN——减速机公称功率Kw，查减速机功率表Pe——工作机轴功率KwKA——设备工况系数，取KA=2～3KB——可靠系数1~2.25（特别情况下要考虑可靠系数）3.3验算减速机热功率当减速机不附加外冷却装置时当减速机附加外冷却装置时式中：PG1，PG2——减速机热功率fu——环境温度系数fA——功率利用系数4、刮板输送链条计算4.1链条节数的确定链条长度L=2L1+ZP式中：L1——刮板输送系统头尾链轮距离mmZ-链轮牙齿数p-链条节距mm链条节数m=L/p4.2链条拉力计算图(4)链条结构筒图链条最大拉力Smax+S静+S动N式中：S静=Sg——链条最大静张力NS动——链条最大动张力N链条动张力按以下经验公式计算S动=3mamaxNNm/s2式中：m——运动件质量Nq——（刮板+链条）线载荷N/mq1——物料线载荷N/mL1——刮板输送系统头尾链轮距离mmg——重力加速度m/s2αmax——链条最大加速度m/s2VL——链条平均速度m/sR——链轮节圆半径mp——链条节距mm由于刮板取料为双链条驱动，刮板运行时只在料堆侧进料，因此两根链条所承受的拉力不等，进料侧链条拉力大于另一侧链条拉力。根据经验、单根链条的拉力可按链条最大拉力的75%计算。则；链条计算拉力为S计+0.75SmaxN链条破断拉力按7倍的安全系数计算F破+7S计N4.3链条强度校核用S计对链条销轴进行剪切强度校核销轴材料40Cr，热处理；调质、表面淬火。用S计对链条链板进行拉伸强度校核,材料42CrMo，热处理；调质5、链轮主要几何尺寸的计算分度圆直径：式中：t—链节距mmZ—链轮齿数四、结束语本文只介绍了刮板输送系统的主要结构和主要部件的选型及驱动功率计算，并在链条选型时考虑了动张力的影响。特别在是料场宽度不变增大产量的情况下，链速及链节距越大，链轮齿数越少，则产生动载荷越大，有时可能超过静载荷，设计者决不能忽视。参考文献：[1]机械工程手册第二版机械工业出版社本论文转载于易起论文网：