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矿用重型板式给料机的优化设计
毛瑞李洪
太原重工股份有限公司技术中心太原030024
摘要:简述了重型板式给料机的工作原理、结构组成及特点,通过相关理论计算,对重型板式给料机的
参数、结构等进行了低功耗、长寿命优化。
关键词;重型板式给料机;参数;结构;优化
中图分类号:TH237
文献标识码:A文章编号:1001-0785(2011)07-0012-03
Abstract This paper describes the working principle, structures and characteristics of the heavy-duty plate feeder
and performs the optimiza ion of e parame ers and the structure via relevant theoretical caculation for the low power con
sumption and long life of the heavy-duty plate feeder
Keywords: heavy-duty plate feeder; parameter; structure; optimization
重型板式给料机是一种短距离转载输送设备,
常用于矿山初破系统的给料及仓压工况下的转载3驱动功率计算
作业,主要由驱动装置、主轴装置、链带装置、3.1运行总阻力F
支承装置、拉紧装置、机架、栏板料斗等部分
运行总阻力包括机被运动件自重产生的摩擦
组成。
阻力,运行物料正压力产生的摩擦阻力,运行物
1原始参数
料与固定栏板的摩擦阻力,提升坡度阻力,仓压
阻力及由链带僵直、弯曲等产生的附加阻力。
原始参数由用户和工艺流程设计给定,包括
1)运动件摩擦阻力F
槽板宽度B、头尾轮中心距L、给料能力Q、物料
①支承装置中上、下分支支承轮摩擦阻力F1
密度y、安装倾角B、输出料层在1h内的平均厚
度H、物料粒度α、仓压G1
式中:q。为上分支支承轮线集度,q、为下分
2主要参数确定
支支承轮线集度,f为回转辊轮摩擦系数。
②链带自重产生的摩擦阻力F2
槽板有效宽度:B1=B-0.1
2FL
装载有效长度:L4=L-1
式中:q1为链带装置线集度。
链带运行速度:V=1.15Q/(360081Hy)
③②链带上承载物料重量产生的摩擦阻力F3
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起重运输机被》2011(7)
式中:L4为物料装载长度;9。为装载物料线液压系统等外配套件的选型,对整机的设计强度
载荷,q、=HBy。
及刚度也有直接的影响。
④料仓压力所产生的摩擦阻力F4
从运行总阻力与料层厚度的简化关系式可以
F4=C1
看出,降低链条拉力的最直接、最有效的方法,
综合上式
就是减小重型板式给料机的给料厚度。然而,从
选择合适的板速角度来考虑,板速是料层厚度的
2)物料与栏板的摩擦阻力F1
减函数,料层降低后必须增加板速才能保证运输
物料对栏板某一高度的压强近似于静止液体量,板速太高会增加链条的磨损,从而降低使用
的压强p,其表达式为p=By,那么沿物料运行方寿命。
向物料与栏板的摩擦阻力为
同时,从功耗与料层厚度的简化关系式不难
FL=1 O0OUL H
看出,就降低能源消耗而言,料层厚度不是越小
式中:从为物料与栏板的摩擦系数。
越好,也不是越大越好,而是存在一个最优值。
3)坡度阻力F
下面以给料能力Q=10000th的重型板式给料机
Fp=Gsinb=L: q, sinb
为例说明料层厚度的合理选择,从而实现功率
式中:G为物料在链带槽板上的装载总质量。链条拉力和板速的优化,原始参数见表1。
4)附加阻力F
表1原始参数
附加阻力是由链轨僵直、拐弯以及链轨与支
槽板有效
辊之间的滚动摩擦阻力等综合形成,根据国外经槽板宽度B/m
宽度B/m
验一般取整杋机械摩擦阻力的0.05-~0.1倍,郎
乃;=(0.05~0.1)Fm
装载有效
2轮中心距m
所以运行总阻力为
长度L,/m
F=ΣF,=Fn+FL+FP+F
给料能力
链带运行速度
900
0.41
=1.1LL(q。+q、)+21q1c0sB+
fl, g.cos+G +1 000ul H y
物料密度
L; HB ysinb
1615「驱动轮齿数Z12
3.2驱动功率计算
板式给料机的功耗可表示为
安装倾角B/()
20
链轨节距T/m0.32
Pw=kFW102m=kメ1.I[(q。+q,)+2f1c0sB+
fl, 9.cosb+FG1+100oul: Hy+L HB yin) x
料层厚度H/m
功率储备系数
1.15/(3600B,y)/102m
由驱动功率的展开式可以看出,确定板式给
料机结构参数时,搬运物料的功率消耗是料层厚
仓压G1/N1290978』机械效率n0.85
度的函数,功耗与料层厚度的关系可简化为
上分支支承轮线
裝载物料线载荷
75970
Pw=F(H)=ah +y+C
集度q/(N?m-)
q。/(N?m-')
式中:a、b、C为与板式给料机结构参数相关
下分支支承轮线
链带装置线集度
600
19600
的常数。
集度q/(N?m1
g1/(N?m-')
4优化设计
物料与栏板的
0.7
摩擦系数μ
对于重型板式给料机而言,链条的拉力对整
机的设计成本及零部件的设计、选型、配套都至
链条拉力、驱动功率、板速与料层厚度的函
关重要,它直接关系到链条、电机、减速器以及数关系见图1~3。可以看出,当H=1.7m时最小
《起重运输机械》2011(7)
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