【关于半门侧式刮板取料机设计的探讨】 半门式刮板取料机

摘 要：近年来随着我国经济的蓬勃发展，半门侧式刮板取料机广泛应用于钢铁、水泥、港口、煤炭等行业的原料料场。可处理铁矿石、石灰石、原煤等散状物料。本文就半门侧式刮板取料机设计过程中重点考虑的一些问题进行了探讨和分析。关键词：半门架；刮板；取料机中图分类号：U653.928.+5 文献标识码：A1半门侧式刮板取料机的基本结构半门侧式刮板取料机的结构主要由1摆动端梁、2半门架、3卷扬提升机构、4刮板取料系统、5导料槽、6固定端梁等组成（如图1）。图1刮板取料系统一端与固定端梁铰接，另一端通过卷扬提升机构吊挂在半门架下，并可绕与固定端梁的公共铰点进行变幅运动，刮板取料系统由刮板、链条、链轮、取料臂、驱动装置等组成，驱动装置驱动链轮带动刮板刮取物料；半门架一端与固定端梁固接、一端与摆动端梁铰接。固定端梁与摆动端梁设有驱动装置，带动整机行走取料。整体设备的控制方式采用中央控制室集中控制、手动控制和机旁控制三种方式。手动控制和机旁控制是在调试和维修时使用的控制方式。正常工作时靠集中控制方式来实现的。正常作业时，根据中控室的指令信号，整机被自动调入所需取物料的料仓旁，然后沿该料仓定量定时刮取所需的物料，通过出料胶带机送到流程的下一环节，即完成全部取料过程。2主要部件的结构设计由于半门侧式刮板取料机在正常作业时，行走运动和刮取物料运动是在相互垂直的两个平面内进行的，因而使整机的受力状态变得较复杂，而且始终在变化中，使很多部位承受多个不同方向的载荷。所以正确的进行受力分析，选择合适的结构形式，使整个设备在均恒的受力状态下工作，是保证取料机安全可靠的正常工作和提高寿命的关键所在。2.1刮板取料系统刮板取料系统由刮板、链条、链轮、取料臂、驱动装置等组成，取料臂的受力状态如图2所示，它同时受多个不同方向的力共同作用，其中包括：驱动力 P=M/r外负荷阻力摩擦阻力 （不计链传动摩擦阻力）式中M——刮板链驱动装置输出扭矩，r——链轮节圆半径，——料堆作用在刮板臂上的摩擦力，——取料机行走方向上料堆对刮板臂的阻力，——取料臂由卷扬机构吊挂的起吊力，G——取料臂自重，g——取料臂下部刮板内含物料的重量，δ——阻力系数。图2（1）取料臂架受重力和摩擦力的作用承受垂直和水平方向的弯矩。同时由于取料机横向取料，而且臂架上部的刮板不受力，所以取料臂还承受一定的扭矩，该扭矩沿臂架长度方向是一个变化的值。为提高臂架的抗弯和抗扭强度，臂架采用两工字形梁中间加型材桁架连接式的结构。（2）刮板链的张力由驱动力P、摩擦力和侧向力的合力来确定。在取料机作业工况，链板和销轴、销套分别承受剪切应力和弯曲应力。为提高刮板链的强度和寿命，采用双链板套筒滚子结构的链条。（3）刮板是直接承受外负荷的构件，除根据图示考虑其受力外，还需考虑其耐磨损性能和物料运动方向等条件的影响。因此刮板在刮取物料的一面加耐磨衬板，同时将刮板的两边制成弯折的形状，其折角取刮板运动方向和行走方向的合成方向的角度。由于半门侧式取料机要处理多种类型的物料，其粒度不同，湿度、粘度及堆比重等条件也不同。所以为保证取料机的刮取效果，减少刮料阻力，增加吃料能力，将刮板设计成带齿的结构形式。2.2、固定端梁及摆动端梁由于半门侧式取料机刮板的取料方向与设备的行走方向相垂直，使得行走机构承受很大的侧向力。而由于纵向进给所受到的物料阻力的变化作用，对整个半门架产生一扭转力矩，并随取料机的走向而改变方向。所以把取料机的行走端梁分别设计成固定端梁和摆动端梁。在靠近取料臂一侧的端梁为固定端梁，使其承受侧向力和扭矩。所以在固定端梁及摆动端梁的行走轮的两旁分别设置一可调的挡轮。挡轮与轨道间保持有一定的间隙。通过挡轮将整机所受的外力作用到轨道上。摆动端梁设计成一个可活动的轴瓦联接结构，使行走端梁和车架间有一定量的相对转动，他可以缓解由于外力作用使半门架产生的变形。这样可以保证整个设备运行的平稳性和可靠性。2.3.卷扬驱动装置半门侧式取料机的卷扬装置是用来完成取料臂的变幅功能的。它通过一个支架结构，使用钢丝绳系统使取料臂上仰或下放，完成取料臂的变幅。该卷扬装置有两种工作状态，即取料臂的变幅有两种方式，一种是快速升降，一种是慢速蠕动升降。主要是为了实现调车前的快速提升和取料状态的慢速下降性能。因此对于取料机的卷扬装置需要设置两套传动装置，来满足不同工作状态的升降速度要求。当取料机需要调车换仓时，首先要将取料臂升至最大上仰角度的位置，以便能使取料臂正常越过料仓的隔墙。所以要求设备在预定的时间内迅速完成的提升取料臂的工作，这时使用快速电机和减速机，可以减少调车时间，提高工作效率。当取料机进行取料时，需用快速传动将取料臂放置在待取物料的料堆上面，在取料机的取料过程中，需要采用蠕动传送，使取料臂慢速下降，按予定的吃料深度，每取完一层料后，取料机从料仓一端行至另一端，取料臂下降一个相应的角度，这时使用慢速电机和减速机来完成取料工况的变幅工作。为满足取料臂即能提升又能下降的工况，要求卷扬装置的电机和减速机均能正反转。在取料机卷扬装置卷筒的一端控制箱内设有限位开关和编码器。限位开关可以直接设定取料臂的各个极限工作角度（如上仰最大工作角度、上仰极限角度、下俯最大工作角度、下俯极限角度）。采用编码器可以通过电脑控制，记忆任何一料仓待取料面的位置角度。这样就使取料机可以根据指令将取料臂放置在任何工作位置且具有相当高的准确度。3控制部分半门侧式取料机正常工作时，是由中央控制室进行集中自动控制，实现无人操作。整机调仓、取料、变幅、行走等各个动作均按予先设计的程序指令自动执行。所以在设备上设置了大量的控制指令和向中控室反馈信号，实现系统闭环控制。结语相比其他类型取料机，半门侧式刮板取料机更能够满足不同料场工艺的布置要求，更适应大宽度料场，结构更紧凑，运行更平稳，成本更低，市场应用前景更广阔。参考文献[1]骆琪胜.斗轮堆取料机设计制造使用常见问题?[J].重型机械科技，2006.[2] 于会春 大跨距双斗轮桥式混匀取料机的研究与设计[D].吉林大学 .2008.

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