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?重型板式給料機給料能力及動力的設計計算

[發布日期:2018-09-06 17:57:59 瀏覽量:1020 ]
 

重型板式給料機給料能力及動力的設計計算
板式給料機 
    重型板式給料機(又稱重型裙板喂料機)是礦山、冶金、建材、化工、港口及煤炭等工礦企業中廣泛使用的一種連續運輸機械,常用于初破系統的給料及倉壓工況下的轉載作業,也可用于短距離輸送粒度與密度較大的物料。板式給料機是礦石原料處理和連續生產過程中重要和必不可少的設備之 一。其主要結構組成見圖1。 


1.頭輪裝置2.尾部拉緊裝置3.輸送槽4.電機5.減速器6.上托輪組7.下托輪組8.機架 9.傳動軸10.牽引鏈11.導料槽 
圖1重型板式給料機 
    該給料機的工作原理是:由電動機通過聯軸器與軸裝式減速器的高速軸直聯,減速器的輸出軸為空心的,頭輪裝置的驅動軸直接串在空心軸內,由收縮盤將驅動軸脹緊傳遞扭矩,使頭輪裝置轉動。通過裝在驅動軸上的2只鏈輪帶動輸送槽作直線運動,將物料輸送到目的地。其主要特點是:能承載深倉倉壓,可變頻調速并可滿載啟動,在0~20°傾角范圍內安裝使用。
 
1、原始參數 
    我公司接受貴州某磷礦選廠一臺重型板式給料機的設計與制造任務,其基本要求如下:輸送物料為磷礦石,密度ρ=1.48t/m,最大粒度不大于550mm,輸送距離L=28m,給料能力Q≤300m/h,設備布置傾角β=20°(向上),傳動裝置右式,給料機型號:ZB1500×28m,原料倉給礦口尺寸寬B1=1.4m、長L1=2m,原料倉高H=8m。 

2、設計計算 
    常規重型板式給料機長度在20m之內,安裝傾角不大于20°。針對本機只是輸送距離較長,因此,僅對相關的參數進行必要的設計、核算。

2.1 
給料機基本參數設定和計算 
    輸送槽的有效寬度B1=1.4m,導料槽擋板高度H1=1m,槽內物料裝滿系數=0.8,根據給料能力 
Q=3600B1H1v 
求得輸送槽的運行速度 
v=0.0744m/s 

2.2 
驅動功率計算 
    當傳遞到驅動鏈輪上的功率大于設備運行阻力所產生的負荷時,設備就正常運行工作。因此,先分析驅動鏈輪上的受力情況,求得所受的總阻 
力。驅動鏈輪的受力見圖2。 

圖2驅動鏈輪受力分析簡圖 
圖中F1為曲線段繞入點的張力,F2為曲線段繞出點的張力,F3為曲線段的運轉阻力。

1)曲線段繞入點的張力F1的計算 
由于給料機傾斜安裝布置,因此,此張力主要由料倉的料柱壓力、物料及輸送槽自重所產生的坡度阻力(見圖3)、輸送槽受重時與托輪間的滾動摩擦力及槽內物料與導料槽之間的摩擦力組成。 

圖3坡度阻力分析簡圖 

料柱壓力 
G1=13.73ρB1L1g=557.6kN 
導料槽內物料重力 
G2=ρB1H1(L-L1)g=422.4kN 
托輪上部輸送槽的重力 
G3=28qg/1000=23.4kN 
式中:q為輸送槽每米長的質量,ZB1500型號的重型板式給料機模塊化設計參數,q=850kg/m。坡度阻力 
Fb=(G1+G2+G3)sinβ=343.2kN 
由于輸送槽由托輪支承,托輪采用滾動軸承結構設計,根據相關的參考資料,輸送槽與托輪間的滾動摩擦因數取f=0.02,滾動摩擦力 
Fm=f(G1+G2+G3)cosβ=18.85kN 
槽內物料與導料槽間的摩擦力 
FL=μLH2ρg=243kN 
張力 
F1=Fb+Fm+FL=605.05kN 
2)曲線段繞出點的張力F2的計算 
曲線段繞出點的張力F2主要為頭尾鏈輪下部的輸送槽自重產生的向下拉力,即 
F2=28qg/1000=23.4kN 
3)曲線段的運轉阻力F3的計算 
F3主要由鏈條僵直、轉彎及鏈條與托輪摩擦等因素產生,根據相關的參考資料 
F3=0.03~0.05(F1+F2) 
選取F3=0.04(F1+F2)=31.5kN 
計算得F=F1+F3-F2=613.15kN 
負載功率 
P負=Fv=45.62kW 
傳動功率 
P=KP負/η==72.02kW 
式中:K為功率備用系數,一般為1.3~1.5, 
取K=1.5,η為傳動效率,一般為0.9~0.95,取 
η=0.95。 
選配電機功率P=75kW。
 
2.3 
牽引鏈條的校核 
    根據ZB1500重型板式給料機模塊化設計參數選擇,牽引鏈條選擇工程推土機用履帶式鏈條,規格為8216MJ(山推產品),其節距P=216mm,雙鏈條傳遞最大功率為161kW,安全系數為8,本機的負載功率遠小于其承受能力,因此,選用該規格的鏈條能滿足實際使用。驅動鏈輪與鏈條相配,具體模塊設計鏈輪齒數Z=10。 
2.4 
減速器、電機的配置 
2.4.1減速器選型 
    驅動鏈輪每轉一圈,輸送槽的運行距離為S=ZP=2.16m,求得鏈輪轉速 
n=60v/s=2.056r/min 
    選用軸裝式減速器,根據轉速及輸入功率,對照減速器廠家的相關參數選定減速器的型號為TFK1080-450(泰星減速器),輸入轉速n1=1000r/min,輸出轉速為n2=2.2r/min。 

2.4.2 
電機的選型 
    重型板式給料機給料一般要求調速,因此電機選用變頻電機,型號為YVP2-315S-6,功率P=75kW,全頻轉速為960r/min。 

2.5 
輸送能力的核算 
    選配后減速器的實際輸出轉速n實=2.11r/min,輸送槽的運行速度v實=n實s/60=0.076m/s,輸送能力Q實=3600B1H1v=306m/h>300m/h。 

3、存在問題 
    重型板式給料機的具體工況各不相同,由于經驗數據及計算公式的不確定性,使得理論計算量與實際使用量有時會存在較大的誤差,并且有些因素無法計算,如輸送物料的含水率、粘性、托輥內部軸承的潤滑,包括設備的使用環境等,都會改變重型板式給料機的工況。具體設計時,以理論計算為基準,參考經驗并與相近使用工況要求進行對比,做適當的調整。 

4、結語 
    重型板式給料機經過多年的發展,目前在礦山行業使用的機型、結構形式基本定型,相關的組件大多進行了模塊化設計,并廣泛使用。板式給料機除動力部分進行必要的計算配置,其余按模塊化設計的結構制造。由于設備笨重、超長,在本公司內按部件制造,試裝、運轉合格后,分散件運到用戶現場安裝調試。該設備安裝調試后,完全滿足用戶現場的要求,到目前為止,已連續正常運行近2年,用戶沒有反映任何問題。

 

文章作者:www.mxuxy.tw



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