淺談刮板取料機料耙系統(tǒng)驅(qū)動功率

【摘 要】本文是通過多年從事設計工作、現(xiàn)場安裝調(diào)試的工作經(jīng)驗，對料耙系統(tǒng)的工作阻力及驅(qū)動功率的計算談一點粗淺的個人認識。

【關(guān)鍵詞】刮板取料機；料耙；驅(qū)動功率

1 前言

目前刮板取料機廣泛應用于鋼鐵、建材、能源行業(yè)中，主要用于對某些均化性能有較高要求的生產(chǎn)原料如鋼鐵廠的鐵粉，水泥廠的石灰石、原煤、粘土和熱電廠的原煤等物料進行預均化處理。料耙系統(tǒng)是刮板取料機的重要組成部分，其工作是否安全可靠，直接影響取料機取料工作。由于料耙在耙取物料工作中所受阻力復雜，目前還沒有相應的驅(qū)動功率計算方法。根據(jù)國內(nèi)外專家介紹料耙驅(qū)動功率一般均根據(jù)經(jīng)驗和同類型設備對比進行估算選擇。

2 刮板取料機料耙系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

刮板取料機料耙系統(tǒng)由料耙運行臺車，驅(qū)動裝置，驅(qū)動鏈輪組，塔架，側(cè)支架（含活動支架），水平擋輪組，料耙等組成。

驅(qū)動裝置、驅(qū)動鏈輪組、塔架安裝在運行臺車上，塔架上部安裝有滑輪組，滑輪組中的滑輪通過鋼絲繩分別與兩側(cè)料耙相連，塔架中部兩側(cè)各安裝一臺手搖卷揚（或電動葫蘆）用來調(diào)整料耙側(cè)角。運行臺車兩側(cè)設有側(cè)支架，側(cè)支架下部設有安裝料耙的鉸點，料耙下部靠這兩鉸點固定，上部通過滑輪由鋼絲繩固定在塔架上。料耙角度的調(diào)整由卷揚纏繞或放出鋼絲繩來實現(xiàn)。

料耙運行臺車為板梁焊接結(jié)構(gòu)，其下部安裝4套車輪組，當運行臺車被驅(qū)動時，沿設置在橋梁上的兩條軌道上往復行走。

驅(qū)動裝置由YZR頻繁啟動電機，液力偶合器，直交軸圓錐圓柱硬齒面減速機，機架等組成。

由于料耙耙落的物料量和物料的容重在一定范圍內(nèi)是變化的。當所堆的物料所含粉料比例大時，需將料耙仰角提升大于物料堆積角（角度根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整）。取料機耙料和取料過程中，當料堆下部被耙物料斷面角度大于物料自然堆積角，料堆上部物料將大面積下落，對料耙底部有沖擊，所以說料耙耙料載荷是變量。為適應其變化，驅(qū)動裝置電機選用YZR型電動機，以保證在有外載荷沖擊情況下電機不受損壞。YZR型電機適用頻繁啟動及逆轉(zhuǎn)頻繁的電氣及機械制動場合。其具有較高的過載能力和機械強度，能承受顯著的機械沖擊。

減速機選擇直交軸圓錐圓柱齒輪硬齒面中空軸帶鎖緊盤減速機，根據(jù)運行臺車采用臥式安裝。這種減速機具有體積小、功率容量大、可靠性好等優(yōu)點。

水平擋輪組設置在側(cè)支架上下兩側(cè)，其隨運行臺車沿橋梁兩側(cè)軌道行走，水平擋輪組用于承受物料斷面通過料耙對臺車產(chǎn)生的側(cè)向力和料耙系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的側(cè)向力。

料耙的整體幾何形狀是與取料面成相似三角形骨架，由板材焊接成箱形結(jié)構(gòu)梁或由型材焊接而成。料耙上設置有很多耙齒，用于耙取物料。

3 料耙系統(tǒng)計算

3.1 料耙小時內(nèi)有效耙取物料量計算。

為了滿足取料機的額定取料量（噸/小時），料耙在小時內(nèi)必須耙落大于等于額定產(chǎn)量的物料，否則取料機進給時由于物料阻擋將產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，影響取料量。

3.1.1 取料機每分鐘進給取料量

式中：

——取料斷面有效面積

——取料機每分鐘進給深度

3.1.2 料耙一個行程有效耙取物料量

式中：

——料堆斜面面有效面積

——耙齒插入物料深度

——物料容重

要求

式中：

——料耙一個行程所用時間

所以

則料耙小時內(nèi)耙料次數(shù)

3.1.3 料耙小時有效耙料量

驗算結(jié)果應為

——取料機額定取料量 t/h

3.1.4 料耙運行速度

（m/min）

式中：

——料耙行程（m）

——料耙一個行程周期電機負載工作時間（s）

——料耙一個行程周期電機所用總時間（s）

——料耙一個行程周期電機所用起、制動時間及斷電或停機時間（s）

式中：

D——料耙一個行程周期電機所用起動時間（s）

F——料耙一個行程周期電機所用制動時間（s）

R——料耙一個行程周期電機斷電或停機時間（s）

3.2 料耙驅(qū)動功率的計算和確定。

3.2.1 料耙阻力、鏈輪圓周力的計算

式中：

——料耙運行阻力 N，料耙運行阻力為其自重載荷所引起的阻力。

式中：

G——料耙自重載荷 Kg

K——車輪與鋼軌摩擦力臂取0.05cm

R——車輪半徑 cm

r——滾動軸承旋轉(zhuǎn)半徑 cm

f——滾動軸承摩擦系數(shù)，球面滾子軸承取0.004

——取料機橋梁傾角

——附加阻力系數(shù)，考慮車輪運行偏斜及車輪輪緣與鋼軌摩擦產(chǎn)生的附加阻力系數(shù)，滾動摩擦取1.5～1.8 。

——主料耙耙齒阻力 N

式中：

——耙齒插入物料深 cm

d——耙齒直徑或截面寬

K——物料阻力 一般按2~10 取

m——耙齒數(shù)量

——料耙下部耙齒阻力

下部耙齒由耙齒桿和耙齒組成，在料耙耙料工作中下部耙齒有40%~60%埋入物料中。

式中：

L——下部耙齒桿長 cm

B——下部耙齒桿截面寬 cm

——下部耙齒桿數(shù)量

3.2.2 料耙驅(qū)動電機功率

式中：

F——料耙運行阻力（鏈輪圓周力） N

V——料耙運行速度 m/min

——傳動效率

——電機效率

——減速機效率 一般0.98

——偶合器效率 一般0.97

——鏈輪效率 一般0.9

3.3 料耙驅(qū)動電機的選擇

由于取料機工況所致，料耙驅(qū)動電機的工作狀態(tài)是：起動、負荷工作、制動、斷電或停機，然后起動、逆轉(zhuǎn)負荷工作、制動、斷電或停機。電機工作周期及停歇時間短，其工作制為反復短時工作制。見圖一

負荷工作持續(xù)率

選用電機時，各種起動制動狀態(tài)均需按等效發(fā)熱折算成每小時等效起動次數(shù)，以該等效起動次數(shù)確定電機的定額。并且校核電機的過載能力（等效電流法，等效轉(zhuǎn)矩法）。如果料耙電機工作在樣本中 以外時，應于制造廠聯(lián)系，確定符合設備工作制的電機。

3.4 料耙驅(qū)動減速機的選擇

減速器選擇圓柱齒輪硬齒面中空軸鎖緊盤連接的減速器

傳動比 ：

式中：d0—鏈輪節(jié)圓直徑mm

n1—電機轉(zhuǎn)速r/min

3%—偶合器滑差

V — 料耙臺車速度 m/s

減速器出軸轉(zhuǎn)速：

減速器出軸扭矩N.m：

Mn=9750

式中：N—電機功率Kw

η—減速器效率一般取0.92

最大扭矩Mn max=2.2 Mn

計算功率：P2m=KA#8226;P2

式中：P2—載荷功率Kw

KA—安全系數(shù)1.3～1.5

要求P2m小于減速器傳遞功率。

第二步校核熱功率P2t能否通過

要求P2t小于減速器熱容量。

4 結(jié)束語：

由于料耙工作中所受阻力比較復雜，對電機功率的確定有一定影響。因此力求通過現(xiàn)場對料耙工作狀況作一定量的測試，以保證計算功率的正確性。