不同軸轉向溜槽的設計方法

摘 要：首次介紹了通過作圖與計算相結合的方法，實現不同軸轉向溜槽的準確設計，給出滿足溜槽最小傾角時所需高度的計算公式，以及校槽展開圖是否正確的方法。該方法也適用于同軸轉角溜槽的設計，對于減小設備布置空間、降低工程投資具有重要意義。

關鍵詞：轉向溜槽；旋轉溜槽；扭轉溜槽；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.021

在選煤廠等工程應用中由于場地局限，工藝布置的溜槽所連接的設備矩形接口之間有時存在轉向，如華晉焦煤有限責任公司沙曲選煤廠改造項目，為保證煤流角度和斷面，有十幾處采用將連接溜槽設計為轉向溜槽（也稱為旋轉溜槽、扭轉溜槽）[1-3] 的方式，減少原有廠房改造，節約改造成本幾百萬，同時縮短了工期。根據上、下平面投影中心O1、O2是否重合又分為圖1（a）同軸轉向溜槽和圖1（b）不同軸轉向溜槽。

已有文獻介紹的都是同軸轉向溜槽，有相應的計算公式可以快速做出圖形 [1-3]，，而不同軸轉向溜槽計算推導非常困難，目前沒有相應的計算公式，也沒有其他公開的設計方法，設計人員常常無從下手，工藝布置時如果空間允許會選擇同軸轉向溜槽將接口扭轉后再加傾斜段溜槽的替代方案。而不同軸轉向溜槽可以實現上下接口一步到位、拐彎少、輸送路徑更短，因而比替代方案具有用料更省、摩擦阻力更小、制造簡單、噪音更小、所需高差更低的優點，而且對于一些改造工程，并沒有足夠高差可以利用，必須應用不同軸轉向溜槽，因此如果能實現不同軸轉向溜槽的快速準確設計，相比同軸轉向溜槽將接口扭轉后再加傾斜段溜槽的替代方案更為理想，設計中急需一種能快速準確設計不同軸轉向溜槽的方法。本文介紹的一種作圖與計算相結合的方法，能實現不同軸轉向溜槽的快速、準確設計，下面詳細介紹該方法設計步驟。

1 設置坐標系，給出各點坐標

如圖2所示建立坐標系，在繪制溜槽時，首先根據運量、物料特性等確定溜槽斷面面積的大小，根據斷面面積給定矩形A1B1B1C1中A1B1、B1C1長度[4]，可直接得出A1、B1、C1、D1點的坐標，設A1B1長度為a，B1C1長度為b，則坐標A1（0，b，0）、B1（a，b，0）、C1（a，0，0）、D1（0，0，0），在CAD作圖中，可以在平面圖中很方便的量出A2、B2、C2、D2至x、y軸的距離，設A2、B2、C2、D2至y軸的距離為c1、d1、e1、f1，A2、B2、C2、D2至x軸的距離為c2、d2、e2、f2，平面A2B2C2D2與A1B1C1D1距離暫定為h，h即為溜槽的高度，則A2（c1，c2，h）、B2（d1，d2，h）、C2（e1，e2，h）、D2（f1，f2，h）。

2 由溜槽最小角度確定高度

溜槽斜板須滿足輸送物料所需最小角度βmin （即溜槽最小傾角）的要求，否則會有堵料危險，而高度h影響溜槽斜板角度，如果溜槽高度h大于最小角度對應的最小高度hmin，那么溜槽傾角一定大于βmin，滿足使用要求，因此設計時先根據所需最小角度確定溜槽最小高度hmin。由圖2可以看出，影響物料下落的斜板分別為A1A2B1、B1B2C1、C1C2D1、D1D1A1，各斜板在滿足最小傾角β的時候，β≤[β1，β2，β3，β4]，當各斜板傾角等于β時對應的高度分別為，因此hmin=max，再結合實際空間給出不小于hmin的h值。

3 計算未知邊長

對于四邊形A2B2C2D2邊長為已知，在確定了高度h后，由A1（0，b，0）、A2（c1，c2，h）的坐標，可得A1A2。同理，根據各點坐標可以得出圖3所示A2B1、B1 B2、B2 C1、C1 C2、C2 D1、D1 D2、D2 A1其余七條相鄰邊的長度。

四邊形A2B2C2D2邊長為已知，由各點坐標計算出各邊長與已知邊長如果一致，則各點坐標正確，即可根據計算結果正確繪出個每個側板的圖形，展開圖如圖3所示。為了以后設計繪圖的方便，可以用excel等軟件編制相應計算書，輸入坐標后即可快速計算出各邊長度，提高設計效率。

5 結論

本文系統介紹了通過作圖與計算相結合的方法，實現工程應用中不同軸轉向溜槽的快速準確設計，該方法可以計算出滿足溜槽最小傾角所需的最小高度，還可以根據計算結果校驗展開圖是否正確，同時適用于同軸轉向溜槽的設計，突破了目前不同軸轉向溜槽的設計空白，對于相關設計人員在工程實踐中具有重要參考意義。

參考文獻：

[1]那履觀.同軸轉向溜槽計算[J].煤礦設計，1979（02）：24：27.

[2]那履觀.轉向溜槽的應用、計算與制造[J].煤礦設計，1999（04）：25：27.

[3]丁建國.旋轉溜槽展開圖的繪制方法[J].礦山機械，2008（16）：66：67.

[4]李子英等.選煤廠溜槽的設計[J].煤炭加工與綜合利用，2011（02）：42：44.

作者簡介：冀連權（1983-），男，山西朔州人，碩士研究生，工程師，研究方向：煤礦生產系統機械設計、工業自動化生產系統機械設計。