混勻取料機(jī)取料能力提升改造的可行性探討

畢曉克

（大連天重散裝機(jī)械設(shè)備有限公司，大連 116000）

混勻取料機(jī)適用于大中型鋼鐵企業(yè)、有色金屬冶金企業(yè)的散裝物料儲(chǔ)料場(chǎng)，是一種高效連續(xù)混勻取料的裝卸設(shè)備。某鋼廠QLKH1000.36型混勻取料機(jī)，因生產(chǎn)需求，需要將取料率從1000t/h提升至1200t/h，故進(jìn)行改造升級(jí)。該鋼廠取料機(jī)內(nèi)部斗輪驅(qū)動(dòng)裝置為機(jī)械傳動(dòng)，采用75kW四級(jí)電機(jī)、減速機(jī)驅(qū)動(dòng)小鏈輪帶動(dòng)斗輪體上的大鏈輪，大小鏈輪齒數(shù)比為187/19，斗輪直徑D為7.3m，斗數(shù)Z為10個(gè)，斗容J為0.25m3，轉(zhuǎn)速n為4.5r/min，物料密度ρ=2.0t/m3s。

1 方案分析

混勻取料機(jī)的最大取料能力為QV=60ZJnρ=60×10×0.25×4.5×2.0=1350t/h。平均取料能力QA=0.75Q=1000t/h。根據(jù)上式，要達(dá)到提升取料能力目的，需以下幾個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)：增加斗子個(gè)數(shù)Z；增大料斗的斗容J；提高斗輪運(yùn)轉(zhuǎn)的速度n。

三個(gè)改進(jìn)方案情況分析如下：（1）增加斗數(shù)Z，需要重新制作斗輪體和料斗，大量改動(dòng)結(jié)構(gòu)，受料場(chǎng)和橋架限制，幾乎無(wú)法實(shí)施。（2）增加斗容J，需要整機(jī)更換20個(gè)料斗，斗容增加20%，由0.25m3變?yōu)?.3m3受料場(chǎng)和機(jī)構(gòu)限制，料斗只能做成魚(yú)肚型等不規(guī)則形狀，重新核算驅(qū)動(dòng)功率，改造費(fèi)用約25萬(wàn)元，可以實(shí)施。（3）提高轉(zhuǎn)速n，需要更換2個(gè)驅(qū)動(dòng)小鏈輪，由19齒變?yōu)?3齒，直徑由690mm變?yōu)?60mm。之后調(diào)節(jié)張緊鏈輪，重新核算驅(qū)動(dòng)功率和斗輪轉(zhuǎn)速，改造費(fèi)用約5萬(wàn)元，可以實(shí)施。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，斗輪堆取料機(jī)一般通過(guò)增加斗容達(dá)到提升能力的目的。混勻取料機(jī)與其相比具有以下特性：（1）斗輪驅(qū)動(dòng)裝置比斗輪機(jī)多了一段傳動(dòng)鏈來(lái)控制斗輪轉(zhuǎn)速；（2）混勻取料機(jī)斗輪體直徑受跨度和料場(chǎng)限制，為保證橋架剛度，輪體跨度要在規(guī)定范圍內(nèi)：一般跨度越大，橋架截面就越大，相應(yīng)的斗輪體直徑就越大；跨度小的輪體，斗輪體要設(shè)置成斗容小、轉(zhuǎn)速低的模式。（3）為了取干凈地面的物料，斗輪料斗與地面相切，具有雙向變換性。為了卸凈物料，可通過(guò)改變幾何形狀來(lái)增大斗輪斗容。

綜上所述，在提升能力改造時(shí)，斗輪轉(zhuǎn)速具有一定的改造空間，只需要將小鏈輪大鏈輪的速比放大1.2倍，即更換不受結(jié)構(gòu)影響的小鏈輪，就可滿(mǎn)足1200t/h的取料要求。但前提是滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)功率的核算要求。

2 計(jì)算校核

2.1 改造前斗輪機(jī)構(gòu)所需功率核算

按照斗刃的總長(zhǎng)度計(jì)算：

式中，N0為斗輪驅(qū)動(dòng)的軸功率；N1為切削功率；N2為提升功率；N3為摩擦功率。

式中，PL為總的切向挖取阻力（N）；K線切割比阻力，挖礦石時(shí)，取K=225N/cm，L為物料與斗刃口接觸的平均長(zhǎng)度，cm。

取φ0=90°，則，c=1-cosφ0=1，α=1.57，J=0.25m3，取增大系數(shù)f=1.4，切割深度：

查得km=1.43，計(jì)算出L=107.22cm。

式中，H為物料提升高度及斗輪半徑。

取H=3.65m，Q=1000t/h，可得N2=3.65×1000/367=9.95kW。N3=μN(yùn)2，μ為摩擦系數(shù)，取0.2，可得N3=0.2N2=0.2×9.9455=1.99kW。將N1、N2、N3帶入式（1），可得N0=53.4kW。

式中，η為斗輪機(jī)構(gòu)總效率。

取 η=0.88，則 N=N0/η=53.4/0.88=60.69kW。

2.2 改轉(zhuǎn)速功率校核

2.3 改斗容功率校核

根據(jù)J容=0.30m3，可得切割深度其他數(shù)值計(jì)算如式（8）、式（9）、式（10）所示。

其中，P容≤75kW（原電機(jī)功率）。

2.4 改轉(zhuǎn)速校核

根據(jù)上式，可得v轉(zhuǎn)=1.2×v=2.063，v轉(zhuǎn)＜v額，滿(mǎn)足重力落料要求。

3 結(jié)論

通過(guò)文章研究，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）在原電機(jī)功率滿(mǎn)足要求的情況下，增大斗容的功率，適合改造斗輪堆取料機(jī)；（2）混勻取料機(jī)受橋架和料場(chǎng)的限制，增大轉(zhuǎn)速更具有實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性；（3）皮帶系統(tǒng)額定輸送1000t/h，最大輸送能力1320t/h，由于皮帶機(jī)為被動(dòng)運(yùn)料，按照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，額定輸送1200t/h時(shí)皮帶系統(tǒng)可以不必改造；（4）盡管本文研究的混勻取料機(jī)屬于改造項(xiàng)目，無(wú)論是增斗容或是提轉(zhuǎn)速，如果核算后的功率超過(guò)原功率的5%，應(yīng)重新匹換驅(qū)動(dòng)裝置；如果斗輪轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速1.108，不能采用提高轉(zhuǎn)速的方法。