帶式給料機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功率計(jì)算方法

摘 要：文章簡要說明了帶式給料機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要針對(duì)導(dǎo)料槽和托輥組的結(jié)構(gòu)形式做出說明，闡明帶式給料機(jī)的功率計(jì)算方法，并列舉實(shí)例。

關(guān)鍵詞：帶式給料機(jī)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；功率計(jì)算

帶式輸送機(jī)是以輸送帶兼做牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送設(shè)備。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。

帶式給料機(jī)除具備帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)外，還具有其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第一，帶式給料機(jī)應(yīng)用在具有一定倉壓的料倉和漏斗下面時(shí)，能夠?qū)⒏鞣N大容重物料短距離均勻、連續(xù)的輸送給各種破碎、篩分和運(yùn)輸設(shè)備，特別是用在初碎以下更為適合。第二，與板式給料機(jī)相比，帶式給料機(jī)成本低。而且它應(yīng)用皮帶與滾筒等旋轉(zhuǎn)部件之間的摩擦驅(qū)動(dòng)，皮帶與托輥之間的成槽性很好，使導(dǎo)料槽與皮帶之間有很好的密封性，在受料處不易撒料。第三，帶式給料機(jī)通常情況下全程安裝導(dǎo)料槽，這樣使得給料機(jī)本身的運(yùn)輸能力增大，提高輸送效率。第四，帶式給料機(jī)通常帶速很低，目前國際上應(yīng)用的帶式給料機(jī)的最低帶速為0.015m/s，應(yīng)用在澳大利亞西部現(xiàn)場(chǎng)，且已經(jīng)投產(chǎn)使用。第五，帶寬上一般采用較大帶寬，因?yàn)閹俚?，增大帶寬可以提高輸送能力，?jié)約輸送成本。第六，帶式給料機(jī)托輥組的設(shè)計(jì)也有本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及布置方式。帶式給料機(jī)承載段托輥組一般采用4到5節(jié)輥?zhàn)咏M成，對(duì)于大帶寬給料機(jī)來說，通常中間采用等長3輥，總長度約為帶寬的3/4。側(cè)輥采用短輥，槽角20度。這種結(jié)構(gòu)不僅能夠增加物料的有效容積，而且中間采用三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，增加輥?zhàn)雍屯休伣M橫梁的使用壽命。因?yàn)閹浇o料機(jī)的帶速低，因此輸送帶上的物料停留時(shí)間長，這會(huì)使托輥長時(shí)間受力，增加了托輥的無形損耗和疲勞性，減少了托輥本身的使用壽命，因此帶式給料機(jī)承載段托輥間距很小，通常為普通帶式輸送機(jī)托輥間距的1/3左右。第七，給料機(jī)的導(dǎo)料槽在設(shè)計(jì)上也與以往的設(shè)計(jì)有很大不同，由于全程導(dǎo)料，帶速低，給料機(jī)上的物料會(huì)對(duì)導(dǎo)料槽側(cè)面的壓力增大，而且如果采用傳統(tǒng)的2000mm長一段的導(dǎo)料槽，在運(yùn)輸物料時(shí)會(huì)在導(dǎo)料槽接口處擠出物料，這樣不僅污染環(huán)境，而且對(duì)操作巡檢人員造成傷害。因此導(dǎo)料槽在設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用全程只用一段或者兩段導(dǎo)料槽，且在采用多段導(dǎo)料槽時(shí)，連接處采用交錯(cuò)連接方式，以防止蹦料。同時(shí)導(dǎo)料槽的支腿也不能采用以往的設(shè)計(jì)形式，而應(yīng)該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，這樣保證結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

以上是給料機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而帶式給料機(jī)功率的計(jì)算與普通帶式輸送機(jī)的功率計(jì)算也有很大區(qū)別。由于帶式給料機(jī)本身還需要承受很大的料倉壓力，因此需充分考慮由料倉壓力所需要的功率。本文以澳大利亞項(xiàng)目中使用的帶式給料機(jī)為例，計(jì)算給料機(jī)的功率。

（1）基本參數(shù)：B=2400，V=0.015m/s，Q=250t/h，傾角0°，L=19.015m，qG=4629.6kg/m，qB=81.6kg/m，qRo=205kg/m，qRu=33.17kg/m，物料密度2.0t/m3。上托輥間距：a0=0.4m，下托輥間距：au=2.4m，托輥槽角：λ=20°其中：L-輸送機(jī)長度，m；G-重力加速度，9.8m/s2；qRo-承載輥旋轉(zhuǎn)重量，kg/m；qRu-回程輥旋轉(zhuǎn)重量，kg/m；qB-每延長米膠帶重，kg/m；qG-每延長米物料重，kg/m。

（2）圓周力及驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算

a.不考慮倉壓時(shí)驅(qū)動(dòng)圓周力FU

主要阻力：FH=F1+F2，

上分支運(yùn)行阻力：F1=fLg（qRO+qB+qG）=18982N；下分支運(yùn)行阻力：F2=fLg（qRU+qB）=443N；FH=F1+F2=18982+443=19425N；提升阻力：Fst=0；導(dǎo)料槽摩擦阻力：Fgl=？滋2*qG2*g*l/pb12=130000N；清掃器阻力Fr=Fr1+Fr2=1960+1372=3332N；

FU=FH+Fst+FGS+FGX+Fgl+Fr=163250N；

給料機(jī)運(yùn)輸物料所需軸功率為P1=163250*0.015/1000=2.5kw

b.考慮倉壓時(shí)，料倉的功率計(jì)算：

在計(jì)算料倉功率之前，先介紹一下物料由存?zhèn)}卸出的物理過程。有研究表明，不同粒度的散料物料由存?zhèn)}排料孔卸出時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)兩種基本的排料形式，即：（1）“標(biāo)準(zhǔn)”排料形式——排料孔上部的物料成柱狀運(yùn)動(dòng)，物料面成一漏斗形狀；（2）“流體”排料形式——全部物料顆粒如流體般向下移動(dòng)。而“標(biāo)準(zhǔn)”排料形式適合于周期形式動(dòng)作的、具有一定倉壁傾斜角的所有存?zhèn)}?！傲黧w”排料形式多用于下列情況，第一，對(duì)連續(xù)動(dòng)作的存?zhèn)}，其倉壁的傾斜角超過臨界值時(shí)；第二，當(dāng)存?zhèn)}處于強(qiáng)烈的震動(dòng)狀態(tài)時(shí)；第三，若存?zhèn)}具有似液體那樣多水分的物料時(shí)。總之排料形式的確定和存?zhèn)}的動(dòng)作方式、工作條件及物料的狀態(tài)等因素有關(guān)，必須進(jìn)行具體分析，而且有時(shí)因受到條件的限制也往往會(huì)出現(xiàn)中間狀態(tài)的排料形式[1]。經(jīng)分析在本例子中物料排料形式更接近于“標(biāo)準(zhǔn)”排料形式。所以存?zhèn)}排料孔的水力半徑R水=F/L。式中：F-考慮了散粒物料顆粒尺寸的排料孔面積[m2]；L-相應(yīng)于上述排料孔面積的周長[m]。

對(duì)于存?zhèn)}中物料，考慮到由于物料顆粒內(nèi)部的摩擦力和粘著力產(chǎn)生的切應(yīng)力τ，將抵消存?zhèn)}上面的部分物料重量，使其上的壓力比流體靜壓力小得多，尤其是對(duì)非全部卸空的存?zhèn)}。因此作用在存?zhèn)}上的壓應(yīng)力近似平均值可用下式計(jì)算：

σ=5.6k0R水γ [N/m2]

式中 R水：排料孔的水力半徑[m]；γ：物料的堆積重度[N/m3]；k0：考慮到存?zhèn)}動(dòng)作特點(diǎn)的系數(shù)。這樣，作用在皮帶上的正壓力等于：N=σF[N] F-存?zhèn)}排料孔的面積[m2]。

根據(jù)上述公式本例題：

排料孔的水力半徑R水=F/L=2×2/2×4=0.5m

作用膠帶上的壓應(yīng)力：σ=5.6×2×0.5×2000×9.8=109760N/m2

作用膠帶上的壓力：N=109760×4=439040N

料倉所需要軸功率：P2=439040×0.3×0.015=1.98KW

給料機(jī)所需功率為P=（P1+P2）/η=5.4KW

經(jīng)過計(jì)算可以看出，考慮到倉壓后，給料機(jī)的功率已明顯提高。本例的給料機(jī)已經(jīng)在澳大利亞現(xiàn)場(chǎng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)使用，運(yùn)行狀態(tài)良好。

結(jié)束語

本文介紹了帶式給料機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用范圍，并針對(duì)導(dǎo)料槽和托輥組的結(jié)構(gòu)形式做了詳細(xì)的說明。在考慮到倉壓的情況下計(jì)算出帶式給料的功率，并以澳大利亞現(xiàn)場(chǎng)給料機(jī)為例，驗(yàn)證考慮倉壓的正確性。

參考文獻(xiàn)

[1]洪致育，林良明.連續(xù)運(yùn)輸機(jī)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1982.

[2]DTII（A）型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003，12-16.