一種重型板式給料機(jī)的結(jié)構(gòu)研究

王 波，毛 瑞

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西 太原 030024）

引言

單斗挖掘機(jī)—自移式破碎站—帶式輸送機(jī)—排土機(jī)形式的半連續(xù)開(kāi)采工藝，提高了礦山的生產(chǎn)能力，大幅降低了生產(chǎn)成本，節(jié)能減排，逐漸成為全世界范圍內(nèi)露天采礦的發(fā)展趨勢(shì)。特別是在我國(guó)高寒地區(qū)的成功應(yīng)用，對(duì)其他露天礦山有很好的指導(dǎo)和借鑒意義[1]。重型板式給料機(jī)作為采場(chǎng)設(shè)備自移式破碎站的重要組成部分，負(fù)責(zé)將來(lái)自挖掘機(jī)的各種大容重物料均勻連續(xù)地輸送至破碎級(jí)，在半連續(xù)開(kāi)采工藝中起到了重要的一環(huán)。

1 工作原理

重型板式給料機(jī)將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器和減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪軸旋轉(zhuǎn)。固定在鏈輪軸上的鏈輪齒繼而與鏈條連續(xù)嚙合，拖動(dòng)鏈板作連續(xù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)物料不斷運(yùn)輸至破碎機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了輸送物料的目的。

2 結(jié)構(gòu)特性

板式給料機(jī)主要包括的部件：主機(jī)架、驅(qū)動(dòng)軸總成、張緊裝置、標(biāo)準(zhǔn)牽引件（鏈條、支重輪、拖鏈輪等）、鏈板、驅(qū)動(dòng)裝置。圖1為太原重工股份有限公司自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的重型板式給料機(jī)。

2.1 主機(jī)架

主機(jī)架為板式給料機(jī)的主要鋼結(jié)構(gòu)，給所有機(jī)械部件提供剛性支撐，并能夠在設(shè)備的啟動(dòng)、操作和來(lái)料沖擊時(shí)經(jīng)受住所有載荷。圖2為板式給料機(jī)主機(jī)架示意圖。

圖1 板式給料機(jī)UG 三維模型

圖2 板式給料機(jī)主機(jī)架

主機(jī)架的頭部裝有驅(qū)動(dòng)軸，由安裝在機(jī)架上的軸承座支撐；尾部有張緊裝置，整個(gè)裝置固定在機(jī)架的槽孔內(nèi)，并通過(guò)液壓千斤頂實(shí)現(xiàn)整個(gè)鏈條的張緊；鏈條的工作段，由安裝在機(jī)架上的支重輪支撐；鏈條的回空段，由安裝在機(jī)架上的拖鏈輪支撐。因此，鏈條鏈板自重以及來(lái)料沖擊時(shí)，幾乎所有的載荷都由主機(jī)架來(lái)承受，需要保證主機(jī)架的強(qiáng)度和剛度。

如圖2所示，主機(jī)架采用4層結(jié)構(gòu)。最頂層為支重輪和鋼軌的安裝層，需要保證足夠的平面度，避免左右鏈條高度不一致，影響傳遞效率；第2層為筋板支撐層；第3層為鏈條的回空層，用來(lái)安裝拖鏈輪，盡量減小鏈條回空段下垂度；第4層為整個(gè)板式給料機(jī)的安裝面層。整個(gè)板式給料機(jī)通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)固定在底架上，和履帶裝置一起組成了自移式設(shè)備。

2.2 驅(qū)動(dòng)軸總成

驅(qū)動(dòng)軸總成包括驅(qū)動(dòng)軸、鏈輪、脹緊套、滾動(dòng)軸承以及軸承座等。左右2軸承座安裝在機(jī)架上，其內(nèi)部的滾動(dòng)軸承支撐著驅(qū)動(dòng)軸。鏈輪采用分體式結(jié)構(gòu)，單片鏈輪通過(guò)螺栓固定在一個(gè)經(jīng)過(guò)機(jī)加工的鋼制輪轂上。該輪轂安裝在驅(qū)動(dòng)軸上并配備鎖緊裝置。

驅(qū)動(dòng)軸是驅(qū)動(dòng)裝置和鏈板的鏈接紐帶。驅(qū)動(dòng)軸既承受減速機(jī)的扭矩，也承受減速機(jī)的質(zhì)量，所以驅(qū)動(dòng)軸的尺寸應(yīng)按最終受力情況進(jìn)行校核。

選用合適的軸承，并根據(jù)其當(dāng)量動(dòng)載荷，推算出軸承壽命，確定是否滿(mǎn)足工作條件、工作年限要求。

2.3 張緊裝置

張緊裝置由一個(gè)全焊接結(jié)構(gòu)的箱體組成，用于支撐2個(gè)張緊輪。張緊裝置通過(guò)螺栓固定在主機(jī)架上，可在機(jī)架的槽孔內(nèi)滑動(dòng)。鏈條的張緊可簡(jiǎn)單地通過(guò)液壓千斤頂與插拔墊片實(shí)現(xiàn)。液壓千斤頂由1個(gè)機(jī)載的手動(dòng)液壓泵控制，可實(shí)現(xiàn)張緊力的及時(shí)調(diào)節(jié)。

主機(jī)架上留有張緊裝置的安裝位置。千斤頂一端固定于機(jī)架上，另一端可伸縮，實(shí)現(xiàn)張緊輪與鏈條的張緊。

鏈條張緊力由圓周力、鏈條自重、初張力和鏈條運(yùn)行時(shí)多邊效應(yīng)產(chǎn)生的附加動(dòng)拉力組成，它是驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)牽引件

板式給料機(jī)采用雙鏈條結(jié)構(gòu)。在給料機(jī)主機(jī)架左右兩側(cè)，鏈條下方安裝有支重輪。支重輪主要用來(lái)支承鏈條的工作段，以防止鏈板因載荷和自重而產(chǎn)生很大的撓度，保證鏈條正常運(yùn)行并承受一部分物料的沖擊，并可限制鏈條跑偏。支重輪的設(shè)計(jì)間距足以支撐鏈條和鏈板總成。

主機(jī)架內(nèi)部，鏈條的回空段裝有拖鏈輪，用來(lái)防止回空鏈條產(chǎn)生過(guò)大的撓度，影響鏈條運(yùn)輸效率。所有牽引件安裝位置如圖2所示。

2.5 鏈板

板式給料機(jī)的鏈板通過(guò)高強(qiáng)螺栓和螺母固定在鏈軌上。主機(jī)架的中部安裝有緩沖鋼軌，鏈板中部位于緩沖鋼軌的上面，為整體焊接結(jié)構(gòu)，并配有加強(qiáng)筋和和支撐板。給料機(jī)的鏈板采用防滲漏式重疊設(shè)計(jì)，最大限度的減少鏈板夾料，并且鏈板側(cè)方配有高邊裙板，避免撒料，如圖3所示。

圖3 鏈板結(jié)構(gòu)

給料機(jī)的鏈板可以在工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更換，不影響設(shè)備的其他部位。鏈板由安裝在機(jī)架上的支重輪與托輪支承，并通過(guò)調(diào)整張緊裝置使鏈條與鏈輪正確嚙合。

主機(jī)架中部裝有緩沖鋼軌，能夠最大限度地減少給料機(jī)鏈板的變形，并向給料機(jī)的整個(gè)承載段提供足夠的支撐[2]。由于該板式給料機(jī)使用時(shí)存在一定的使用角度，因此鏈板上焊接有刮板，利于輸送物料。

為了防止鏈板黏料，在鏈條回空段漏料，該板式給料機(jī)還設(shè)計(jì)了接料裝置，并利用鏈條回空段刮板將累積的漏料刮至地面。

2.6 驅(qū)動(dòng)裝置

板式給料機(jī)的驅(qū)動(dòng)采用雙驅(qū)動(dòng)模式，主要組成部分[3]：2臺(tái)行星減速機(jī)，通過(guò)鎖緊盤(pán)直接安裝在板式給料機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上，減速機(jī)的扭力臂與主機(jī)架直連，且減速機(jī)與主機(jī)架留有一定的距離，保證更換設(shè)備或檢修時(shí)方便驅(qū)動(dòng)軸退出；2臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)聯(lián)軸器與減速機(jī)連接，為了減小安裝調(diào)節(jié)的難度以及最大限度不影響傳遞效率，可采用萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器，用以承受一定的偏角。2個(gè)支座安裝在機(jī)架上，給電機(jī)以支撐。

3 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)要介紹了一種板式給料機(jī)的結(jié)構(gòu)，為板式給料機(jī)結(jié)構(gòu)系列化設(shè)計(jì)提供了一定的參考價(jià)值。重型板式給料機(jī)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)龐大的工程，需結(jié)合工藝流程、物料特性、上下游設(shè)備處理能力、結(jié)構(gòu)及優(yōu)化、電氣、設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)等因素來(lái)綜合考慮，其設(shè)計(jì)過(guò)程任重而道遠(yuǎn)。

[1] 李樹(shù)學(xué),袁金祥. 半連續(xù)工藝在伊敏露天礦的應(yīng)用 [J].露天采礦技術(shù),2011(1): 5-8.

[2] 胡新燕,王立華,黃亞宇. 重型板式給料機(jī)鏈板支撐機(jī)構(gòu)的沖擊特性分析[J].新技術(shù)新工藝,2010(1): 9-11.

[3] 苗慶偉,蘆麗華,王學(xué)民. 重型板式給料機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2008(7): 14-16.