刮板式取料機(jī)的取料系統(tǒng)分析

趙雷 王丹

【摘要】本文主要對刮板式取料機(jī)的取料系統(tǒng)進(jìn)行了分析，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了很好的理論依據(jù)，對提高產(chǎn)品的安全和可靠性具有很大的價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】刮板式取料機(jī)；刮板臂；鏈條

刮板取料機(jī)廣泛應(yīng)用于散裝物料連續(xù)裝卸的設(shè)備之中，具有生產(chǎn)效率高，混勻效果好等特點(diǎn)，它可作為獨(dú)立設(shè)備來進(jìn)行使用，也可以與堆料機(jī)合成一體進(jìn)行工作，廣泛應(yīng)用于電力、冶金、煤炭、礦山、建材等領(lǐng)域。而刮板取料系統(tǒng)中主要有以下部件：取料臂，刮板、鏈條、鏈輪、驅(qū)動(dòng)裝置等。因此對刮板取料機(jī)的各個(gè)組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可更有效的選擇合理的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到最優(yōu)的應(yīng)用效果，對增強(qiáng)產(chǎn)品的竟?fàn)幜哂泻艽蟮膶?shí)際價(jià)值。

1.刮板驅(qū)動(dòng)

刮板取料機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有兩種結(jié)構(gòu)，一種是采用立式電機(jī)——減速器，力矩臂安裝，布置于轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)部，刮板臂與轉(zhuǎn)臺(tái)連接鉸軸位于轉(zhuǎn)臺(tái)外側(cè)。另一種是驅(qū)動(dòng)布置于鉸支點(diǎn)外側(cè)，通軸式結(jié)構(gòu)（鉸軸、驅(qū)動(dòng)軸為一根軸），在外側(cè)布置驅(qū)動(dòng)。該結(jié)構(gòu)的好處是采用臥式電機(jī)減速器，便于檢修，缺點(diǎn)是鏈輪軸較長，制作成本高。而立式電機(jī)減速器缺點(diǎn)是檢修不方便，而且減速器需要增加輔助潤滑裝置，但軸的長度可以相對縮短，有條件時(shí)還可以縮小軸的外徑。而根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，刮板驅(qū)動(dòng)采用臥式減速機(jī)結(jié)構(gòu)的形式最多。

2.取料臂

取料臂是刮板取料機(jī)的主要鋼結(jié)構(gòu)部件，與刮板、鏈條、鏈輪、驅(qū)動(dòng)裝置等部件共同完成取料作業(yè)，為了減少設(shè)備造價(jià)和安裝運(yùn)輸成本，刮板臂的結(jié)構(gòu)形式成為制造、施工人員所關(guān)注的問題。目前，桁架式取料臂和圓管式取料臂成為大型取料機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式，而節(jié)省材料，減少設(shè)備造價(jià)和安裝運(yùn)輸成本已成為刮板臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、施工人員所關(guān)注的重要問題。近年來，隨著取料量的逐漸增大，桁架式取料臂和圓管式取料臂頗受設(shè)計(jì)師們的青睞。刮板取料機(jī)的取料臂有兩種結(jié)構(gòu)形式：桁架式、鋼管式。

1.桁架式取料臂

桁架式，刮板和鏈條在桁架上下的導(dǎo)槽內(nèi)運(yùn)行，該結(jié)構(gòu)由于臂架可以采用折線形從而降低鏈輪齒數(shù)，但該結(jié)構(gòu)和圓管式同樣需要大直徑的鏈輪。

2.鋼管式取料臂

薄壁圓管式，由于其重量輕、便于制造的特點(diǎn)，目前長形料場側(cè)式刮板取料機(jī)刮板臂都在向薄壁圓管方向改進(jìn)。

選擇取料臂的結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要滿足設(shè)備的使用性能，考慮取料臂的重量，同時(shí)要考慮制造及安裝成本。這兩種取料臂結(jié)構(gòu)的制造及安裝成本分析如下：取料臂的制造過程一般為：放樣、下料、組立、焊接、演裝、涂裝和包裝等。這兩種結(jié)構(gòu)中，由于桁架式取料臂由多個(gè)桿件組成，并且桿件之間的連接為焊接結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)較多，因此放樣比較復(fù)雜，下料困難；而圓管式取料臂由三段鋼管焊接而成，內(nèi)部筋板由鋼板組成，因此放樣比較簡單，下料容易。在演裝時(shí)，桁架式取料臂每個(gè)接口處有四處對接連接，整個(gè)取料臂需要演裝點(diǎn)數(shù)為8處；而圓管式取料臂每處僅有一處對接連接，整個(gè)取料臂需要演裝點(diǎn)數(shù)為4處。因此桁架式取料臂的演裝比較復(fù)雜。在涂裝時(shí)，桁架式取料臂的截面形式由H型鋼和方鋼組焊而成，比較復(fù)雜；而圓管式取料臂的截面為圓形，表面光滑，涂裝方便。無論何種結(jié)構(gòu)的取料臂，都是通過各件焊接而成，為了運(yùn)輸方便，制造廠通常把取料臂在廠內(nèi)分成幾段，然后現(xiàn)場組對焊接。焊接結(jié)束后，應(yīng)對焊接質(zhì)量進(jìn)行檢查，焊縫質(zhì)量依照J(rèn)B115211級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。圓管式取料臂與桁架式取料臂相比，截面形式比較簡單，截面尺寸較小，焊接點(diǎn)數(shù)較少，因此焊接、檢測都比較容易。綜上所述，圓管式取料臂比桁架式具有制造簡單，安裝方便，制造安裝成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

3.鏈條

目前常用的鏈條為免維護(hù)鏈條，該結(jié)構(gòu)是在鏈條外側(cè)設(shè)置密封滾輪，滾輪在導(dǎo)槽內(nèi)運(yùn)行，而外置滾輪緊受鏈板和刮板的重量，滾輪不與鏈輪接觸，避免了滾輪的變形，這樣鏈條真正成為一個(gè)純滾動(dòng)結(jié)構(gòu)。與鏈輪接觸部分即使產(chǎn)生變形也不影響鏈條的滾動(dòng)。原有的鏈條在實(shí)際運(yùn)行過程中，鏈輥?zhàn)鳛闈L輪同時(shí)與鏈輪接觸，鏈輪產(chǎn)生的力會(huì)直接導(dǎo)致鏈輥?zhàn)冃?，因而鏈輥不是?biāo)準(zhǔn)的圓形進(jìn)行純滾動(dòng)，而是一種多邊形或橢圓形式，也就是變成了滑動(dòng)形式。因此，使用免維護(hù)鏈條不僅可提高設(shè)備的安全和可靠性，同時(shí)也可降低設(shè)備的維護(hù)成本。

4.鏈條襯托導(dǎo)槽

我們習(xí)慣上將襯托鏈條的導(dǎo)槽直接按其所在位置稱之為上導(dǎo)槽、下導(dǎo)槽，上下導(dǎo)槽在原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中需要襯托整個(gè)鏈條，而下導(dǎo)槽還要考慮承受鏈條在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的側(cè)向力，這種側(cè)向力產(chǎn)生有兩種原因，其一是鏈條導(dǎo)槽的直線度造成運(yùn)行過程中的刮碰，其二是刮取物料時(shí)出現(xiàn)的側(cè)向力，而這種側(cè)向力是側(cè)式刮板取料機(jī)運(yùn)行過程中所無法避免的。鏈條導(dǎo)槽尾端在實(shí)際設(shè)計(jì)中距離鏈輪都有一個(gè)節(jié)距以上，最多兩個(gè)鏈條節(jié)距的距離，在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中，這個(gè)空間造成很多振動(dòng)噪聲。鏈條脫離鏈輪后由于自重會(huì)產(chǎn)生下沉，運(yùn)行到導(dǎo)槽位置后被前部鏈條牽引上升，鏈輥沖擊導(dǎo)槽。鏈條脫離導(dǎo)槽后也產(chǎn)生下沉現(xiàn)象，并在到達(dá)鏈輪時(shí)沖擊鏈輪。合理的結(jié)構(gòu)是使導(dǎo)槽在不發(fā)生干涉的前提下盡可能接近鏈輪，減小鏈條鏈輥沒有支撐的時(shí)間，這樣可以有效減緩沖擊。

5.鏈輪張緊

目前設(shè)計(jì)的張緊結(jié)構(gòu)均采用手動(dòng)油缸加復(fù)合彈簧的張緊形式，而沒有采用自動(dòng)張緊形式。主要是由于臂架的俯仰導(dǎo)致油缸張緊力處于時(shí)刻變化中，而且變化范圍相當(dāng)大，蓄能器要求保證壓力特別大，因而不適于采用蓄能器結(jié)構(gòu)，為此，提出了手動(dòng)加油后停機(jī)保證固定長度的辦法，但該結(jié)構(gòu)油管也很長。對于傳統(tǒng)設(shè)備采用螺旋張緊，給現(xiàn)場張緊帶來很多困難：首先是張緊空間問題，鏈條、張緊輪包裹在刮板鏈內(nèi)，人員從外部張緊螺母非常困難，且螺母很大，張緊力也較大，不是一般的扳手和人員所能夠緊動(dòng)的。很多時(shí)候需要人員進(jìn)入內(nèi)部采用附加千斤頂?shù)姆绞绞紫葘㈡溳啠ㄝS）頂?shù)竭m當(dāng)位置，然后盤動(dòng)螺母。本文從現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用和理論設(shè)計(jì)兩方面詳細(xì)分析了刮板式取料機(jī)取料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，對設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型有著很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

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作者簡介

趙雷，男；學(xué)歷：本科；畢業(yè)學(xué)校：沈陽工業(yè)大學(xué)；畢業(yè)時(shí)間：2004.6；工作單位：北方重工裝卸設(shè)備分公司；工作：管理員.

王丹，女；學(xué)歷：本科；畢業(yè)學(xué)校：沈陽大學(xué)；畢業(yè)時(shí)間：2003.6；工作單位：北方重工裝卸設(shè)備分公司；工作：機(jī)械設(shè)計(jì)師.