重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)

王宏洋 李鑫

摘 ?要：現(xiàn)階段我國(guó)的重型板式給料機(jī)的形式都是采用德國(guó)的OK板形式，這種板式給料機(jī)在性能上能夠有效地滿足用戶的要求，但是存在設(shè)備重量較重的情況，影響設(shè)備制造廠家的市場(chǎng)占有率。文章針對(duì)這一方面的問(wèn)題進(jìn)行分析和闡述。

關(guān)鍵詞：重型板式給料機(jī);輕量化設(shè)計(jì);成本節(jié)約

重型板式給料機(jī)廣泛地應(yīng)用在采礦、建材和煤炭工業(yè)部門(mén)。該機(jī)主要用于具有一定倉(cāng)壓的料倉(cāng)和漏斗下面，將各種大容量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，它不僅適合處理粗粒物料，對(duì)細(xì)粒物料也同樣適應(yīng)。可在惡劣的環(huán)境中完成繁重的工作，對(duì)物料的粒度、成份的變化、溫度、粘度、冰霜、雨雪的影響或冰結(jié)的物料都有較大的適應(yīng)性，給料量均勻準(zhǔn)確可靠。

1 重型板式給料機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

重型板式給料機(jī)是一種適用于物料運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備。這種設(shè)備相較于皮帶輸送機(jī)來(lái)講，主要的優(yōu)勢(shì)在于可以直接承受物料。重型板式給料機(jī)的主要組成部分有七部分。第一部分是驅(qū)動(dòng)裝置。第二個(gè)部分是主軸裝置。第三個(gè)部分是拉緊裝置。第四個(gè)部分是支重輪1。第五個(gè)部分是支重輪2。第六個(gè)部分是托鏈輪。第七個(gè)部分是機(jī)架。重型板式給料機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置最主要的優(yōu)點(diǎn)在于采用無(wú)基礎(chǔ)式的安裝，驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)扭矩桿和支撐連接在設(shè)備的機(jī)架上，不需要設(shè)備的用戶另外提供安裝基礎(chǔ)。同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置中的減速機(jī)和主軸裝置的主軸的連接形式是鎖緊盤(pán)空心軸連接，這樣的連接形式更加的實(shí)用和安全。重型板式給料機(jī)的主軸裝置采用的是軸承座，鏈輪和支承輪為主要結(jié)構(gòu)。主軸裝置通過(guò)軸承座采用螺栓連接的形式連接在機(jī)架的頭部。鏈輪的主要作用是驅(qū)動(dòng)鏈條進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。通常鏈輪的節(jié)圓直徑有三種。第一種是522.6mm，631.54mm和732.81mm。在設(shè)計(jì)的選擇過(guò)程中，最長(zhǎng)選用的是631.54mm的節(jié)圓直徑，這種形式的鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)最穩(wěn)定。支承輪在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)重型板式給料機(jī)的寬度進(jìn)行選擇。寬度在1600mm以下的不建議采用支承輪。重型板式給料機(jī)的拉緊裝置最主要的特點(diǎn)就是螺旋彈簧拉緊的形式，這種形式的拉緊在拉緊效果上來(lái)講是非常好的，在現(xiàn)場(chǎng)的用戶反饋中，也是好評(píng)。拉緊軸通常采用的材質(zhì)是45#。重型板式給料機(jī)的支重輪1和支重輪2最大的亮點(diǎn)在于軸承的選擇，放棄了原來(lái)固有的滑動(dòng)軸承，選擇了更加保護(hù)小軸的滾動(dòng)軸承，這樣對(duì)于支重輪來(lái)講是一種非常好的保護(hù)，延長(zhǎng)了支重輪的使用壽命，提升了整個(gè)設(shè)備的使用壽命。重型板式給料機(jī)的托鏈輪除了軸承的選擇和支重輪相似之外，托鏈輪還有一個(gè)非常重要的作用就是防止鏈板在運(yùn)輸物料過(guò)程中的跑偏，因此，在托鏈輪的滾輪的設(shè)計(jì)過(guò)程中在一側(cè)設(shè)計(jì)有凸臺(tái)，能夠很好的限制鏈板的橫向移動(dòng)。重型板式給料機(jī)的機(jī)架在整個(gè)設(shè)備中非常的關(guān)鍵，支撐了設(shè)備上所有部件的重量和運(yùn)輸物料的重量，因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要給予足夠的重視。重型板式給料機(jī)的機(jī)架是由鋼板焊接而成的工字梁型結(jié)構(gòu)，在上、下翼緣板之間焊有若干筋板，兩個(gè)工字型主梁由若干個(gè)槽鋼，工字鋼組焊為一整體，其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固穩(wěn)定。機(jī)架的重量在整個(gè)設(shè)備中占有很大的比例，因此，在重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)架的輕量化設(shè)計(jì)是非常重要的一環(huán)。文章闡述的重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)就是對(duì)設(shè)備的機(jī)架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。

2 重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)需求

我國(guó)現(xiàn)階段的重型板式給料機(jī)的機(jī)身長(zhǎng)度的范圍在3米到20米之間，較長(zhǎng)的重型板式給料機(jī)的設(shè)計(jì)還是需要進(jìn)一步的加強(qiáng)?，F(xiàn)在為中國(guó)石化長(zhǎng)城能源化工（寧夏）有限公司提供的1400×45738mm的重型板式給料機(jī)就是一個(gè)非常重要的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)填補(bǔ)。在充分考慮設(shè)備的正常使用性能以外，我們還需要將設(shè)備的整體重量進(jìn)一步的優(yōu)化，進(jìn)行輕量化處理，以便在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。

目前市場(chǎng)上的重型板式給料機(jī)的結(jié)構(gòu)和形式都趨于同質(zhì)化，在這個(gè)時(shí)候，就要考慮在使用性能不變的基礎(chǔ)上繼續(xù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這樣既能提升公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，還可以提升公司在重型板式給料機(jī)設(shè)備中的技術(shù)儲(chǔ)備。

3 重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)過(guò)程

本次1400×45738mm重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)主要是從機(jī)架，鏈板等重要位置進(jìn)行。根據(jù)以往的重板設(shè)計(jì)圖紙，機(jī)架中的支撐鋼板的厚度都是在20mm到24mm之間，這種范圍的設(shè)定主要是依靠了重板的長(zhǎng)度和運(yùn)量。但是本次設(shè)計(jì)中，重板的長(zhǎng)度達(dá)到了45.738m。這樣就需要保證重型板式給料機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和持久性。在充分的力學(xué)計(jì)算的支持下，本次設(shè)計(jì)的機(jī)架支撐板采用的是16mm的鋼板外加筋板的形式，這樣就會(huì)讓整個(gè)機(jī)架的重量減輕大約1/10。

重板的鏈板如果按照類比設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，1400mm鏈板的底板厚度是22mm，同樣在進(jìn)行充分的力學(xué)分析計(jì)算之后，在保證鏈板的強(qiáng)度的同時(shí)，減少了鏈板底板的厚度，本次設(shè)計(jì)采用的厚度是20mm，這樣就讓每一塊鏈板的重量減少約1/5。

4 重型板式給料機(jī)的輕量化結(jié)果

根據(jù)上圖的反映可知，原有的設(shè)計(jì)中機(jī)架立板的厚度是22mm，現(xiàn)機(jī)架的立板的厚度變?yōu)?6mm，同時(shí)為了保障機(jī)架的整體穩(wěn)定性能，在立板的兩側(cè)增加筋板。

原立板的重量為：9990×430×22×7.85/1000000=741.8kg

現(xiàn)立板的重量為：9990×430×16×7.85/1000000=539.5kg

改造后重板立板減輕為：741.8-539.5=202.3kg

整臺(tái)設(shè)備中有四段中間架，同時(shí)每段中間架有兩個(gè)機(jī)架立板，整臺(tái)設(shè)備機(jī)架處節(jié)約重量為202.3×4×2=1618.4kg。

根據(jù)本次設(shè)計(jì)，為我廠的重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)提供了很多資料，我公司可以分批、分步驟的來(lái)改造現(xiàn)有的重型板式給料機(jī)的結(jié)構(gòu)，在保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，可以進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)改造。本次設(shè)計(jì)的機(jī)架輕量化處理后可以為我公司節(jié)省約5萬(wàn)元。這樣的輕量化結(jié)構(gòu)可以為我公司以后的設(shè)備投標(biāo)帶來(lái)重量的優(yōu)勢(shì)，為拿下設(shè)備的合同奠定了基礎(chǔ)！

此合同簽訂金額為785萬(wàn)元，經(jīng)過(guò)輕量化改造之后，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益5萬(wàn)左右。為我公司在長(zhǎng)距離的重型板式給料機(jī)的市場(chǎng)開(kāi)拓打下了技基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

上述的重型板式給料機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)是我公司對(duì)于板式給料機(jī)整體改進(jìn)的一個(gè)重要部分，鑒于現(xiàn)階段我國(guó)在機(jī)械制造行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度，我們?yōu)榱藸?zhēng)取更大的市場(chǎng)空間和市場(chǎng)占有率，必須在保障設(shè)備性能的前提下，進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改良，這樣才能夠讓設(shè)備在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)。這次改造在現(xiàn)場(chǎng)的使用反饋非常好。業(yè)主看重的是設(shè)備的使用性能，制造廠家看重的是生產(chǎn)成本和利潤(rùn)。本次的輕量化設(shè)計(jì)很好的兼顧了兩種情況，取得了非常好的效果。

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