不同軸轉(zhuǎn)向溜槽的設(shè)計(jì)方法

摘 要：首次介紹了通過(guò)作圖與計(jì)算相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)不同軸轉(zhuǎn)向溜槽的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，給出滿足溜槽最小傾角時(shí)所需高度的計(jì)算公式，以及校槽展開(kāi)圖是否正確的方法。該方法也適用于同軸轉(zhuǎn)角溜槽的設(shè)計(jì)，對(duì)于減小設(shè)備布置空間、降低工程投資具有重要意義。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向溜槽；旋轉(zhuǎn)溜槽；扭轉(zhuǎn)溜槽；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.021

在選煤廠等工程應(yīng)用中由于場(chǎng)地局限，工藝布置的溜槽所連接的設(shè)備矩形接口之間有時(shí)存在轉(zhuǎn)向，如華晉焦煤有限責(zé)任公司沙曲選煤廠改造項(xiàng)目，為保證煤流角度和斷面，有十幾處采用將連接溜槽設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)向溜槽（也稱為旋轉(zhuǎn)溜槽、扭轉(zhuǎn)溜槽）[1-3] 的方式，減少原有廠房改造，節(jié)約改造成本幾百萬(wàn)，同時(shí)縮短了工期。根據(jù)上、下平面投影中心O1、O2是否重合又分為圖1（a）同軸轉(zhuǎn)向溜槽和圖1（b）不同軸轉(zhuǎn)向溜槽。

已有文獻(xiàn)介紹的都是同軸轉(zhuǎn)向溜槽，有相應(yīng)的計(jì)算公式可以快速做出圖形 [1-3]，，而不同軸轉(zhuǎn)向溜槽計(jì)算推導(dǎo)非常困難，目前沒(méi)有相應(yīng)的計(jì)算公式，也沒(méi)有其他公開(kāi)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)人員常常無(wú)從下手，工藝布置時(shí)如果空間允許會(huì)選擇同軸轉(zhuǎn)向溜槽將接口扭轉(zhuǎn)后再加傾斜段溜槽的替代方案。而不同軸轉(zhuǎn)向溜槽可以實(shí)現(xiàn)上下接口一步到位、拐彎少、輸送路徑更短，因而比替代方案具有用料更省、摩擦阻力更小、制造簡(jiǎn)單、噪音更小、所需高差更低的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)于一些改造工程，并沒(méi)有足夠高差可以利用，必須應(yīng)用不同軸轉(zhuǎn)向溜槽，因此如果能實(shí)現(xiàn)不同軸轉(zhuǎn)向溜槽的快速準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，相比同軸轉(zhuǎn)向溜槽將接口扭轉(zhuǎn)后再加傾斜段溜槽的替代方案更為理想，設(shè)計(jì)中急需一種能快速準(zhǔn)確設(shè)計(jì)不同軸轉(zhuǎn)向溜槽的方法。本文介紹的一種作圖與計(jì)算相結(jié)合的方法，能實(shí)現(xiàn)不同軸轉(zhuǎn)向溜槽的快速、準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，下面詳細(xì)介紹該方法設(shè)計(jì)步驟。

1 設(shè)置坐標(biāo)系，給出各點(diǎn)坐標(biāo)

如圖2所示建立坐標(biāo)系，在繪制溜槽時(shí)，首先根據(jù)運(yùn)量、物料特性等確定溜槽斷面面積的大小，根據(jù)斷面面積給定矩形A1B1B1C1中A1B1、B1C1長(zhǎng)度[4]，可直接得出A1、B1、C1、D1點(diǎn)的坐標(biāo)，設(shè)A1B1長(zhǎng)度為a，B1C1長(zhǎng)度為b，則坐標(biāo)A1（0，b，0）、B1（a，b，0）、C1（a，0，0）、D1（0，0，0），在CAD作圖中，可以在平面圖中很方便的量出A2、B2、C2、D2至x、y軸的距離，設(shè)A2、B2、C2、D2至y軸的距離為c1、d1、e1、f1，A2、B2、C2、D2至x軸的距離為c2、d2、e2、f2，平面A2B2C2D2與A1B1C1D1距離暫定為h，h即為溜槽的高度，則A2（c1，c2，h）、B2（d1，d2，h）、C2（e1，e2，h）、D2（f1，f2，h）。

2 由溜槽最小角度確定高度

溜槽斜板須滿足輸送物料所需最小角度βmin （即溜槽最小傾角）的要求，否則會(huì)有堵料危險(xiǎn)，而高度h影響溜槽斜板角度，如果溜槽高度h大于最小角度對(duì)應(yīng)的最小高度hmin，那么溜槽傾角一定大于βmin，滿足使用要求，因此設(shè)計(jì)時(shí)先根據(jù)所需最小角度確定溜槽最小高度hmin。由圖2可以看出，影響物料下落的斜板分別為A1A2B1、B1B2C1、C1C2D1、D1D1A1，各斜板在滿足最小傾角β的時(shí)候，β≤[β1，β2，β3，β4]，當(dāng)各斜板傾角等于β時(shí)對(duì)應(yīng)的高度分別為，因此hmin=max，再結(jié)合實(shí)際空間給出不小于hmin的h值。

3 計(jì)算未知邊長(zhǎng)

對(duì)于四邊形A2B2C2D2邊長(zhǎng)為已知，在確定了高度h后，由A1（0，b，0）、A2（c1，c2，h）的坐標(biāo)，可得A1A2。同理，根據(jù)各點(diǎn)坐標(biāo)可以得出圖3所示A2B1、B1 B2、B2 C1、C1 C2、C2 D1、D1 D2、D2 A1其余七條相鄰邊的長(zhǎng)度。

四邊形A2B2C2D2邊長(zhǎng)為已知，由各點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出各邊長(zhǎng)與已知邊長(zhǎng)如果一致，則各點(diǎn)坐標(biāo)正確，即可根據(jù)計(jì)算結(jié)果正確繪出個(gè)每個(gè)側(cè)板的圖形，展開(kāi)圖如圖3所示。為了以后設(shè)計(jì)繪圖的方便，可以用excel等軟件編制相應(yīng)計(jì)算書(shū)，輸入坐標(biāo)后即可快速計(jì)算出各邊長(zhǎng)度，提高設(shè)計(jì)效率。

5 結(jié)論

本文系統(tǒng)介紹了通過(guò)作圖與計(jì)算相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用中不同軸轉(zhuǎn)向溜槽的快速準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，該方法可以計(jì)算出滿足溜槽最小傾角所需的最小高度，還可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)展開(kāi)圖是否正確，同時(shí)適用于同軸轉(zhuǎn)向溜槽的設(shè)計(jì)，突破了目前不同軸轉(zhuǎn)向溜槽的設(shè)計(jì)空白，對(duì)于相關(guān)設(shè)計(jì)人員在工程實(shí)踐中具有重要參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]那履觀.同軸轉(zhuǎn)向溜槽計(jì)算[J].煤礦設(shè)計(jì)，1979（02）：24：27.

[2]那履觀.轉(zhuǎn)向溜槽的應(yīng)用、計(jì)算與制造[J].煤礦設(shè)計(jì)，1999（04）：25：27.

[3]丁建國(guó).旋轉(zhuǎn)溜槽展開(kāi)圖的繪制方法[J].礦山機(jī)械，2008（16）：66：67.

[4]李子英等.選煤廠溜槽的設(shè)計(jì)[J].煤炭加工與綜合利用，2011（02）：42：44.

作者簡(jiǎn)介：冀連權(quán)（1983-），男，山西朔州人，碩士研究生，工程師，研究方向：煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)。