懸臂式斗輪堆取料機(jī)斗輪機(jī)構(gòu)研究

駱嵩

（大連天重散裝機(jī)械設(shè)備有限公司，遼寧 大連 116000）

懸臂式斗輪堆取料機(jī)斗輪機(jī)構(gòu)研究

駱嵩

（大連天重散裝機(jī)械設(shè)備有限公司，遼寧 大連 116000）

介紹懸臂式斗輪機(jī)的斗輪機(jī)構(gòu)，懸臂式斗輪堆取料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散料裝卸、輸送設(shè)備，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到港口、電廠、鋼廠、礦山、焦化廠等行業(yè)中。斗輪機(jī)構(gòu)是堆取料機(jī)的取料裝置，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分考慮堆取料機(jī)的取料能力、物料特性、工作環(huán)境等因素。文章以斗輪堆取料機(jī)中斗輪機(jī)構(gòu)為主要內(nèi)容進(jìn)行簡單探討。

斗輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；計(jì)算；斗輪堆取料機(jī)

1 懸臂式斗輪堆取料機(jī)簡介

斗輪堆取料機(jī)是在斗輪挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是斗輪挖掘機(jī)發(fā)展過程中派生出來的一個(gè)分支。懸臂式斗輪堆取料機(jī)主要由斗輪機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、懸臂皮帶機(jī)及尾車機(jī)構(gòu)和一些電氣、液壓、潤滑系統(tǒng)等輔助機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，斗輪機(jī)構(gòu)安裝于懸臂梁的前端，隨懸臂梁一起俯仰和回轉(zhuǎn)，依次來挖取不同高度位置的物料。

懸臂式斗輪堆取料機(jī)的堆料工藝及布料情況，由實(shí)際需要確定。一般來說，物料成分比較均勻，物種單一，且沒有混勻要求時(shí)，可采用走行定點(diǎn)一次堆料；如物料成分變化較大，物種多樣，又有混勻要求時(shí)，可采用走行定點(diǎn)分層堆料或回轉(zhuǎn)定點(diǎn)分層堆料。

2 懸臂式斗輪堆取料機(jī)斗輪機(jī)構(gòu)的概述

（1）斗輪的結(jié)構(gòu)形式。斗輪機(jī)構(gòu)主要由斗輪體、料斗、斗輪軸、軸承座、驅(qū)動裝置、導(dǎo)料裝置和電氣、液壓、潤滑等一些輔助機(jī)構(gòu)組成。

斗輪機(jī)構(gòu)共有若干個(gè)斗子，均勻分布在斗輪體圓周外側(cè)，用銷軸和螺栓與斗輪體固定。在斗口處有耐磨的可拆卸的斗齒。斗韌處有耐磨焊條堆焊的保護(hù)層。為有利于斗子卸料，斗輪軸與水平面一般設(shè)有6°～10°的傾角。圓弧擋料板安裝在斗輪體圓周內(nèi)側(cè)取料段，保證斗子把從料場中挖取上來的物料提升到輪體上部的卸料槽區(qū)域，經(jīng)過溜料裝置滑到懸臂帶式輸送機(jī)上，在經(jīng)導(dǎo)料槽裝置沿輸送方向?qū)⑽锪陷敵?。圓弧擋料板和溜料槽的工作面都裝有方便拆卸的耐磨襯板。

斗輪機(jī)構(gòu)分為有格式和無格式兩種形式。有格式斗輪在每個(gè)料斗底部設(shè)有一個(gè)扇形斜溜槽，并在非卸料區(qū)設(shè)置擋板，因而只在卸料區(qū)進(jìn)行側(cè)面卸料；無格式斗輪機(jī)構(gòu)料斗底部不設(shè)斗底，而是在落料區(qū)域設(shè)置一個(gè)圓弧擋料板，通過圓弧擋料板將料斗落下物料導(dǎo)入導(dǎo)料槽下部皮帶機(jī)中。有格式斗輪機(jī)構(gòu)卸料能力較差、效率低，所以不適用于粉礦占據(jù)較大比重的物料；無格式斗輪機(jī)構(gòu)不適合用于硬度較大的塊狀物料，容易產(chǎn)生卡料現(xiàn)象。目前無格式斗輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛。

（2）斗輪機(jī)構(gòu)的布置形式。斗輪機(jī)構(gòu)的布置形式分為長軸布置和短軸布置。斗輪體與其驅(qū)動裝置分別位于皮帶機(jī)兩側(cè)為長軸布置，其優(yōu)點(diǎn)是斗輪機(jī)構(gòu)的重量平均分布在懸臂梁兩側(cè)，可以降低對懸臂梁扭轉(zhuǎn)鋼度的要求。缺點(diǎn)是卸料槽的卸料空間減小，而且不便于斗輪軸的維護(hù)和檢修。反之，驅(qū)動裝置設(shè)置在斗輪體同側(cè)時(shí)為短軸形式，但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮懸臂梁的平衡問題，采用適當(dāng)方式減少斗輪機(jī)構(gòu)的偏心對懸臂梁的影響，例如：將皮帶機(jī)偏斜一定角度，使斗輪機(jī)構(gòu)靠近懸臂梁中心等。

（3）斗輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動形式。驅(qū)動裝置有機(jī)械傳動和液壓馬達(dá)傳動。機(jī)械傳動采用電機(jī)、行星減速機(jī)，設(shè)置液力耦合器、電氣等多重安全和過載保護(hù)并配置良好的吸震裝置。機(jī)械傳動方式具有成本低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

斗輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置采用低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動（不帶任何機(jī)械減速裝置）及與之配套的液壓動力系統(tǒng)的全套附件，并有過載保護(hù)。液壓馬達(dá)驅(qū)動適用于北方寒冷地區(qū)，物料凍結(jié)等狀況下使用。

3 斗輪機(jī)構(gòu)參數(shù)的初步計(jì)算

以煤為計(jì)算品種，該品種堆比重為：0.8t/m3；粒度為：0～300mm；水分＜12%。

生產(chǎn)率有三種概念，即理論、技術(shù)、實(shí)際生產(chǎn)率。因缺乏理論與實(shí)踐的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)能力系指按生產(chǎn)工藝所規(guī)定要求而達(dá)到的數(shù)字，即平均堆取料能力。而理論生產(chǎn)率，取決于多方綜合因素，如斗輪的構(gòu)造參數(shù)，即斗輪連續(xù)不間斷滿負(fù)荷工作情況下的料斗容積和單位時(shí)間里最大可能的卸料斗數(shù)。

（1）理論生產(chǎn)率：

式中：G為平均生產(chǎn)能力；R為物料的堆比重；（其中數(shù)值0.83的取值范圍0.83～1）

（2）斗輪理論生產(chǎn)率公式：

式中：J為單個(gè)斗輪的容積（m3）；Z為料斗的個(gè)數(shù)；n輪為斗輪轉(zhuǎn)速。

斗輪的極限轉(zhuǎn)速公式：

式中：g為重力加速度（g=9.8m/s2）；R為斗輪半徑

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告知，斗輪的圓周速度與斗輪極限速度的比值K不能大于允許值（K）=0.5～0.6（建議取0.5）時(shí)無格式斗輪的結(jié)構(gòu)值。

（3）斗輪直徑的計(jì)算。

式中：D為斗輪直徑m；Q為挖掘力（額定能力）t/h；γ為物料堆積重度kN/m3；k為系數(shù)（煤k=0.505，礦石k=0.6）。

（4）斗輪斗容的計(jì)算。

斗輪斗容量按上述公式計(jì)算得：

（5）斗輪的傳動。

驅(qū)動功率的計(jì)算：

式中：N1為挖掘功率

式中：k為單位切削力，k=Kg/cm；c為挖掘深度與斗輪直徑之比；η總為總效率，η總=0.8；Q理為理論生產(chǎn)量（m3/h）；S為每分鐘卸空料斗的個(gè)數(shù)，S=Zn輪；R為斗輪半徑。

N2為提升功率：

N3為摩擦功率：

Vs為切屑速度m/min

Vs=V

所以N=N1+N2+N3（kW）

考慮啟動慣性力的影響，則乘以系數(shù)K'，則驅(qū)動功率為N總=K'N

4 結(jié)語

斗輪機(jī)構(gòu)是斗輪堆取料機(jī)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)是否合理將直接影響設(shè)備的性能和使用壽命。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，斗輪堆取料機(jī)的產(chǎn)品還會不斷的發(fā)展和完善，經(jīng)驗(yàn)的積累和新技術(shù)的應(yīng)用會不斷的驗(yàn)證設(shè)備參數(shù)選取的是否合理。

［1］臂式斗輪堆取料機(jī)型式和基本參數(shù)［M］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

［2］機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).斗輪堆取料機(jī)術(shù)語［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

Research on Bucket Wheel Mechanism of Cantilever Bucket Wheel Stacker

LUO Song
（Dalian Tianzhong Bulk Machinery and Equipment Co.，Ltd.，Dalian，Liaoning 116000，China）

Thispaperintroducesthebucketwheelmechanismofcantileverbucketwheel.Thecantileverbucketwheelstackeris a continuous and efficient bulk loading and unloading equipment.It has been widely used in ports，power plants，steel mills，Coking plants and other industries.Bucket wheel mechanism is the reclaiming device reclaiming device，and in the design it should take full account of the reclaiming machine reclaiming capacity，material properties，working environment and other factors.This paper discussesthebucketwheelinthebucketwheelstackingmachineasthemaincontent.

bucketwheelmechanismdesign；calculation；bucketwheelstackerreclaimer

TH243.2

A

2095-980X（2017）02-0085-02

2017-01-23

駱嵩（1987-），男，工程師，主要從事斗輪堆取料機(jī)、翻車機(jī)設(shè)計(jì)工作。