橋式雙斗輪混勻取料機斗輪驅(qū)動功率計算研究

李偉，宗曉紅

（湖南長重機器股份有限公司技術(shù)研發(fā)中心,湖南 長沙 410000）

橋式雙斗輪混勻取料機是與混勻堆料機配套使用的二次料場原料處理設(shè)備?？捎糜阡撹F、建材、有色冶金、化工等部門的均化原料場。該機在料堆端部進行作業(yè)，通過斗輪機構(gòu)的運動將已堆好的物料均勻取下，雙斗輪機構(gòu)是該設(shè)備的核心，故其驅(qū)動部分的計算顯得尤為重要，本文將詳細分析斗輪驅(qū)動部分功率的計算原理及參數(shù)的確定依據(jù)。

1 橋式雙斗輪混勻取料機工作原理分析

對雙斗輪驅(qū)動功率進行計算，首先得了解斗輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理以及橋式雙斗輪混勻取料機的工況。

1.1 斗輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理分析

橋式雙斗輪混勻取料機由眾多的部件組成，其中斗輪機構(gòu)為其核心的執(zhí)行部件，斗輪機構(gòu)由斗子、輪體、圓弧擋料板、中心落料斗、驅(qū)動裝置、拉緊鏈輪裝置等組成，如圖1。

斗輪采用鏈傳動，每一個斗輪設(shè)有一組驅(qū)動鏈輪，二組張緊鏈輪，成三角形布置，驅(qū)動鏈輪設(shè)置在上方；每個斗輪上有10個可以沿斗輪外緣翻轉(zhuǎn)的雙向帶齒的料斗，料斗為無格式結(jié)構(gòu)，與圓弧擋料板配合形成取料斗容。料斗形狀設(shè)計成寬而淺，能較好減少粘料，返料情況。斗子可調(diào)整拉桿轉(zhuǎn)換方向。

圖1 斗輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

該機重心較低，斗輪在料堆底部進行取料作業(yè)。斗輪由小車上的支承輥支承。工作時有自身的旋轉(zhuǎn)運動和在橋架上的左右移動。斗輪的一側(cè)裝有由若干塊鏈輪板組成的大鏈輪，大鏈輪通過鏈條和由電動機、液力偶合器、減速箱驅(qū)動的小鏈輪嚙合傳動，帶動斗輪旋轉(zhuǎn)；斗輪在橋架上的移動則由小車驅(qū)動機構(gòu)完成。

1.2 橋式雙斗輪混勻取料機工況分析

工作時，料場系統(tǒng)啟動，隨后啟動橋架帶式輸送機，延時開動斗輪、小車驅(qū)動機構(gòu)，小車驅(qū)動通過鋼絲繩卷揚，帶動小車在橋架上左右移動。

隨著斗輪旋轉(zhuǎn)運動和小車左右移動，料耙源源不斷地將料堆上各層物料均勻耙下，由斗輪挖取送至橋架帶式輸送機，再由橋架帶式輸送機端部料斗送至料場帶式輸送機，當(dāng)小車運行至橋架端部限位時，小車驅(qū)動停止工作，走行機構(gòu)啟動，進給一個預(yù)先給定的距離后停止，小車驅(qū)動啟動，下一個循環(huán)開始。

由上面的分析可以看出，斗輪機構(gòu)在整個作業(yè)的過程中，需要克服斗子切屑阻力、物料提升阻力、圓弧擋料板的摩擦阻力等3個主要負載。其受力是動態(tài)變化的，并且是連續(xù)的，如圖2所示。

圖2 斗輪堆取料機工況示意圖

2 斗輪機構(gòu)驅(qū)動功率的計算

斗輪的驅(qū)動功率可拆解為斗輪的切削功率、斗輪對物料的提升功率、斗輪旋轉(zhuǎn)與圓弧擋料板的摩擦功率3部分，需要依次計算相加即為總驅(qū)動功率。

2.1 電機總功率計算

式中：Nc切削功率，kW；Nh物料提升功率，kW；Nu圓弧擋料板摩擦功率，kW；η為總傳動效率，取η。

2.2 斗輪機構(gòu)主要參數(shù)計算

2.2.1 理論生產(chǎn)率的確定

斗輪在橋架上往返走行至端頭的制動—換向—起動時間為t1，大車走行機構(gòu)起動—進給—制動時間為t2，以上兩個時間為一個工作流程中的輔助時間，也就是說這個時間斗輪是沒有進行取料工作的，那么理論生產(chǎn)率Q1的計算

式中：Q為額定生產(chǎn)率，t/h；c為每小時的工作循環(huán)次數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗t1取5s、t2取4s。

2.2.2 單斗容積q計算

式中：n 為斗輪轉(zhuǎn)速；k為斗容積數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗取1.1（如圖2所示，當(dāng)一個斗輪在料堆中部飽和取料時，另一個斗輪處于料堆邊緣，基本取不到物料，所以綜合考慮，k取1.1）；Z為一個斗輪的斗子數(shù)量；γ為物料堆積密度，t/m3；q單斗容積，m3。

2.2 斗輪切削功率計算

2.3 物料提升功率計算

由公式Nh=Q1h/367

式中：Q1為理論生產(chǎn)率，t/h；h為物料提升高度，m。

2.4 圓弧擋料板摩擦功率計算

式中：q為單斗容積，m3；γ為物料堆積密度，t/m3；μ為摩擦系數(shù)；V為切削速度，m/s。

3 結(jié)語

本文詳細分析了雙斗輪混勻取料機斗輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作原理，并對斗輪機構(gòu)驅(qū)動部分需要克服的阻力進行了詳細分析，在此基礎(chǔ)上進行了驅(qū)動功率計算的分析。可為雙斗輪取料機斗輪機構(gòu)功率計算提供指導(dǎo)，并為其它同類產(chǎn)品提供參考。