往復式給料機與振動式給料機對稱重系統(tǒng)的影響分析

劉強

摘 要 往復式給料機和振動式給料機多用于塊狀疏散物料的投喂，其性能穩(wěn)定、結構簡單、維護方便，與各種稱重系統(tǒng)配套使用可達到定量投喂的效果。本文探討往復式給料機和振動式給料機這兩種不同的給料方式對稱重過程及稱重結果的影響。

關鍵詞 給料機;塊狀物料;稱重;穩(wěn)定性

對有稱重要求，需定量向受料裝置中投遞塊狀物料的，大多選用往復式給料機或者振動式給料機，這兩種給料機性能都比較穩(wěn)定，但在對物料的承重過程中卻又效果不同，最終影響稱重系統(tǒng)使用壽命及稱重穩(wěn)定性、準確性。

1 兩種給料機的介紹

1.1 往復式給料機

往復式給料機適用于礦井、選煤廠和熱電廠等需完成塊狀、大顆粒狀物料經(jīng)料倉進行均勻裝載于運輸機上或其他篩選、貯存裝置中。往復式給料機是由機架、底板傳動平臺、漏斗閘門、托輥等組成。其傳動原理是電機輸出軸上固定有一個偏心輪，經(jīng)過連桿與給料機的給料槽連接，通過電機控制器旋鈕調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，來控制偏心輪的轉(zhuǎn)速，進而調(diào)整給料槽的運動速度，實現(xiàn)改變往復式給料機的送料量的目的。

1.2 振動式給料機

振動式給料機用于塊狀、顆粒狀或粉狀物料的定量或連續(xù)的供給。是利用振動器中的偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使篩廂、振動器等可動部分作強制的連續(xù)的圓或近似圓的運動。振動給料機是由給料槽體、激振器、彈簧支座、傳動裝置等組成。槽體振動給料的振動源是激振器，激振器是由主動、被動兩根偏心軸和齒輪副組成。電動機通過三角帶驅(qū)動主動軸，再由主動軸上齒輪嚙合被動軸轉(zhuǎn)動，主、被動軸同時反向旋轉(zhuǎn)，使槽體振動，將塊狀，顆粒狀物料從料倉中均勻，定時，連續(xù)地送入受料裝置。

2 受料裝置與稱重系統(tǒng)

受料裝置一般為金屬材料制成的中間料倉，直接懸掛在稱重系統(tǒng)的承重傳感器上，且除此之外不能與外界有任何的連接。在這種情況下，稱重傳感器所接受的重力信號主要來自于受料裝置本身的重量以及裝置內(nèi)物料的重量。我們可以在稱重系統(tǒng)上通過標定零點來去除受料裝置的重量，從而只反映出物料的重量。但在實際的使用過程中，無論使用哪種給料機給受料裝置喂料都是動態(tài)的稱重過程。此時，稱重系統(tǒng)必將接受由于下料口到受料裝置底部存在的高度差而帶來的物料沖擊重力。

在整個稱重過程中，最難掌控的就是由于高度差帶來的沖擊力，對于粉末狀輕質(zhì)物料來說，這種沖擊力在不改變給料機給料流量時可近似的看作是一個定值，而這個值可以通過稱重控制系統(tǒng)中人為設定和修改，通過幾次實驗就可以獲得較為準確的數(shù)據(jù)，從而可以較為精確控制稱重結果。但對于塊狀、不規(guī)則物料卻很難掌握。

無論對于何種稱重傳感器，要測得物料的重量，傳感器本身必須發(fā)生彈性形變，盡管這種形變是微米級別的，或者更小。但如果這種形變超過一定限度，傳感器就會發(fā)生塑性形變，從而導致傳感器損壞[1]。

3 兩種給料機稱重趨勢對比

3.1 實驗條件

本文中使用的往復式給料機底板行程為400mm，曲柄轉(zhuǎn)速750rpm，料槽寬度800mm，輸送量為50～230T/h;振動式給料機震動頻率為16Hz，料槽寬度800mm，安裝傾角為7°，振幅為8mm，輸送量為150～200T/h。輸送物料均為天然石灰石巖礦，粒度為50～150mm。

稱重系統(tǒng)的構成為：稱重儀表IND-331，稱重模塊FW-2，接線盒AJB-005，稱重傳感器SB-2，信號線CB-10，量程為2000kg。

在實驗中將稱重目標值設定為1150kg。

我公司石灰窯上料系統(tǒng)中，在同一個受料裝置上安裝有一臺往復式給料機和一臺振動式給料機，通過對相應給料機斷電處理后就可達到單獨給料的目的。再由DCS系統(tǒng)采集稱重系統(tǒng)重量信號并記錄趨勢圖做以對比。

3.2 震動式給料機和往復式給料機稱重趨勢

由圖1中可以看出，當振動式給料機運行穩(wěn)定后，受料器內(nèi)物料重量的增加近似一條直線，沒有特別明顯的尖突，在單位時間內(nèi)，物料重量變化不大。也就是說，由給料機下料口到受料裝置的高度差所帶來的物料對稱重系統(tǒng)的沖擊力較為穩(wěn)定。此時稱重傳感器所受到的壓力也不會有明顯的突變，不會超出傳感器測量范圍。

而往復式給料機的稱重曲線圖中有很多個尖突的點，存在周期變化。受料裝置中物料重量的變化量也是呈現(xiàn)出周期性變化，同時給料過程中也會對稱重系統(tǒng)造成周期性的沖擊，而且由于物料密度變化很大，會放大物料對稱重系統(tǒng)的沖擊作用。這會增加稱重傳感器的形變變化量，增加稱重傳感器發(fā)生形變的頻率，當稱重傳感器受到多次重復變化的載荷作用后，應力值雖然始終沒有超過材料的強度極限，甚至比彈性極限還低的情況下就可能發(fā)生疲勞破壞[1]。

4 結束語

通過兩種給料機對稱重系統(tǒng)影響的比較，振動式給料機對受料裝置的沖擊力度更小，幾乎不存在大的重量突變，能夠更穩(wěn)定的對稱重傳感器施加重量，更有利于保護稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠有效延長稱重傳感器的使用壽命。而往復式給料機對受料裝置的沖擊力度較大，在曲柄每一運行周期都存在落料沖擊現(xiàn)象，導致稱重傳感器頻繁接受循環(huán)應力，提前導致金屬疲勞。

參考文獻

[1] 戴宏亮.材料力學[M].湖南：湖南大學出版社，2014：217.