移動犁式蓋帶多點卸料帶式輸送機設計

曾 楷 丁 創(chuàng) 成 鎮(zhèn)

廣州港新沙港務有限公司

1 引言

平房倉倉頂卸料進倉的傳統(tǒng)設備有埋刮板機、普通氣墊帶式輸送機、移動回拋帶式輸送機、固定回拋帶式輸送機，均存在高能耗、低效率、高破碎率、高故障率、維護成本高的問題[1]。固定犁式多點卸料帶式輸送機是近年出現(xiàn)的倉頂卸料進倉設備，具有環(huán)保、低能耗、高效率、低破碎率、低故障率的優(yōu)點，但設備的投資大，維護成本高。為解決上述設備所存在的問題，設計移動犁式蓋帶多點卸料帶式輸送機，用于平房倉頂卸料進倉。

2 設計技術要點

2.1 設計要求

廣州港某水運工程建設項目需建設2座7.5萬t機械化平倉，主要堆存玉米、大豆等糧食，每座機械化平倉倉頂需配備1臺移動犁式蓋帶多點卸料帶式輸送機，輸送機總長228 m，設計輸送能力為2 000 t/h。

2.2 移動犁設計

移動犁式蓋帶多點卸料帶式輸送機主要由輸送帶、驅動裝置、傳動和改向滾筒、托輥、(雙)犁式卸料裝置、張緊裝置、清掃裝置、喂料靴、機架、覆蓋帶等部件構成。輸送機采用雙犁結構及齒銷傳動，運行平穩(wěn)可靠,可實現(xiàn)移動連續(xù)卸料,可清掃輸送帶上所有物料及粉塵，下分支采用淺盤槽氣室支承回程輸送帶,密封性好，具有效率高、能耗低、破碎率低等特點[2]。

移動犁主要包括基座、固定在基座上的皮帶輸送設備、支架、卸料器、下料斗、覆蓋帶、驅動機構、定位模塊等，在原有固定犁式多點卸料帶式輸送機的基礎上，在皮帶機架兩側安裝軌距2 550 mm的滑軌和鏈軌，同時將犁頭部分通過行走輪安裝在滑軌上，驅動行走輪帶動移動犁沿軌道移動(見圖1)。

1.輸送帶 2.覆蓋帶 3.懸臂托輥 4.卸料器 5.水平托輥 6.驅動機構 7.滑軌和鏈軌 8.定位模塊 9.基座 10.下料斗 11.平衡輪 12.支架 13.齒輪圖1 移動犁結構示意圖

在滑軌上安裝鉸接的平衡輪機構，可通過平衡輪來適應卸料器在卸料和沒有卸料2種狀態(tài)的負載變化以及在行走過程中的卸料負載，避免在運行過程中出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。在傳統(tǒng)的水平托輥的基礎上，增加懸臂托輥，通過水平托輥使皮帶在到達平臺之前展平，通過懸臂托輥使物料在輸送過程中向皮帶中間集聚，避免物料從皮帶的邊緣灑落。

定位模塊以及配套的步進電機或伺服電機可設置3種卸料模式，以調節(jié)移動犁的實時狀態(tài)。通過控制器和其他電子檢測控制件的配合，使卸料過程整體自動化，可實現(xiàn)對同一個料倉下料時，卸料器上的下料斗能夠在該料倉的不同位置移動，保證物料成型良好[3-4]。

2.3 輸送機主要參數(shù)

2.3.1 輸送能力校核

根據(jù)該項目需求，皮帶寬度B擬定為1 800 mm，帶速v擬定為3.5 m/s，物料密度ρ取0.75 t/m3，此帶式輸送機的輸送能力Q為：

Q=3 600KvSρ

(1)

式中，S為運輸糧食的截面積，取0.244 m2；K為傾斜系數(shù)，該工況為水平運輸，取K值為1。

計算得Q為2 305 t/h,輸送機的寬度和帶速能滿足額定產量的要求。

2.3.2 輸送機傳動參數(shù)

帶式輸送機驅動滾筒需要的圓周驅動力FU為：

FU=FH+FN+FS1+FS2+FS

(2)

式中，F(xiàn)H為主要阻力，主要為承載皮帶的摩擦阻力與氣墊回程皮帶摩擦阻力；FN為附加阻力，主要為輸送帶繞過滾筒的阻力與進料口物料加速阻力；FS1為主要特種阻力，主要為托輥前傾摩擦阻力及物料與導料槽欄板摩擦力；FS2為附加特種阻力，主要包括頭部清掃器阻力、空段清掃器阻力及刮板阻力；FSt為傾斜阻力，該工況為水平運輸，但犁頭部皮帶抬高了0.5 m以方便卸料。

經(jīng)計算，驅動滾筒需要的圓周驅動力FU約為5.09 kN。

驅動滾筒軸功率PM為：

PM=K×PA/(η×η′×η″)

=K×FU×v/1 000(η×η′×η″)

(3)

式中，PA為驅動滾筒轉動效率；η、η′、η″分別為傳動效率、電壓降系數(shù)以及多機功率不平衡系數(shù)。

將相關數(shù)據(jù)代入后，經(jīng)計算求得所需電機功率為137 kW，充分考慮該項目電機的互換性后，驅動電機功率選取為160 kW。

2.3.3 輸送帶安全系數(shù)計算

輸送帶靜安全系數(shù)n=12,輸送帶縱向扯斷強度σ=200 N/(mm·層)，計算輸送帶層數(shù)z：

z=FUmax×n/(1 000B×σ)=1.7<3

(4)

因此輸送帶選型聚酯帆布200型皮帶：EP-200 1 800×3(3+2)。主要參數(shù)為：帶寬1 800 mm，內含3層EP200型帆布，上下覆蓋膠的厚度分別是3 mm和2 mm。

2.3.4 主要設備選型

通過上述分析，確定的主要設備及其他附屬設備選型見表1。

表1 主要設備型號及參數(shù)

3 結語

該機型具有環(huán)保、低能耗、高效率、低破碎率、低故障率、設備投資小和維護成本低的優(yōu)勢，尤其對于具有多個廒間的平房倉，相比于原固定卸料裝置，該機型每條輸送機可以實現(xiàn)沿輸送機方向全程覆蓋面卸料，物料成型效果好，倉容利用率高。