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重型板式给料机给料能力及动力的设计计算

[发布日期:2018-09-06 17:57:59 浏览量:363 ]
 

重型板式给料机给料能力及动力的设计计算
板式给料机 
    重型板式给料机(又称重型裙板喂料机)是矿山、冶金、建材、化工、港口及煤炭等工矿企业中广泛使用的一种连续运输机械,常用于初破系统的给料及仓压工况下的转载作业,也可用于短距离输送粒度与密度较大的物料。板式给料机是矿石原料处理和连续生产过程中重要和必不可少的设备之 一。其主要结构组成见图1。 


1.头轮装置2.尾部拉紧装置3.输送槽4.电机5.减速器6.上托轮组7.下托轮组8.机架 9.传动轴10.牵引链11.导料槽 
图1重型板式给料机 
    该给料机的工作原理是:由电动机通过联轴器与轴装式减速器的高速轴直联,减速器的输出轴为空心的,头轮装置的驱动轴直接串在空心轴内,由收缩盘将驱动轴胀紧传递扭矩,使头轮装置转动。通过装在驱动轴上的2只链轮带动输送槽作直线运动,将物料输送到目的地。其主要特点是:能承载深仓仓压,可变频调速并可满载启动,在0~20°倾角范围内安装使用。
 
1、原始参数 
    我公司接受贵州某磷矿选厂一台重型板式给料机的设计与制造任务,其基本要求如下:输送物料为磷矿石,密度ρ=1.48t/m,最大粒度不大于550mm,输送距离L=28m,给料能力Q≤300m/h,设备布置倾角β=20°(向上),传动装置右式,给料机型号:ZB1500×28m,原料仓给矿口尺寸宽B1=1.4m、长L1=2m,原料仓高H=8m。 

2、设计计算 
    常规重型板式给料机长度在20m之内,安装倾角不大于20°。针对本机只是输送距离较长,因此,仅对相关的参数进行必要的设计、核算。

2.1 
给料机基本参数设定和计算 
    输送槽的有效宽度B1=1.4m,导料槽挡板高度H1=1m,槽内物料装满系数=0.8,根据给料能力 
Q=3600B1H1v 
求得输送槽的运行速度 
v=0.0744m/s 

2.2 
驱动功率计算 
    当传递到驱动链轮上的功率大于设备运行阻力所产生的负荷时,设备就正常运行工作。因此,先分析驱动链轮上的受力情况,求得所受的总阻 
力。驱动链轮的受力见图2。 

图2驱动链轮受力分析简图 
图中F1为曲线段绕入点的张力,F2为曲线段绕出点的张力,F3为曲线段的运转阻力。

1)曲线段绕入点的张力F1的计算 
由于给料机倾斜安装布置,因此,此张力主要由料仓的料柱压力、物料及输送槽自重所产生的坡度阻力(见图3)、输送槽受重时与托轮间的滚动摩擦力及槽内物料与导料槽之间的摩擦力组成。 

图3坡度阻力分析简图 

料柱压力 
G1=13.73ρB1L1g=557.6kN 
导料槽内物料重力 
G2=ρB1H1(L-L1)g=422.4kN 
托轮上部输送槽的重力 
G3=28qg/1000=23.4kN 
式中:q为输送槽每米长的质量,ZB1500型号的重型板式给料机模块化设计参数,q=850kg/m。坡度阻力 
Fb=(G1+G2+G3)sinβ=343.2kN 
由于输送槽由托轮支承,托轮采用滚动轴承结构设计,根据相关的参考资料,输送槽与托轮间的滚动摩擦因数取f=0.02,滚动摩擦力 
Fm=f(G1+G2+G3)cosβ=18.85kN 
槽内物料与导料槽间的摩擦力 
FL=μLH2ρg=243kN 
张力 
F1=Fb+Fm+FL=605.05kN 
2)曲线段绕出点的张力F2的计算 
曲线段绕出点的张力F2主要为头尾链轮下部的输送槽自重产生的向下拉力,即 
F2=28qg/1000=23.4kN 
3)曲线段的运转阻力F3的计算 
F3主要由链条僵直、转弯及链条与托轮摩擦等因素产生,根据相关的参考资料 
F3=0.03~0.05(F1+F2) 
选取F3=0.04(F1+F2)=31.5kN 
计算得F=F1+F3-F2=613.15kN 
负载功率 
P负=Fv=45.62kW 
传动功率 
P=KP负/η==72.02kW 
式中:K为功率备用系数,一般为1.3~1.5, 
取K=1.5,η为传动效率,一般为0.9~0.95,取 
η=0.95。 
选配电机功率P=75kW。
 
2.3 
牵引链条的校核 
    根据ZB1500重型板式给料机模块化设计参数选择,牵引链条选择工程推土机用履带式链条,规格为8216MJ(山推产品),其节距P=216mm,双链条传递最大功率为161kW,安全系数为8,本机的负载功率远小于其承受能力,因此,选用该规格的链条能满足实际使用。驱动链轮与链条相配,具体模块设计链轮齿数Z=10。 
2.4 
减速器、电机的配置 
2.4.1减速器选型 
    驱动链轮每转一圈,输送槽的运行距离为S=ZP=2.16m,求得链轮转速 
n=60v/s=2.056r/min 
    选用轴装式减速器,根据转速及输入功率,对照减速器厂家的相关参数选定减速器的型号为TFK1080-450(泰星减速器),输入转速n1=1000r/min,输出转速为n2=2.2r/min。 

2.4.2 
电机的选型 
    重型板式给料机给料一般要求调速,因此电机选用变频电机,型号为YVP2-315S-6,功率P=75kW,全频转速为960r/min。 

2.5 
输送能力的核算 
    选配后减速器的实际输出转速n实=2.11r/min,输送槽的运行速度v实=n实s/60=0.076m/s,输送能力Q实=3600B1H1v=306m/h>300m/h。 

3、存在问题 
    重型板式给料机的具体工况各不相同,由于经验数据及计算公式的不确定性,使得理论计算量与实际使用量有时会存在较大的误差,并且有些因素无法计算,如输送物料的含水率、粘性、托辊内部轴承的润滑,包括设备的使用环境等,都会改变重型板式给料机的工况。具体设计时,以理论计算为基准,参考经验并与相近使用工况要求进行对比,做适当的调整。 

4、结语 
    重型板式给料机经过多年的发展,目前在矿山行业使用的机型、结构形式基本定型,相关的组件大多进行了模块化设计,并广泛使用。板式给料机除动力部分进行必要的计算配置,其余按模块化设计的结构制造。由于设备笨重、超长,在本公司内按部件制造,试装、运转合格后,分散件运到用户现场安装调试。该设备安装调试后,完全满足用户现场的要求,到目前为止,已连续正常运行近2年,用户没有反映任何问题。

 

文章作者:www.hnxxxz.com



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