一種重型板式給料機的結構研究

王 波，毛 瑞

（太原重工股份有限公司技術中心，山西 太原 030024）

引言

單斗挖掘機—自移式破碎站—帶式輸送機—排土機形式的半連續開采工藝，提高了礦山的生產能力，大幅降低了生產成本，節能減排，逐漸成為全世界范圍內露天采礦的發展趨勢。特別是在我國高寒地區的成功應用，對其他露天礦山有很好的指導和借鑒意義[1]。重型板式給料機作為采場設備自移式破碎站的重要組成部分，負責將來自挖掘機的各種大容重物料均勻連續地輸送至破碎級，在半連續開采工藝中起到了重要的一環。

1 工作原理

重型板式給料機將電動機的動力，經過聯軸器和減速機驅動鏈輪軸旋轉。固定在鏈輪軸上的鏈輪齒繼而與鏈條連續嚙合，拖動鏈板作連續直線運動，帶動物料不斷運輸至破碎機，從而實現了輸送物料的目的。

2 結構特性

板式給料機主要包括的部件：主機架、驅動軸總成、張緊裝置、標準牽引件（鏈條、支重輪、拖鏈輪等）、鏈板、驅動裝置。圖1為太原重工股份有限公司自主設計開發的重型板式給料機。

2.1 主機架

主機架為板式給料機的主要鋼結構，給所有機械部件提供剛性支撐，并能夠在設備的啟動、操作和來料沖擊時經受住所有載荷。圖2為板式給料機主機架示意圖。

圖1 板式給料機UG 三維模型

圖2 板式給料機主機架

主機架的頭部裝有驅動軸，由安裝在機架上的軸承座支撐；尾部有張緊裝置，整個裝置固定在機架的槽孔內，并通過液壓千斤頂實現整個鏈條的張緊；鏈條的工作段，由安裝在機架上的支重輪支撐；鏈條的回空段，由安裝在機架上的拖鏈輪支撐。因此，鏈條鏈板自重以及來料沖擊時，幾乎所有的載荷都由主機架來承受，需要保證主機架的強度和剛度。

如圖2所示，主機架采用4層結構。最頂層為支重輪和鋼軌的安裝層，需要保證足夠的平面度，避免左右鏈條高度不一致，影響傳遞效率；第2層為筋板支撐層；第3層為鏈條的回空層，用來安裝拖鏈輪，盡量減小鏈條回空段下垂度；第4層為整個板式給料機的安裝面層。整個板式給料機通過鋼結構固定在底架上，和履帶裝置一起組成了自移式設備。

2.2 驅動軸總成

驅動軸總成包括驅動軸、鏈輪、脹緊套、滾動軸承以及軸承座等。左右2軸承座安裝在機架上，其內部的滾動軸承支撐著驅動軸。鏈輪采用分體式結構，單片鏈輪通過螺栓固定在一個經過機加工的鋼制輪轂上。該輪轂安裝在驅動軸上并配備鎖緊裝置。

驅動軸是驅動裝置和鏈板的鏈接紐帶。驅動軸既承受減速機的扭矩，也承受減速機的質量，所以驅動軸的尺寸應按最終受力情況進行校核。

選用合適的軸承，并根據其當量動載荷，推算出軸承壽命，確定是否滿足工作條件、工作年限要求。

2.3 張緊裝置

張緊裝置由一個全焊接結構的箱體組成，用于支撐2個張緊輪。張緊裝置通過螺栓固定在主機架上，可在機架的槽孔內滑動。鏈條的張緊可簡單地通過液壓千斤頂與插拔墊片實現。液壓千斤頂由1個機載的手動液壓泵控制，可實現張緊力的及時調節。

主機架上留有張緊裝置的安裝位置。千斤頂一端固定于機架上，另一端可伸縮，實現張緊輪與鏈條的張緊。

鏈條張緊力由圓周力、鏈條自重、初張力和鏈條運行時多邊效應產生的附加動拉力組成，它是驅動軸設計的重要依據。

2.4 標準牽引件

板式給料機采用雙鏈條結構。在給料機主機架左右兩側，鏈條下方安裝有支重輪。支重輪主要用來支承鏈條的工作段，以防止鏈板因載荷和自重而產生很大的撓度，保證鏈條正常運行并承受一部分物料的沖擊，并可限制鏈條跑偏。支重輪的設計間距足以支撐鏈條和鏈板總成。

主機架內部，鏈條的回空段裝有拖鏈輪，用來防止回空鏈條產生過大的撓度，影響鏈條運輸效率。所有牽引件安裝位置如圖2所示。

2.5 鏈板

板式給料機的鏈板通過高強螺栓和螺母固定在鏈軌上。主機架的中部安裝有緩沖鋼軌，鏈板中部位于緩沖鋼軌的上面，為整體焊接結構，并配有加強筋和和支撐板。給料機的鏈板采用防滲漏式重疊設計，最大限度的減少鏈板夾料，并且鏈板側方配有高邊裙板，避免撒料，如圖3所示。

圖3 鏈板結構

給料機的鏈板可以在工作現場進行更換，不影響設備的其他部位。鏈板由安裝在機架上的支重輪與托輪支承，并通過調整張緊裝置使鏈條與鏈輪正確嚙合。

主機架中部裝有緩沖鋼軌，能夠最大限度地減少給料機鏈板的變形，并向給料機的整個承載段提供足夠的支撐[2]。由于該板式給料機使用時存在一定的使用角度，因此鏈板上焊接有刮板，利于輸送物料。

為了防止鏈板黏料，在鏈條回空段漏料，該板式給料機還設計了接料裝置，并利用鏈條回空段刮板將累積的漏料刮至地面。

2.6 驅動裝置

板式給料機的驅動采用雙驅動模式，主要組成部分[3]：2臺行星減速機，通過鎖緊盤直接安裝在板式給料機的驅動軸上，減速機的扭力臂與主機架直連，且減速機與主機架留有一定的距離，保證更換設備或檢修時方便驅動軸退出；2臺驅動電機，通過聯軸器與減速機連接，為了減小安裝調節的難度以及最大限度不影響傳遞效率，可采用萬向節聯軸器，用以承受一定的偏角。2個支座安裝在機架上，給電機以支撐。

3 結語

簡要介紹了一種板式給料機的結構，為板式給料機結構系列化設計提供了一定的參考價值。重型板式給料機的設計是一項龐大的工程，需結合工藝流程、物料特性、上下游設備處理能力、結構及優化、電氣、設計人員經驗等因素來綜合考慮，其設計過程任重而道遠。

[1] 李樹學,袁金祥. 半連續工藝在伊敏露天礦的應用 [J].露天采礦技術,2011(1): 5-8.

[2] 胡新燕,王立華,黃亞宇. 重型板式給料機鏈板支撐機構的沖擊特性分析[J].新技術新工藝,2010(1): 9-11.

[3] 苗慶偉,蘆麗華,王學民. 重型板式給料機設計要點[J].起重運輸機械,2008(7): 14-16.