橋式刮板取料機端梁行走功率的設計與計算

劉 旭 劉 宇

北方重工集團有限公司

橋式刮板取料機端梁行走功率的設計與計算

劉 旭 劉 宇

北方重工集團有限公司

橋式刮板取料機端梁行走的設計與計算。

橋式刮板取料機 端梁 行走功率

一.前言

橋式刮板取料機是建立在預均化理論上的一種工藝設備，主要與側式懸臂堆料機進行配套使用。側式懸臂堆料機將物料按照連續人字形堆料工藝，將物料堆積在料場即完成第一次混勻，然后由橋式刮板取料機將已堆積好的物料按照全斷面取料工藝取走即完成第二次混勻。

目前橋式刮板取料機廣泛應用于鋼鐵、建材、冶金、水泥、電力等行業中，主要用于對原料均化性能有較高要求的處理，如鋼鐵廠的鐵粉，水泥廠的石灰石、原煤、粘土等物料進行預均化處理。該設備主要具有環保、連續作業、自動化程度較高等優點

二.橋式刮板取料機的基本結構及工作原理

本文主要以重慶南桐特種水泥5000t/d項目為依托，該設備(QG80/33橋式刮板取料機)主要用于原煤料場的預均化處理。

1、橋式刮板取料機結構原理

（見圖1）

橋式刮板取料機主要由擺動端梁、固定端梁、橋梁、刮板輸送系統、料耙系統等部件組成。

擺動端梁和固定端梁在已安裝好跨距為33m的鋼軌上往復行走，通過料耙系統在橋梁長度方向行走將其物料刮到橋梁底部，然后通過布置在橋梁底部的刮板輸送系統將物料取走。

圖1

2、端梁行走功率計算

如圖1擺動端梁(序號1)和固定端梁(序號2)主要有端梁體、車輪組、行走驅動裝置組成。端梁行走速度對整機設備運行的可靠性、能否達到額定產量都起到關鍵性作用。而端梁行走采用兩種速度分別用于取料機取料工況和調車工況。

由于料場工藝要求、設備額定產量由用戶根據水泥生產工藝提出。料場參數：

物料：原煤 堆積容重(ρ)：0.9t/m3

額定產量(Q)：80t/h 料堆截面積(S)：263m2

V1=Q/60×ρ×S =80/60×0.9×263=0.005m/min(速度可以根據產量，由變頻器調整)

工況二：

根據現場設備運行的實際情況，結合設計經驗及國外設備調車工況行走速度一般設計在V2=10～13m/min為最佳。

為了滿足上述兩種工況運行速度必須匹配合理的電機驅動功率。設備總重：153t 車輪直徑：710mm

2.1 取料作業時驅動功率計算

行走驅動布置圖如圖2所示：取料作業時電機(1)工作，此時電機(2)不工作相當于聯軸器作用，而調車工況反之。

2.1.1 負荷阻力(作業時)

F=F1+ F2+ F3

圖2

式中：

F1----軌道對車輪的阻力

F1=(G×K)/r

G---設備總重153t

r---車輪半徑35.5㎝

K---滾動力臂 0.05～0.07㎝ 取0.07cm

F1=(153×0.07)÷35.5=0.30t=302㎏

式中：

F2---車輪軸承阻力轉化到軌道對車輪的阻力

F2=(G×f×rn)/ r

f—滾動軸承摩擦系數0.004

rn--滾動軸承滾動半徑21.5cm

(設計中采用軸承 3053134 170X260X67)

F2=(G×f×rn)/ rn=(153×0.004×21.5)÷35.5=0.37t=370㎏

式中：

F3----刮板切削阻力(取料方向)

F3=L×GF×μf×μs

L—鏈載荷長度28m

GF—每米鏈條運輸量(平均值)822㎏/m

μf—材料摩擦系數 μf=0.7

μs—刮板運行阻力轉化到前進方向的阻力系數

取μs=0.3(經驗數據)

F3=28×822×0.7×0.3=4839㎏

2.1.2 作業時功率

由于取料機正常取料時，F1、F2、F3負荷同時作用在設備上，此時端梁的驅動功率：

N=FV1/102Xη總(F=F1+F2+F3) =(F1+ F2+ F3)×V1/102Xη總

=5511×0.005/102×0.5×60 =0.009kw

考慮電機的備用系數，查電機樣本，根據工況和實際配套件以及電機在低頻運轉時的情況，綜合考慮確定作業電機選用0.55 Kw，采用變頻調速電機。

2.2 調車時驅動功率計算

由于調車時刮板不工作，所以不受刮板切削阻力的影響，即F3不作用于整機設備。

F=F1+F2

=302+370=672㎏

N=FV2/102Xη總

=672×12/102×0.8×60

=1.65Kw

根據軸功率，考慮到電機的備用系數，根據整機驅動布置及國外設備相應的參數，確定調車電機功率。

即：N調電=N×1.4=1.65 Kw×1.4

= 2.3 Kw 電機備用系數--1.4

根據N調電功率，查相應的電機樣本確定調車電機選用3KW.

由上述分析，橋式刮板取料機端梁驅動功率的計算和選用，直接影響到整機設備運行可靠性、經濟性、對額定產量起到關鍵作用。