混勻取料機取料能力提升改造的可行性探討

畢曉克

（大連天重散裝機械設備有限公司，大連 116000）

混勻取料機適用于大中型鋼鐵企業、有色金屬冶金企業的散裝物料儲料場，是一種高效連續混勻取料的裝卸設備。某鋼廠QLKH1000.36型混勻取料機，因生產需求，需要將取料率從1000t/h提升至1200t/h，故進行改造升級。該鋼廠取料機內部斗輪驅動裝置為機械傳動，采用75kW四級電機、減速機驅動小鏈輪帶動斗輪體上的大鏈輪，大小鏈輪齒數比為187/19，斗輪直徑D為7.3m，斗數Z為10個，斗容J為0.25m3，轉速n為4.5r/min，物料密度ρ=2.0t/m3s。

1 方案分析

混勻取料機的最大取料能力為QV=60ZJnρ=60×10×0.25×4.5×2.0=1350t/h。平均取料能力QA=0.75Q=1000t/h。根據上式，要達到提升取料能力目的，需以下幾個參數實現：增加斗子個數Z；增大料斗的斗容J；提高斗輪運轉的速度n。

三個改進方案情況分析如下：（1）增加斗數Z，需要重新制作斗輪體和料斗，大量改動結構，受料場和橋架限制，幾乎無法實施。（2）增加斗容J，需要整機更換20個料斗，斗容增加20%，由0.25m3變為0.3m3受料場和機構限制，料斗只能做成魚肚型等不規則形狀，重新核算驅動功率，改造費用約25萬元，可以實施。（3）提高轉速n，需要更換2個驅動小鏈輪，由19齒變為23齒，直徑由690mm變為760mm。之后調節張緊鏈輪，重新核算驅動功率和斗輪轉速，改造費用約5萬元，可以實施。

根據經驗，斗輪堆取料機一般通過增加斗容達到提升能力的目的。混勻取料機與其相比具有以下特性：（1）斗輪驅動裝置比斗輪機多了一段傳動鏈來控制斗輪轉速；（2）混勻取料機斗輪體直徑受跨度和料場限制，為保證橋架剛度，輪體跨度要在規定范圍內：一般跨度越大，橋架截面就越大，相應的斗輪體直徑就越大；跨度小的輪體，斗輪體要設置成斗容小、轉速低的模式。（3）為了取干凈地面的物料，斗輪料斗與地面相切，具有雙向變換性。為了卸凈物料，可通過改變幾何形狀來增大斗輪斗容。

綜上所述，在提升能力改造時，斗輪轉速具有一定的改造空間，只需要將小鏈輪大鏈輪的速比放大1.2倍，即更換不受結構影響的小鏈輪，就可滿足1200t/h的取料要求。但前提是滿足轉速和驅動功率的核算要求。

2 計算校核

2.1 改造前斗輪機構所需功率核算

按照斗刃的總長度計算：

式中，N0為斗輪驅動的軸功率；N1為切削功率；N2為提升功率；N3為摩擦功率。

式中，PL為總的切向挖取阻力（N）；K線切割比阻力，挖礦石時，取K=225N/cm，L為物料與斗刃口接觸的平均長度，cm。

取φ0=90°，則，c=1-cosφ0=1，α=1.57，J=0.25m3，取增大系數f=1.4，切割深度：

查得km=1.43，計算出L=107.22cm。

式中，H為物料提升高度及斗輪半徑。

取H=3.65m，Q=1000t/h，可得N2=3.65×1000/367=9.95kW。N3=μN2，μ為摩擦系數，取0.2，可得N3=0.2N2=0.2×9.9455=1.99kW。將N1、N2、N3帶入式（1），可得N0=53.4kW。

式中，η為斗輪機構總效率。

取 η=0.88，則 N=N0/η=53.4/0.88=60.69kW。

2.2 改轉速功率校核

2.3 改斗容功率校核

根據J容=0.30m3，可得切割深度其他數值計算如式（8）、式（9）、式（10）所示。

其中，P容≤75kW（原電機功率）。

2.4 改轉速校核

根據上式，可得v轉=1.2×v=2.063，v轉＜v額，滿足重力落料要求。

3 結論

通過文章研究，可以得出以下幾點結論：（1）在原電機功率滿足要求的情況下，增大斗容的功率，適合改造斗輪堆取料機；（2）混勻取料機受橋架和料場的限制，增大轉速更具有實用性和經濟性；（3）皮帶系統額定輸送1000t/h，最大輸送能力1320t/h，由于皮帶機為被動運料，按照相關行業標準，額定輸送1200t/h時皮帶系統可以不必改造；（4）盡管本文研究的混勻取料機屬于改造項目，無論是增斗容或是提轉速，如果核算后的功率超過原功率的5%，應重新匹換驅動裝置；如果斗輪轉速超過額定轉速1.108，不能采用提高轉速的方法。