往復(fù)式給料機(jī)與振動(dòng)式給料機(jī)對(duì)稱重系統(tǒng)的影響分析

劉強(qiáng)

摘 要 往復(fù)式給料機(jī)和振動(dòng)式給料機(jī)多用于塊狀疏散物料的投喂，其性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，與各種稱重系統(tǒng)配套使用可達(dá)到定量投喂的效果。本文探討往復(fù)式給料機(jī)和振動(dòng)式給料機(jī)這兩種不同的給料方式對(duì)稱重過(guò)程及稱重結(jié)果的影響。

關(guān)鍵詞 給料機(jī);塊狀物料;稱重;穩(wěn)定性

對(duì)有稱重要求，需定量向受料裝置中投遞塊狀物料的，大多選用往復(fù)式給料機(jī)或者振動(dòng)式給料機(jī)，這兩種給料機(jī)性能都比較穩(wěn)定，但在對(duì)物料的承重過(guò)程中卻又效果不同，最終影響稱重系統(tǒng)使用壽命及稱重穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。

1 兩種給料機(jī)的介紹

1.1 往復(fù)式給料機(jī)

往復(fù)式給料機(jī)適用于礦井、選煤廠和熱電廠等需完成塊狀、大顆粒狀物料經(jīng)料倉(cāng)進(jìn)行均勻裝載于運(yùn)輸機(jī)上或其他篩選、貯存裝置中。往復(fù)式給料機(jī)是由機(jī)架、底板傳動(dòng)平臺(tái)、漏斗閘門、托輥等組成。其傳動(dòng)原理是電機(jī)輸出軸上固定有一個(gè)偏心輪，經(jīng)過(guò)連桿與給料機(jī)的給料槽連接，通過(guò)電機(jī)控制器旋鈕調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，來(lái)控制偏心輪的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)整給料槽的運(yùn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)改變往復(fù)式給料機(jī)的送料量的目的。

1.2 振動(dòng)式給料機(jī)

振動(dòng)式給料機(jī)用于塊狀、顆粒狀或粉狀物料的定量或連續(xù)的供給。是利用振動(dòng)器中的偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使篩廂、振動(dòng)器等可動(dòng)部分作強(qiáng)制的連續(xù)的圓或近似圓的運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)給料機(jī)是由給料槽體、激振器、彈簧支座、傳動(dòng)裝置等組成。槽體振動(dòng)給料的振動(dòng)源是激振器，激振器是由主動(dòng)、被動(dòng)兩根偏心軸和齒輪副組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角帶驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸，再由主動(dòng)軸上齒輪嚙合被動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主、被動(dòng)軸同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)，使槽體振動(dòng)，將塊狀，顆粒狀物料從料倉(cāng)中均勻，定時(shí)，連續(xù)地送入受料裝置。

2 受料裝置與稱重系統(tǒng)

受料裝置一般為金屬材料制成的中間料倉(cāng)，直接懸掛在稱重系統(tǒng)的承重傳感器上，且除此之外不能與外界有任何的連接。在這種情況下，稱重傳感器所接受的重力信號(hào)主要來(lái)自于受料裝置本身的重量以及裝置內(nèi)物料的重量。我們可以在稱重系統(tǒng)上通過(guò)標(biāo)定零點(diǎn)來(lái)去除受料裝置的重量，從而只反映出物料的重量。但在實(shí)際的使用過(guò)程中，無(wú)論使用哪種給料機(jī)給受料裝置喂料都是動(dòng)態(tài)的稱重過(guò)程。此時(shí)，稱重系統(tǒng)必將接受由于下料口到受料裝置底部存在的高度差而帶來(lái)的物料沖擊重力。

在整個(gè)稱重過(guò)程中，最難掌控的就是由于高度差帶來(lái)的沖擊力，對(duì)于粉末狀輕質(zhì)物料來(lái)說(shuō)，這種沖擊力在不改變給料機(jī)給料流量時(shí)可近似的看作是一個(gè)定值，而這個(gè)值可以通過(guò)稱重控制系統(tǒng)中人為設(shè)定和修改，通過(guò)幾次實(shí)驗(yàn)就可以獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而可以較為精確控制稱重結(jié)果。但對(duì)于塊狀、不規(guī)則物料卻很難掌握。

無(wú)論對(duì)于何種稱重傳感器，要測(cè)得物料的重量，傳感器本身必須發(fā)生彈性形變，盡管這種形變是微米級(jí)別的，或者更小。但如果這種形變超過(guò)一定限度，傳感器就會(huì)發(fā)生塑性形變，從而導(dǎo)致傳感器損壞[1]。

3 兩種給料機(jī)稱重趨勢(shì)對(duì)比

3.1 實(shí)驗(yàn)條件

本文中使用的往復(fù)式給料機(jī)底板行程為400mm，曲柄轉(zhuǎn)速750rpm，料槽寬度800mm，輸送量為50～230T/h;振動(dòng)式給料機(jī)震動(dòng)頻率為16Hz，料槽寬度800mm，安裝傾角為7°，振幅為8mm，輸送量為150～200T/h。輸送物料均為天然石灰石巖礦，粒度為50～150mm。

稱重系統(tǒng)的構(gòu)成為：稱重儀表IND-331，稱重模塊FW-2，接線盒AJB-005，稱重傳感器SB-2，信號(hào)線CB-10，量程為2000kg。

在實(shí)驗(yàn)中將稱重目標(biāo)值設(shè)定為1150kg。

我公司石灰窯上料系統(tǒng)中，在同一個(gè)受料裝置上安裝有一臺(tái)往復(fù)式給料機(jī)和一臺(tái)振動(dòng)式給料機(jī)，通過(guò)對(duì)相應(yīng)給料機(jī)斷電處理后就可達(dá)到單獨(dú)給料的目的。再由DCS系統(tǒng)采集稱重系統(tǒng)重量信號(hào)并記錄趨勢(shì)圖做以對(duì)比。

3.2 震動(dòng)式給料機(jī)和往復(fù)式給料機(jī)稱重趨勢(shì)

由圖1中可以看出，當(dāng)振動(dòng)式給料機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，受料器內(nèi)物料重量的增加近似一條直線，沒(méi)有特別明顯的尖突，在單位時(shí)間內(nèi)，物料重量變化不大。也就是說(shuō)，由給料機(jī)下料口到受料裝置的高度差所帶來(lái)的物料對(duì)稱重系統(tǒng)的沖擊力較為穩(wěn)定。此時(shí)稱重傳感器所受到的壓力也不會(huì)有明顯的突變，不會(huì)超出傳感器測(cè)量范圍。

而往復(fù)式給料機(jī)的稱重曲線圖中有很多個(gè)尖突的點(diǎn)，存在周期變化。受料裝置中物料重量的變化量也是呈現(xiàn)出周期性變化，同時(shí)給料過(guò)程中也會(huì)對(duì)稱重系統(tǒng)造成周期性的沖擊，而且由于物料密度變化很大，會(huì)放大物料對(duì)稱重系統(tǒng)的沖擊作用。這會(huì)增加稱重傳感器的形變變化量，增加稱重傳感器發(fā)生形變的頻率，當(dāng)稱重傳感器受到多次重復(fù)變化的載荷作用后，應(yīng)力值雖然始終沒(méi)有超過(guò)材料的強(qiáng)度極限，甚至比彈性極限還低的情況下就可能發(fā)生疲勞破壞[1]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)兩種給料機(jī)對(duì)稱重系統(tǒng)影響的比較，振動(dòng)式給料機(jī)對(duì)受料裝置的沖擊力度更小，幾乎不存在大的重量突變，能夠更穩(wěn)定的對(duì)稱重傳感器施加重量，更有利于保護(hù)稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠有效延長(zhǎng)稱重傳感器的使用壽命。而往復(fù)式給料機(jī)對(duì)受料裝置的沖擊力度較大，在曲柄每一運(yùn)行周期都存在落料沖擊現(xiàn)象，導(dǎo)致稱重傳感器頻繁接受循環(huán)應(yīng)力，提前導(dǎo)致金屬疲勞。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴宏亮.材料力學(xué)[M].湖南：湖南大學(xué)出版社，2014：217.