刮板取料机（共7篇）
刮板取料机 篇1
1 概述
予均化的目的就是将多种不同物料, 经过设备进行混匀使物料的品质均匀或波动范围很小。它具有显著的经济, 工艺价值, 提高物料的稳定质量。而堆取料机正是在这一基础上, 应运而生的混匀设备。桥式刮板取料机是堆取料机设备中混匀效果出众、性价比较高的取料设备。
桥式刮板取料机与侧式悬臂堆料机配合使用。优点就在于堆料和取料的同时实现原料的予均化。
1.1 发展概况
堆取料机是建立在予均化理论基础上的非标混匀工艺设备。堆场通常采用长形堆场, 但是某些厂受场地限制也采用圆形堆场。近年来, 国外混匀设备向大型化、圆形堆场发展, 这是因为圆形堆场在价格、占地等方面与长形堆场相比, 有明显的优势, 但长形堆场堆料工艺较圆形堆场简单, 设备故障率低, 可以随着生产的发展而提高贮存能力, 因此, 长形堆场混匀设备仍得到广泛应用。
1.2 取料方式
通过一定的堆料方式, 采用与之相应的取料方式, 才能达到予均化的目的。
桥式刮板取料机适用于单堆或二堆物料的料场作业。取料方式常见形式有端面、侧面两种类型。总的来说, 侧面取料的均化效果较端面取料的差, 仅适用于要求不高的予均化作业。而桥式刮板取料机正是采用了均化效果较好的端面取料方式, 达到了工艺上的技术要求。
1.3 工作原理
取料是从料堆的端面开始, 取料机两侧的三角形料耙沿着取料机桥架往复运动, 同时料耙上的耙齿将整个取料面上的物料耙落到堆底, 随着取料机的横向移动, 落到堆底的物料均匀地进入贴着地面连续运行的刮板之中, 被刮板刮到料堆的一端, 卸落到取料皮带机上, 完成了整个取料混匀过程。
1.4 结构组成
桥式刮板取料机由摆动端梁、固定端梁、刮板输送系统等部分组成, 其结构见1图。
1.5 操作室
摆动端梁:是由端梁体、铰支座、防偏机构、车轮、挡轮、驱动机构所组成。
端梁体是由钢板组焊而成的箱形结构, 该端梁上部设有球铰支座。支座上部与桥梁尾端下部相连。在端梁中部的外侧, 固定一个支座, 支座的上方连接一个通向桥梁内部的长钢管。钢管的端部设有多个限位开关触块。该机构在刚性桥梁两头的端梁行走不同步时发出信号, 使控制室及时采取纠偏措施。
1.摆动端梁2.桥梁3.刮板输送系统4.耙架小车5.料耙7.固定端梁8.控制电缆卷盘9.动力电缆卷盘
摆动端梁下部两端设有与固定端梁一样的两个车轮和驱动机构, 动作形式也相同。
端梁下部距行走车轮附近, 在轨道内外侧设有两对防脱轨轮, 夹在轨道两侧, 当端梁行走超前或滞后, 端梁都能平行轨道, 能使防偏装置发信准确及时。
桥梁:该箱形主梁四周由钢板围成, 该梁厂内分段组立, 工地焊接。梁的上部两侧设有轨道, 用来支承料耙小车在上面走。中部设有链条托槽。
桥梁的两个侧面每面都设有上、下轨道, 两个料耙上的侧支架上的滚轮在运动中与轨道接触。桥梁的下面设若干个支架座, 用以悬吊刮板吊架。桥梁头部下面有悬吊头部链轮组的支座, 侧面有悬吊刮板驱动装置的支点, 端头下部与固定端梁连接。梁尾部下面设刮板尾部链轮组和拉紧装置的吊架。尾部端头下面与摆动端梁的铰座相接, 摆动端梁上的防偏装置通过桥梁尾部端头开孔进入桥梁内部。桥梁头部上面放置控制室。
桥梁制造时先组立、后焊接, 组立时采用倒装法及严格的组装顺序, 同时规定了焊接顺序。焊接上采用二氧化碳气体保护焊, 减少了焊接变形。桥梁是整体进行组立, 焊后整体进行演装, 检测起拱值及相互件连接尺寸。所有重要件进行质量跟踪。
刮板输送系统:在主梁下面吊着若干个吊架, 吊架的上、下方设置左、右两条导槽, 上方和下方左右导槽内装有两条输送链条。两条链条之间每隔500mm设置一个折线型的刮板。头部设置传动链轮及传动装置。尾部设置张紧装置。在头部下方设置导料槽。
耙车部分:在主梁上部安有料耙小车, 小车上设置驱动装置、驱动链轮、改向链轮、塔架, 塔架上安有滑轮组, 滑轮组中的滑轮通过钢丝绳分别与两侧料耙相连。塔架中部两侧各装一台手动卷扬, 用来调整料耙倾角。小车的两侧设有侧支架, 侧支架下方设有安装料耙的铰点, 料耙下部靠这两个铰点固定, 上部通过滑轮由钢丝绳固定到塔架上, 角度调整由手摇卷筒缠绕或放出钢丝绳来实现。
小车的下方设有四个滚轮, 置于桥梁上方的两条轨道上。小车的行走是由驱动链轮绕着链条往复行走来带动, 链条的两端固定在主梁的两端。
固定端梁:固定端梁由端梁体、车轮、驱动装置组成。
端梁体是由钢板组焊而成, 形成箱形结构。两个行走车轮设在两端。在端梁下部靠行走轮, 在轨道外侧, 设两个侧向挡轮, 使设备能承受刮板系统产生的侧向力。
电缆卷盘:分为动力和控制电缆卷盘。动力电缆卷盘由单排大直径卷盘、集电滑环、力矩堵转电机、减速器组成。主要功能是把动力电源由外界引送到移动的堆料机上。控制电缆卷盘由单排大直径卷盘、集电滑环、力矩堵转电机、减速器组成, 主要功能是把堆料机的各种联系反映信号通过多芯电缆与中控室联系起来。
2 桥式刮板取料机的设计参数
在桥式刮板取料机的设计过程中, 首先根据工艺布置要求和已知的料场参数、物料特性等, 来确定设备的以下几个主要参数。
2.1 均化比
用来评价物料均化性的指标
S1-进料标准偏差值 (均化前)
S2-出料标准偏差值 (均化后)
一般均化比为1:10左右, 其意义:进料偏差10%, 出料偏差1%。
均化比是一个相对的, 变化的数值, 和成分波动有关。波动大, 均化比﹥10, 反之相反。均化比是考核物料波动变化的数值。
当进料成分波动剧烈时, 均化比还和堆料层数有关。
堆料层数还和粒度有关, 料堆每层厚度小于物料粒度会产生离析现象, 不利于物料均化。
2.2 取料能力的确定
式中:V-刮板链速m/s;t-刮板间距m;γ-物料容重t/m3;u-刮板有效容积m3;ρ-充满度系数。
2.3 料耙强度
料耙是取料机上的主要取料部件之一, 其强度、刚度的要求是否合格, 对于能否完成取料工艺起着重要的作用。在设计过程早期就应对料耙结构进行分析认证, 才能保证设计水平的先进, 结构受力的合理, 产品的经济可靠性。
料耙主体部分由钢板拼焊成箱梁结构, 上方加强部分由方型管焊接而成。在满足强度要求的条件下, 还要满足刚度要求。
3 问题及解决
国内混匀堆取料机设计制造上存在着一定的不足。比如, 有时料耙的设计不合理, 致使料耙在料堆断面取料时刚性不足, 导致刮料不均匀, 从而影响了均化效果。另外, 有些国产电气元件、液压元件等不过关, 因此也给混匀堆取料机的使用带来了一些问题。电气元件质量差, 出现电控系统失灵, 影响设备使用的可靠性。液压元件漏油, 使靠液压系统运动的地方达不到设计要求, 同样影响混匀效果。有的堆取料机端梁驱动装置电机选用直流调速电机, 但由于堆场工作条件恶劣, 经常损坏, 维修极不方便。
对于这些问题, 我们可以在选用配套件时选可靠的、成熟的、生产稳定厂家的产品。为了解决直流调速电机维修不方便的问题, 现已将设计改为选用交流变频调速电机。
总之, 只要善于总结经验教训, 认真吸取先进堆取料机制造厂家的经验, 把握住设计、制造及外配套件的选型三大关, 堆取料机的质量就不难保证了。
结束语
随着市场竞争的不断激烈, 我们要想在市场中占有一席之地, 就要从产品的质量入手;想要创造出更多的效益, 就要从设计抓起, 优化结构。总之, 对于堆取料机的设计, 我们要做的还有很多。
参考文献
[1]成大先《机械设计手册》[M]上册、中册, 化学工业出版社
[2]张玉莲, 姚为民, 徐国毅.具有主副刮板落差联动装置的门式刮板取料机[P].大连世达重工有限公司.2011.03.09.
[3]陈胜可, 张玉莲, 姚为民.具有主副刮板落差联动装置的双卷扬门式刮板取料机[P].大连世达重工有限公司.2011.03.09.
门式刮板取料机的设计要点 篇2
门式刮板取料机的设计相当简单, 其跨度为可越过建筑物的总宽度, 其在料堆外侧地面两条轨道上运行, 只需要一条取料带式输送机。在设计刮板取料机时可以通过合理确定刮板链的尺寸、形状和材质, 以及合理设计刮板梯形来克服输送设备常见的缺点。
门式刮板取料机主要由以下几部分组成:
1-门架钢结构;
2-刮板取料系统;
3-端梁走行机构;
4-取料俯仰系统;
5-物料转载系统。
在刮板取料机设计时, 首先要计算刮板机的取料能力。而刮板的取料能力与刮板的链速、刮板尺寸和刮板之间的填充率有关。刮板的链速一般在0.56~0.7m/s;刮板尺寸的宽高比一般为5:1;刮板间的填充率在40%~60%; (和物料参数有关) 然后确定轨距。因为设备要跨过料堆, 所以轨距一定要大于料堆截面宽。考虑到设备调车时刮板取料系统不能和料堆干涉, 还要留出刮板取料系统在调车时所需的空间尺寸。物料的输出是通过与刮板取料机配套的地面胶带机来实现的, 这样就要给皮带机和物料转载系统留出一定的空间。刮板取料系统的下俯角度一般不超过6度为宜, 上仰角度只要越过料堆即可。
(1) 门架钢结构
门架作为取料机主要承载构件, 结构形状受到料堆截面的影响。门架钢结构分为箱型梁和桁架梁, 它们实现的功能都是一样的, 主要是对取料系统起承载作用, 也起到对端梁走行机构的固定和走行的同步。当在相对位置的任一运行机构超前或落后时, 门架的复位力将强迫它们同步运行。
(2) 刮板取料系统
门式刮板取料机可以装有1~3个刮板取料系统, 其中根据取料能力可以设计1~2个主刮板取料系统, 根据轨距可以设计一个辅助刮板取料系统。刮板取料系统由驱动链轮组、张紧链轮组、驱动装置、刮板臂架、刮板、链条和张紧装置组成。刮板臂架由最初的板梁、桁架结构发展到今天的薄壁钢管结构。在选型上, 刮板臂可以简化为一端铰支 (与门架铰接侧) , 另一端 (钢丝绳铰点) 简支, 并外悬一段的带悬臂的简支梁, 受力分析可以如下简化:
张紧链轮组——集中载荷P;
链条、刮板、自重——均布载荷q;
其它作用力, 按上述两种载荷调整。
依据相关受静载荷梁的内力及变位计算公式 (机械设计手册) :
由于壁厚δ远小于钢管直径D, 则可以近似认为I值与钢管外径的2次方成一定正比关系, 均按照10mm壁厚钢管外径计算, 标准钢管每相邻两档比值也是70%~80%, 同时提高惯性矩I采用加大直径要比增加壁厚显著得多。
作为刮板臂, 受钢丝绳牵引, 为有效降低钢丝绳拉力, 应考虑尽可能降低刮板臂重量。由于取料能力导致受力不同, 还需要综合考虑选取钢管直径。
在一定取料能力范围内时, 建议臂长40m选用1020mm管, 50m选用1220mm管, 55m选用1420mm管, 60m选用1620mm管, 65m选用1820mm管。
链条在门式刮板取料机产品中的节距以315mm, 400mm, 500mm为主。链条因刮板臂俯仰的存在, 需要考虑臂架上仰时链条及刮板自重产生的下滑分力, 因而链条的破断载荷应相对较大, 同时考虑刮板链重量, 应尽可能降低链条重量。两者只能通过提高链板等的许用应力获得平衡。目前门式刮板取料机常用免维护链条。该结构是在链条外侧设置密封滚轮, 滚轮在导槽内运行, 而外置滚轮紧受链板和刮板的重量, 滚轮不与链轮接触, 避免了滚轮的变形, 这样链条真正成为一个纯滚动结构。与链轮接触部分即使产生变形也不影响链条的滚动。
通过确定驱动链轮的齿数z, 计算出链轮分度圆直径d,
p—链条节距。再根据计算的分度圆直径设计合适的刮板臂, 并计算出驱动减速器的速比。
图1所示门式取料机装有一个主取料系统和一个辅取料系统。主系统总在工作并喂料给取料胶带机。它越过料堆顶部, 但为伸到门架之外。主取料系统约为总堆存容积的80%~90%, 其余则由辅助取料系统挖掘。在主系统完成其工作之后, 辅助系统才开始将其余的物料喂给主系统。两个取料系统均铰接在门座上, 驱动装置布置在料堆截面之外。
取料系统铰接可使每条取料臂的各点走圆弧, 将辅助刮板系统固定在一铰接杆上, 此杆保证了辅助取料系统的末端与主取料系统所走的圆弧平行运行。当料堆受支撑墙所限时, 沿墙到地面运行时辅助取料系统靠此导向。
刮板设计为折线型, 上法兰与链条用螺栓固定, 并在底部和侧面切削部位装有耐磨衬板。在刮板侧的切削位置装有耐磨齿, 用来连续地耙松物料从而减少磨损。为了将水平载荷直接传递到悬臂上并减少磨损和阻力, 刮板上装有附加的挡轮。各种物料的特殊搬运性能不影响刮板取料机的作业。采用适当规格的驱动元件和一定形状的刮板, 即使湿度大的石灰石、粘土、结硬的盐、板结的化肥、湿的煤、干燥的矿砂等物料, 也不影响刮板取料机的作业。
刮板链条的张紧采用手动液压张紧弹簧复位。刮板链张紧设在刮板臂前端的改向链轮上, 采用手动液压泵站的张紧形式。通过液压缸的伸缩来保证链条的正常张紧。张紧链轮采用光轮结构, 与轮毂成一体结构, 内部装有轴承以减小摩擦。
(1) 端梁走行机构
端梁走行机构分固定端和摆动端。靠近主取料系统的为固定端梁。端梁走行机构自带驱动, 设计考虑了电机的同步运行。在固定端的运行机构装有水平导向轮, 使门架与其轨道成直角的位置。固定端与门架通过高强螺栓刚性连接。远离主取料系统的端梁为摆动端, 摆动端与门架铰接, 这样有助于取料机在工作中所产生的内力有效的释放。摆动端梁一般没有导向轮, 车轮常采用宽踏面双轮缘结构。在摆动端设置防偏移装置作为补充的安全机构, 其通过接近开关来实现。
(2) 取料俯仰机构
门式刮板取料机取料系统的变幅是通过钢丝绳卷扬实现的, 过钢丝绳的收放带动取料系统进行俯仰。钢丝绳卷筒安装在辅助钢结构的平台上, 通过定滑轮的数量来控制钢丝绳的单绳拉力。 (一般不超过12t) 动滑轮安装在俯仰吊架上, 吊架铰接在取料臂的1/3处。 (靠近张紧端) 在钢丝绳卷筒端要设置旋转编码器来记忆钢丝绳的收放长度。钢丝绳分单绳和双绳双联结构, 这要根据轨距和取料能力由设计人员来定。双绳双联结构目的是一根钢丝绳断裂时另一根钢丝绳可以保证正常拉住刮板臂。
(3) 物料转载系统
物料转载系统是将刮板所取到的物料规则地转到地面输送胶带机上, 将物料转运出去。针对物料的特性需要设防堵料开关, 内壁在物料能接触和冲击的部位要铺设衬板。为了减少物料对地面输送皮带的冲击, 在物料转载的漏斗口下面设置吊挂缓冲托辊装置。从而保证物料顺利转运出去
门式刮板取料机有多种标准取料规格, 并且可用在室内是很好的环保型散料转运设备。它结构简单、空间结构紧凑、自动化程度高设备制造成本低。在钢铁、水泥、煤炭、港口等行业得到很好的应用。目前跨度20m~73.4m, 取料能力100m3/h~5000m3/h的刮板取料机已经实现。
参考文献
[1]德国输送技术出版公司.刘宝静, 译.散状物料的混匀与堆取[M].北京:中国铁道出版社, 2003.
[2]张质文.起重机械设计手册[M].北京:中国铁道出版社, 2013.
刮板取料机 篇3
门式刮板取料机是长形料场用于处理散状物料的预均化设备, 它广泛地应用于钢铁厂、水泥厂、化工厂等具有散状物料堆放要求的工厂中。而单门式半门架刮板取料机具有占地小、产能大、污染小等特点。
2 单门式半门架刮板取料机的产品特点、发展现状、料场布置、基本结构和工作原理。
2.1 产品特点
单门式半门架刮板取料机 (以下简称“半门架刮板取料机”) , 以挡墙为中心对称分布, 与卸料天车配合使用。天车堆料与取料机取料互不干扰可同时进行, 生产效率较高。 (1) 本机用于封闭式料场, 相比露天工作的机型, 可大幅减少粉尘对的农田、水域、城市的污染。 (2) 与桥式刮板机相比, 门架刮板取料机可不受料堆限制, 随时快速到达任意某种物料料堆进行取料, 灵活性强, 尽可能节约料场占地面积。 (3) 与侧式刮板取料机相比, 门架取料机跨距大、储量大、产量高、整机载荷小。
2.2 发展现状
半门架式刮板取料机在国外已经有了几十年的历史, 发展成熟。而国内绝大部分企业除了个别采用进口的门式取料机外, 基本没用得到应用。我公司先后为用户供了几台半门架式刮板取料机, 为双门架设计, 两个门架平行放置。本次设计的门架取料机, 采用单门架, 在不影响性能和可靠性的情况下, 使整机载荷进一步降低, 节约生产与安装成本。
2.3 料场布置、基本结构和工作原理
本机为室内布置, 料场多为对称分布, 挡墙居中, 天车堆料机置于厂房上方, 可对称设计两台分别堆料也可只在中央设计一台, 使用分叉漏斗实现分别堆料。料堆在长度方向可设置多种物料, 用墙隔开。
本机主要由取料臂、门架、卷扬提升装置、固定端梁、摆动端梁等组成。
工作原理:刮板系统由电机带动减速机驱动链轮并带动刮板链刮取物料;行走端梁支撑整机重量并实现调车和工作运行。取料时取料臂浮放在料堆上, 按预定的吃料深度改变臂架悬挂角度, 实现预定的取料量。
3 主参数的确定
3.1 取料能力的计算
V-链速, m/s
s-刮板间距, m
γ-物料堆比重, t/m3
u-刮板有效尺寸, m3
48%-刮板填充率
3.2 刮板驱动功率的计算
本机刮板链驱动装置由电机、偶合器、减速器组成。
刮板驱动力:
式中:F1-刮板切削阻力;
F2-物料沿刮板向前运行摩擦阻力;
F3-刮板链运行摩擦阻力;
F4-物料抬升阻力
刮板驱动轴功率N:
按1.4倍安全系数, 电机功率
3.3 卷扬驱动装置
卷扬装置用来实现取料臂变幅。内部设有编码器, 可记忆任何一料仓待取料面的位置角度。同时还用以实现俯仰下降角度根据料层截面逐渐变化的特点而变化, 从而实现恒定的取料能力。本机出绳速度设计为3m-6m/min。
4 主要结构的有限元静力分析
4.1 建立主要部件的有限元模型
本机钢结构根据受力方式大都采用壳单元模拟。截面尺寸较小, 受拉压为主的构件采用梁单元或杆单元, 各连接的铰轴采用刚体单元组合模拟。网格划分均采用手动划分。采用的软件是NX-IDEAS 6.0。
4.2 添加材料物理属性和边界条件 (载荷和约束)
本次分析的主要材料设计为Q345-E, 材料密度=7820kg/m3, 泊松比μ=0.29, 弹性模量E=206800Mpa。
主要载荷如表:
本机的典型工况有三种:即刮板臂水平;刮板臂上仰最大角度;刮板臂下俯最低角度。
添加约束: (1) 固定端梁处约束:固定端梁与行走车轮采用轴铰连接, 这里采用刚体单元模拟, 即建立两个节点, 分别固定在梁下支撑位置, 再对这两个节点进行约束。 (2) 摆动端梁处约束:同上, 建立刚体单元将摆动端梁球铰处支撑转换到节点上进行约束。 (3) 刮板臂架与端梁连接处采用分别建立刚体单元, 形成节点--节点的连接方式予以模拟, 节点和节点连接时, 按照关节轴承的特点进行自由度偶合。
4.3 计算结果 (后处理)
从计算结果来看, 工况1结构最大应力为113Mpa出现在固定端梁与行走车轮架的接触附近, 其他应力较大地方分布在卷扬吊架根部, 刮板臂吊点处等等。本机主材为Q345-E, 由于本机运行速度较低, 动载系数小, 故113Mpa的最大应力较为安全。
门架垂直方向最大形量为61.6mm出现在卷扬支架吊点处, 水平方向最大位移为120mm出现在门架与摆动端梁连接处。
本机各机构应力分布合理, 变形量在正常范围。同时, 对比双门架刮板取料机, 结构更简洁, 设备载荷小, 冲击小, 降低了生产与安装成本。
结束语
纵观钢铁、电力、水泥等行业, 在高质量产品要求的前提下, 门式刮板取料机以其独特的工艺性和经济性, 在未来的发展中其潜力是不可估量的。
摘要：门式刮板取料机是长形料场用于处理散状物料的预均化设备, 它广泛地应用于钢铁厂、水泥厂、化工厂等具有散状物料堆放要求的工厂中。本文概述了单门式半门架刮板取料机的设备用途、布置、构成、原理和设计要点。并结合实际工作情况, 对主要钢结构进行了有限元分析。
关键词：门架式刮板取料机,结构设计
参考文献
[1]欧阳日平译, 叶才民, 肖秉衡校.欧洲机械装卸联合会, 散货连续装卸机械设计规范[S].北京:技术标准出版社, 1981.
混匀堆取料机刮板结构的改进 篇4
一、堆取料机基本功能
1根据来料情况、用户要求等存储必要数量的原料, 以确保生产。
2对某些原料进行一定程度的预加工, 达到一定的预均化效果, 在一定程度上克服来料的粒度偏析和成分波动。
3适应混匀和整粒等加工生产和操作。
预均化意义:以水泥为例, 连续的生产过程, 原料的化学组成和矿物组成会有一定波动, 在料场中通过不同的堆料工艺的堆料, 就可以得到一个批次组成与性能比较均匀一致的水泥产品。
二、基本构造和工作原理
圆料场混匀堆取料机基本的构造是由中柱、回转堆料机、刮板取料机组成。本机可同时或分别进行堆料及取料作业。
堆取料机采用人字形堆料和全断面取料的堆取料工艺。堆料机上、下部都设有回转支承, 分别于料栈桥及中柱联接。堆料机转台上设置的立式减速器输出轴上的小齿轮与回转支承的外齿圈啮合, 实现堆料机的回转运动。堆料机悬臂的变幅运动由转台上设置的液压驱动的油缸的伸缩来实现。堆料机悬臂上设有胶带输送机, 由来自栈桥上的胶带输入的物料通过堆料机悬臂上的胶带机完成堆料。堆料机在PLC程控下, 堆料臂往复回转, 同时在一次往复回转过程中完成从上升到下降的周期变幅变速运动, 完成连续人字形堆料工艺。
取料机主要由主梁、料耙系统、刮板输送系统及端梁构成。主梁一端铰接于中柱下面外部的转台上, 该转台固定在另一回转支承外圈上, 回转支承的内外圈与中柱下部用螺栓联接, 这一结构使主梁绕中柱回转。主梁的另一端用螺栓联接在行走端梁上, 端梁上设有两套相同的行走驱动装置。起动端梁驱动装置, 主梁可绕中柱在圆形轨道上运行。取料机通过运行在圆形轨道上的端梁围绕中心柱在料场内运行。同时料耙沿桥梁往复运行实现全断面取料, 最终通过刮板输送系统将物料刮至中柱底部经地坑胶带机运出。
三、刮板输送系统介绍分析
刮板输送系统是沿取料机主梁底面设置着循环运行的刮板输送链, 链条上均布安装有刮板, 被料耙拨动滑落下来的物料进入运动着的刮板之间。经过刮板的连续运动, 直至将物料刮入中心落料斗下面的出料胶带机上输出。
原刮板结构简单, 采用折板曲型制造。由于刮板输送系统整体位于整体设备的底部, 长时间处于插入物料并输送物料, 有的物料粘性大, 易结块, 对刮板的磨损特别大且易变型。有的物料比较松散, 当刮板系统做圆周取料运动时, 物料易散出, 可能输送量不达标, 不得已只能加快运行速度, 从而更加快了刮板的磨损和变形。对正常的生产运行带来很大问题。
经过多台堆取料机的安装调试, 我们对老式刮板输送系统的制造安装已掌握了相当多经验, 能使其较好的运转。经过与专家探讨, 在网上查阅了一些相关资料, 通过与研发人员在一起开发设计。最后决定改变现有刮板结构形式, 采用新的方案来解决出现问题。
四、新结构的性能优势
原结构如图1所示;新结构如图2所示。
首先从性能上讲, 新式刮板增加了刮齿, 这种带刮齿的刮板, 特别适用于粘性物料如粘土, 或者潮湿地区的物料, 由于南方地区天气潮湿, 而且冬季温度偏低, 物料由于潮湿粘结成块, 如果没有刮齿, 刮板即很难按正常运行速度取料, 影响取料能力。更主要的是取走的物料大小不一, 影响了物料的均匀性, 波动很大, 很难满足工艺生产要求。刮齿的设置很好的解决了这一问题, 当刮板输送机运行的时候, 刮齿就如料耙一样, 在运行过程中, 将成块物料刮散, 使物料比较均匀的随着刮板带走。
当物料比较松散的时候, 原结构在运行的时候, 由于刮板取料的时候是边取料边做圆周运动, 由于运动轨迹的特殊性, 所以在取料工作的时候经常散料, 有效的取料能力很小。新结构的刮板设置成弧形, 且有一定的向心角度, 在运行过程中, 使料球更容易收集而不散出, 加大了刮板的实际有效取料能力, 从另一方面而言相当于降低了制造成本。
经过几个现场的应用, 实践证明这种新型的结构形式很好的解决了以前物料波动和散料的问题, 而且又降低了制造成本。
结语
综上所述, 作为混匀堆取料的核心部件—刮板输送系统, 在结构优化改进后, 它的各项性能指标有了明显提升, 也得到了广大用户的认可。同时也为以后新型刮板取料机的设计开拓了新的思路, 为占据更大的市场份额提供了有力的技术力量。
参考文献
刮板取料机 篇5
行走轮复位的常规方法是:用两只液压油缸分别顶在两只脱轨行走轮的支架上将行走轮同时抬起, 再在支架的两侧各设一台30t千斤顶, 从侧面将行走轮顶回到轨道上。该方法操作费力, 时间长, 一般需7~8h才能完成。
我们采用省时省力的复位方法:
首先用两只液压油缸顶起支架以使行走轮抬起, 在脱轨的行走轮下面同时铺上2m长的短轨道, 短轨道与正常的轨道成“人”字形 (见图1) , 类似于铁路轨道扳岔换轨道。短轨道与原轨道接触处用气割修整, 使两者接触面吻合。液压油缸泄压, 脱轨的行走轮压在短轨道上。往A方向慢启动侧式刮板取料机行走, 让脱轨的行走轮沿着短轨道慢慢滚复位到正常轨道上。短轨道和液压油缸准备工作做好后, 整个工作仅需要20min就完成。
刮板取料机 篇6
1 设备的结构及工作原理
该设备的主要特点是:堆取料机采用人字形堆料和全断面取料的堆取料工艺。堆料机在PLC程控下, 堆料臂往复回转, 同时在一次往复回转过程中完成从上升到下降的周期变幅变速运动, 完成连续人字形堆料工艺。取料机通过运行在圆形轨道上的端梁围绕中心柱在料场内运行。同时料耙沿桥梁往复运行实现全断面取料, 最终通过刮板输送系统将物料刮至中柱底部经地坑胶带机运出。
2 堆料机的配重平衡
总结堆料臂配重的设计结果, 堆料臂平衡后重心点基本位于悬臂上翼缘板附近, 目前公司堆料臂配重要求变幅油缸始终受压, 在空载上仰阶段臂架整体倾翻力矩最小, 满载下俯时整体倾翻力矩最大。而圆形煤场堆料臂重心的位置决定了中心柱上方的倾翻力矩等载荷。工作 (或静止) 时重心偏移产生的弯矩越大, 中柱的变形就越大。达到一定程度后, 中心柱原有直径就由于变形量超过允许值。为了有效降低中心柱直径, 首先需要考虑的是堆料机运行时重心的偏移情况。在这种优化理论下, 堆料机采用空载、满载重心分别位于中心点两侧, 俯仰堆料机上仰、下俯以及空载满载位于中心点两侧时整体重心偏移量最小, 对中心柱产生的弯矩最小。中心柱允许的直径也就越小。由此为机理, 应当明确两个问题, 一是俯仰堆料机应该优先采用拉压缸, 代替使用纯压缸;二是俯仰堆料臂的铰点中心应尽可能靠近悬臂重心点位置。结合臂架截面高度, 在大的倾翻力矩下, 转台下部需要较大直径的回转支承。为使堆料机下部回转支承直径降低, 减小堆料臂产生的倾翻力矩是一个重要方法。经过几台设备的有限元计算中发现, 在堆料臂空载上仰油缸压力接近于0时满载下俯仅有十余吨的压力, 油缸直径可以明显缩小, 而且重心偏移也不大 (如图2所示) , 仅在600mm左右, 对于回转支承则可以进一步缩小直径, 进而中心柱直径缩小。
3 堆料机俯仰油缸的选取
在设计过程中始终以一个最大 (或油缸公称压力) 校核油缸长度, 实际上在油缸处于最大伸长时, 实际压力为最大的压力的一半左右, 有时会小很多, 但都忽略了这一问题;应当确定是否存在选用大油缸的问题。但由于目前还没有开始计算油缸受力何时最大, 在一定期间内只能按照油缸伸长最大受力最大状态进行选型。
4 堆料机铰支座
铰点确定为臂架外部后, 铰支座结构需要调整, 主要是与臂架连接方式即轴承选用, 早期图纸有采用双列球面辊子轴承的, 还有不带轴承的。关节轴承采用较少, 但关节轴承在斗轮机中较为常见。考虑到该处轴承仅在一个较小的角度范围内转动, 最大不超过±20°, 而且转速非常低, 一般不超过0.1r/min, 选用球面辊子轴承不合适, 采用关节轴承是比较合理的。目前选用的关节轴承是自润滑的但仍然按照带润滑的轴承座设计, 而润滑油孔位置是参考普通轴承设计的, 对关节轴承并不合适。现在有取消的计划。
5 堆料臂的拉杆
由于带俯仰堆料臂臂长较长, 考虑挠度变形对设备的影响, 目前在公司内部悬臂前端挠度要求控制在1/300, 而臂长达到一定程度后, 很难保证挠度要求, 同时考虑降低堆料臂整体重量, 需要在臂架上方增加拉杆以高整体刚度。对于圆形料场堆料机受整体空间结构影响, 悬臂上仰到最高角度时, 拉杆不能高过栈桥支撑点标高, 这就限制了拉杆尺寸, 目前设计的拉杆高度一般不超过4m。当堆料臂架过长 (达到38m) 且头部再有比较重的一个伸缩套筒, 原有拉杆结构在计算过程中无法通过, 被迫调整拉杆位置, 在试验过程中, 将支杆前移, 使之接近于变截面尾端位置, 同时后移后拉杆的臂架铰点位置, 缩小后拉杆与臂架的角度, 通过多次计算, 取得了较好的效果。拉杆受力状态明显改善, 截面可以缩小。悬臂架在支杆前部可以显著降低截面高度和板厚, 应力状态明显改善, 进一步改善了拉杆的受力状态。支杆也由于受力平衡问题, 垂直方向载荷明显降低, 可以有效降低截面尺寸和重量, 从而降低了成本。
参考文献
刮板取料机 篇7
行走端梁目前均采用4组车轮, 每两组构成一体, 每组配置一套驱动, 有带轮缘和不带轮缘两种结构。带轮缘车轮又有平衡梁和燕尾槽两种结构, 不带轮缘的只有一种结构。
1 平衡梁结构
该结构源于长形料场的摆动端梁, 两组二轮架通过铰轴与平衡梁相连接, 平衡梁再通过一个球铰 (关节轴承) 与门架相连, 形成一个支点 (如图1所示) 。加上中心柱位置的两个支撑点, 使门架形成三支点的静定结构。该结构允许车轮偏转, 并通过车轮轮缘 (或挡轮) 保证车轮不会偏出轨道。该结构靠轮缘解决车轮在运行过程中的回转问题。该结构缺点是端梁垂直度要求限制了轨道的较大偏移, 且要求轨道安装精度较高, 如轨道圆与回转立柱的同心度、轨道本身的圆度等。在现场运行的过程中受地质条件、施工精度、门架刚度等影响较大。运行过程中常会出现啃轨问题, 导致车轮、轨道寿命降低, 若出现持续啃轨后果更加严重, 还会导致经济损失, 久而久之就会导致设备失去原有的功能, 发生安全隐患。
2 燕尾槽结构
燕尾槽结构是挡墙受物料产生的仓压影响产生较大变形, 而原有的带轮缘平衡梁结构以及光轮结构不能满足要求, 研发出来的一种新型结构。其结构特点是去掉平衡梁, 两个二轮架上装有关节轴承和燕尾滑移结构, 车轮架下装有挡轮。当设备回转运行时, 通过挡轮与轨道接触保证设备不脱轨。球铰允许车轮组在一定范围内产生纵向及横向转动, 通过燕尾槽的滑动解决掉轨道精度问题。该结构相对复杂, 理论分析严谨, 但设计忽略了燕尾槽运动力学问题。由于车轮架起到支撑门架作用, 车轮的轮压较大。燕尾槽达到滑动状态需要挡轮所受的侧向力大于燕尾槽由于受压所产生的摩擦力, 在具体设计过程中对燕尾槽内部的滑动阻力估计不足, 造成在实际运行中燕尾槽不会产生滑动。
补挡轮的结构设计内容如图4所示。
3 光轮宽踏面结构
宽轮不带轮缘结构是针对带轮缘结构制造成本较高的问题, 而研发出来的一种结构, 该结构分为两组独立的车轮组, 每组车轮通过铰轴与门架相连, 理论上构成两个支点。轴铰结构限制了车轮在垂直轨道方向上的, 同时允许两车轮同时接触轨道。该结构通过车轮踏面宽度来适应轨道的安装误差, 保证运行期间不脱轨。
该结构如图5所示, 车轮架与门架通过鞍座采用法兰面连接。在门架端的法兰座设置多空结构, 保证鞍座的安装有一定的可调范围。在设备安装时通过调整鞍座的位置, 解决掉由于门架产生的变形量。通过加大车轮踏面宽度解决设备运行时不同位置的轨道出现的误差, 由于车轮没有轮缘, 从而彻底解决端梁运行的啃轨问题。为了确保运行过程中车轮不脱轨, 在二轮架的适当位置安装检测开关, 开关与中控室连锁。当车轮运行偏离设定范围时, 开关实现报警停机功能, 从而确保走行的安全性。该结构的优点是结构简单、易于加工、成本低, 便于调整, 且轨道的安装精度也不需要太高。该结构的缺点是车轮踏面宽, 结构不够美观, 显得笨拙。走行端梁的设计要点在于, 不论采用什么结构, 只要能满足设备的使用要求, 不啃轨、不脱轨、运行平稳, 要保证结构可靠, 经济耐用就是好的方案。
摘要：圆形料场刮板取料机是散料领域的环保设备, 因门架式构造, 它的走行端梁远离回转中心。如果在现场运行过程中行走机构发生问题, 将严重影响设备的运行精度, 甚至造成巨大的经济损失。本文介绍和分析了原料场刮板取料机端梁的一些常见结构及产生的问题, 并根据现场出现的实际问题对结构加以改进。
关键词：端梁,车轮,宽踏面,经济适用
参考文献
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[2]成大先, 王德夫, 等.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2008.
[3]JB/T8894-2005, 移动式散料连续搬运设备钢结构设计规范[S].