大型重型板式给料机链条拉力的分析及计算.doc

大型重型板式给料机链条拉力的分析及计算 来自：中国港口设备信息网 来源：转载 2009-9-22 10:26:30 板式给料机是物料破碎系统中的给料设备之一，分重型、中型和轻型，现在常用的是重型。重型板式给料机适于短距离输送运量和粒度较大的物料，也可作为缓冲料仓向初级破碎机给料，可以连续、均匀地向下道工序给料，能承受较大的料仓压力，它的特点是给料能力大、低速、大扭矩。重型板式给料机的工作原理是通过电机带动主动链轮转动，从而带动链条运动，通过链板的载料，最终达到运送物料的目的。所以在重型板式给料机的设计中，首先要计算出链条的牵引力。一般重型板式给料机链条选型相对比较容易，但是大型重型板式给料机(长度大于20m)链条的选择对整机的工作性能和设备成本都有较大的影响，需要对链条所受的拉力进行比较详细的计算，通过分析和计算来调整和降低链条的拉力，以选择合适的链条。为此本文以移动式破碎站中的大型重型板式给料机为例，分析链条牵引力的组成，并计算不同的给料厚度对链条拉力的影响。1、驱动轮圆周力Fu计算驱动链轮传给链条的圆周力Fu与运动过程中的摩擦阻力Fc和坡度阻力Fp相平衡，即Fu=Fc+Fp(1)摩擦阻力Fc是各部分摩擦力的合成，主要包括主要摩擦阻力Fm、附加阻力Ff、物料与挡板的摩擦阻力Fb，即Fc=Fm+Ff+Fb主要阻力Fm是由上分支、下分支和链条来回牵引作业的摩擦所产生。式中 f摩擦系数(见表1)L板式给料机头尾轮距，mL1板式给料机装载物料长度，m上支撑滚子单位长度线载荷，kgm下支撑滚子单位长度线载荷，kgmqB链条单位长度线质量，kgmqG输送物料单位长度线载荷，kgm板式给料机的倾角Q给料能力，thv链条运行速度，ms表1 摩擦系数表机器工作条件承载滚子或滚轮滑动轴承滚动轴承良好0.060.080.02一般0.080.100.03不好0.100.130.05恶劣0.130.20.1(b)附加阻力Ff是由链节中的摩擦、链条和链轮间的摩擦、链轮中轴承的摩擦、链条与上下支撑间的摩擦组成，一般情况下Ff(00501)Fm(c)物料与挡板间的摩擦阻力Fb由所输送的物料与挡板装置之间的摩擦产生。Fb=mH2L1式中 m物料与挡板之间的摩擦系数，一般取0507松散物料的密度，kgmH物料与挡板的接触高度，m上式以下列假设为基础：输送物料的横截面积为矩形，物料运动的内摩擦忽略不计。(2)坡度阻力Fp根据输送高度和输送物料在每段上的线载荷qG来计算。Fp=qGL1sin所以，链轮上的圆周力Fu可以表达为Fu=Fm+Ff+Fb+Fp重型板式给料机的工作情况见图12、链条拉力的计算链条拉力Fk由圆周力Fu、链条自重、链条的初张力Fv和链条运行时由于多边效应产生的附加动拉力Fd组成。Fk=Fu+qBLsin+FV+Fd(1)初张力FV使链条保持适度的张紧，因此要适当选择初张力，以免链条脱开链轮时因松驰而引起故障。根据经验，重型板式给料机的最大垂度和分支支撑跨距的比值约为5100，即ha005，所以初张力可按下式求其近似值承载分支 回程分支 式中 a0承载分支支撑间距aU回程分支支撑间距在计算链条拉力时，初张力FV要选择承载分支和回程分支中的较大值进行计算。(2)链条附加动拉力Fd由运动质量和链条最大加速度产生。式中 链轮角速度t链条节距，mR链轮节圆半径，mv链条运行速度，ms为了降低链条的动拉力，应选择较小的链节距和小的链轮角速度，整个链条在各点上的张力变化曲线见图2。3、料层厚度和驱动轮圆周力的关系对于重型板式给料机而言，降低链条的拉力，对整机的设计成本及零部件的设计、选型、配套都至关重要，它直接关系到链条、电机、减速器以及液压系统等外配套件的选型，对整机的设计强度及刚度也有直接的影响。降低链条拉力的最直接、最有效的方法，就是控制重型板式给料机的给料厚度，下面举例说明料层厚度与驱动轮圆周力之间的关系。设计1台240028000的重型板式给料机，已知：生产能力Q=4500th，物料密度=21tm3，安装倾角=25。a0=05maU=08mt=0317mR=0514m(1)给料厚度日=18m时式中 B给料宽度则Ff=0075Fm=2543kgFb=mH2L1=133358kgFp=qGLlsin=906028sin25=107210kg则Fu=Fm+Ff+Fb+Fp=277020kgqBLsin=20886kg承载分支 回程分支 取和两者的较大值。则Fk=277020+20886+12263+4028=314197kg主轴轴功率(2)运量不变，给料厚度H=16m时则Fm=31384kg，Ff=2354kg，Fb=105370kg，Fp=95435kg则Fu=234543kg，qBLsin=20886kg，Fd=4679kg，Fk=271244kg主轴轴功率(3)运量不变，给料厚度H=14m时则Fm=28839kg，Ff=2163kg，Fb=80674kg，Fp=83567kg则Fu=195243kg，qBLsin=20886kg，Fd=5574kg，Fk=231703kg主轴轴功率4、结论由以上的计算可知，当料层厚度由18m降为16m时，即料层厚度下降11时，链条的速度提高14，圆周驱动力下降15，链条拉力下降135，功率下降5。当料层厚度由18rn降为14m时，即料层厚度下降22，链条的速度提高28，圆周驱动力下降30，