浅谈刮板取料机料耙系统驱动功率

浅谈刮板取料机料耙系统驱动功率
【摘要】本文是通过多年从事设计工作、现场安装调试的工作经验，对料耙系统的工作阻力及驱动功率的计算谈一点粗浅的个人认识。

【关键词】刮板取料机；料耙；驱动功率
1 前言
目前刮板取料机广泛应用于钢铁、建材、能源行业中，主要用于对某些均化性能有较高要求的生产原料如钢铁厂的铁粉，水泥厂的石灰石、原煤、粘土和热电厂的原煤等物料进行预均化处理。

料耙系统是刮板取料机的重要组成部分，其工作是否安全可靠，直接影响取料机取料工作。

由于料耙在耙取物料工作中所受阻力复杂，目前还没有相应的驱动功率计算方法。

根据国内外专家介绍料耙驱动功率一般均根据经验和同类型设备对比进行估算选择。

2 刮板取料机料耙系统的基本结构及工作原理
刮板取料机料耙系统由料耙运行台车，驱动装置，驱动链轮组，塔架，侧支架（含活动支架），水平挡轮组，料耙等组成。

驱动装置、驱动链轮组、塔架安装在运行台车上，塔架上部安装有滑轮组，滑轮组中的滑轮通过钢丝绳分别与两侧料耙相连，塔架中部两侧各安装一台手摇卷扬（或电动葫芦）用来调整料耙侧角。

运行台车两侧设有侧支架，侧支架下部设有安装料耙的铰点，料耙下部靠这两铰点固定，上部通过滑轮由钢丝绳固定在塔架上。

料耙角度的调整由卷扬缠绕或放出钢丝绳来实现。

料耙运行台车为板梁焊接结构，其下部安装4套车轮组，当运行台车被驱动时，沿设置在桥梁上的两条轨道上往复行走。

驱动装置由yzr频繁启动电机，液力偶合器，直交轴圆锥圆柱硬齿面减速机，机架等组成。

由于料耙耙落的物料量和物料的容重在一定范围内是变化的。

当所堆的物料所含粉料比例大时，需将料耙仰角提升大于物料堆积角（角度根据现场情况调整）。

取料机耙料和取料过程中，当料堆下部被耙物料断面角度大于物料自然堆积角，料堆上部物料将大面积下落，对料耙底部有冲击，所以说料耙耙料载荷是变量。

为适应其变化,驱动装置电机选用yzr型电动机，以保证在有外载荷冲击情况下电机不受损坏。

yzr型电机适用频繁启动及逆转频繁的电气及机械制动场合。

其具有较高的过载能力和机械强度，能承受显著的机械冲击。

减速机选择直交轴圆锥圆柱齿轮硬齿面中空轴带锁紧盘减速机，根据运行台车采用卧式安装。

这种减速机具有体积小、功率容量大、可靠性好等优点。

水平挡轮组设置在侧支架上下两侧，其随运行台车沿桥梁两侧轨道行走，水平挡轮组用于承受物料断面通过料耙对台车产生的侧向力和料耙系统运行时产生的侧向力。

料耙的整体几何形状是与取料面成相似三角形骨架，由板材焊接成箱形结构梁或由型材焊接而成。

料耙上设置有很多耙齿，用于耙取物料。

3 料耙系统计算
3.1 料耙小时内有效耙取物料量计算。

为了满足取料机的额定取料量（吨/小时），料耙在小时内必须耙落大于等于额定产量的物料，否则取料机进给时由于物料阻挡将产生打滑现象，影响取料量。

3.1.1 取料机每分钟进给取料量
式中：
——取料断面有效面积
——取料机每分钟进给深度
3.1.2 料耙一个行程有效耙取物料量
式中：
——料堆斜面面有效面积
——耙齿插入物料深度
——物料容重
要求
式中：
——料耙一个行程所用时间
所以
则料耙小时内耙料次数
3.1.3 料耙小时有效耙料量
验算结果应为
——取料机额定取料量 t/h
3.1.4 料耙运行速度
（m/min）
式中：
——料耙行程（m）
——料耙一个行程周期电机负载工作时间（s）
——料耙一个行程周期电机所用总时间（s）
——料耙一个行程周期电机所用起、制动时间及断电或停机时间（s）
式中：
d——料耙一个行程周期电机所用起动时间（s）
f——料耙一个行程周期电机所用制动时间（s）
r——料耙一个行程周期电机断电或停机时间（s）
3.2 料耙驱动功率的计算和确定。

3.2.1 料耙阻力、链轮圆周力的计算
式中：
——料耙运行阻力 n,料耙运行阻力为其自重载荷所引起的阻力。

式中：
g——料耙自重载荷 kg
k——车轮与钢轨摩擦力臂取0.05cm
r——车轮半径 cm
r——滚动轴承旋转半径 cm
f——滚动轴承摩擦系数，球面滚子轴承取0.004
——取料机桥梁倾角
——附加阻力系数，考虑车轮运行偏斜及车轮轮缘与钢轨摩擦产生的附加阻力系数，滚动摩擦取1.5～1.8 。

——主料耙耙齿阻力 n
式中：
——耙齿插入物料深 cm
d——耙齿直径或截面宽
k——物料阻力一般按2~10 取
m——耙齿数量
——料耙下部耙齿阻力
下部耙齿由耙齿杆和耙齿组成，在料耙耙料工作中下部耙齿有40%~60%埋入物料中。

式中：
l——下部耙齿杆长 cm
b——下部耙齿杆截面宽 cm
——下部耙齿杆数量
3.2.2 料耙驱动电机功率
式中：
f——料耙运行阻力（链轮圆周力） n
v——料耙运行速度 m/min
——传动效率
——电机效率
——减速机效率一般0.98
——偶合器效率一般0.97
——链轮效率一般0.9
3.3 料耙驱动电机的选择
由于取料机工况所致，料耙驱动电机的工作状态是：起动、负荷工作、制动、断电或停机，然后起动、逆转负荷工作、制动、断电或停机。

电机工作周期及停歇时间短，其工作制为反复短时工作制。

见图一
负荷工作持续率
选用电机时，各种起动制动状态均需按等效发热折算成每小时等效起动次数，以该等效起动次数确定电机的定额。

并且校核电机的过载能力（等效电流法，等效转矩法）。

如果料耙电机工作在样本中以外时，应于制造厂联系，确定符合设备工作制的电机。

3.4 料耙驱动减速机的选择
减速器选择圆柱齿轮硬齿面中空轴锁紧盘连接的减速器
传动比：
式中：d0—链轮节圆直径mm
n1—电机转速r/min
3%—偶合器滑差
v —料耙台车速度 m/s
减速器出轴转速：
减速器出轴扭矩n.m：
mn=9750
式中：n—电机功率kw
η—减速器效率一般取0.92
最大扭矩mn max=2.2 mn
计算功率：p2m=kap2
式中：p2—载荷功率kw
ka—安全系数1.3～1.5
要求p2m小于减速器传递功率。

第二步校核热功率p2t能否通过
要求p2t小于减速器热容量。

4 结束语：
由于料耙工作中所受阻力比较复杂，对电机功率的确定有一定影响。

因此力求通过现场对料耙工作状况作一定量的测试，以保证计算功率的正确性。