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重型板式給料機選型及應用

點擊數:9時間:2015-11-18 11:34:06 來源:百盛機械

摘要:5000t/h重型板式給料機是準東露天煤礦采場內半移動破碎機的主要組成部分,它將電動機的動力經過聯軸器和減速器驅動鏈輪軸旋轉,通過鏈輪齒與鏈軌嚙合拖動鏈板作連續直線運動,將料倉內的原煤輸送至破碎機。

1 概述

5000t/h重型板式給料機是準東露天煤礦采場內半移動破碎機的主要組成部分,它將電動機的動力經過聯軸器和減速器驅動鏈輪軸旋轉,通過鏈輪齒與鏈軌嚙合拖動鏈板作連續直線運動,將料倉內的原煤輸送至破碎機。

主要特點是:5000t/h重型板式給料機專為大型露天煤礦破碎站的工況而設計。即使在新疆北部這種嚴寒惡劣的氣候,也能連續正常地輸送物料,保證長期無故障連續運行。它能承載420m3煤倉內煤的壓力,在變頻調速電機的驅動下可滿載啟動。

5000t/h重型板式給料機主要由驅動裝置、鏈板裝置、鏈輪軸裝置、拉緊裝置、機架、支撐輥、底輥和欄扳等部件組成。鏈板裝置由安裝在機架上的支重輪與托輪支承,并通過調整張緊裝置使鏈條與鏈軌正確嚙合。結料機外形見圖1。

重型板式給料機外形圖

圖1 重型板式給料機外形圖

2 重型板式給料機主要技術參數確定

2.1 原始參數

根據破碎站料倉設計和破碎機的入料口尺寸要求,5000t/h重型板式給料機主要原始參數如下:

鏈板輸送物料實際寬度:B=3000mm;

頭尾鏈輪中心距:L=14.65m;

給料能力:Q≥5000t/h(煤);

物料密度:0.90t/m3;

安裝傾角度:20°;

輸出料層在1h內的平均厚度:H=1.6m;

物料粒度:≤1500mm。

2.2 主要參數確定

1)鏈板運行速度。

V=Q/3.6×B×H×γ=Q/3.6×3×1.6×900=0.32m/s

2)主機軸功率。

P=Q×L(sinα+cosα×μ)/102×3.6×η1×η2=311.63kW

式中:μ—被輸送物料與給料機鏈板摩擦系數(一般取0.7);

η1—給料機鏈板效率(一般取0.8);

η2—給料機驅動裝置效率(一般取0.8)。

3)電機功率確定。

由重載電動機選擇經驗公式:P重=(1.1~1.6)P推導出重型板式給料機驅動功率P驅=P重=(1.1~1.6)P。考慮到重型板式給料機采用2臺電動機驅動需留一定過載能力,重載啟動時較多,冬季還需要在料倉煤炭凍粘后帶載啟動,因此取系數1.6,則總驅動功率P驅動=498.61kW,系統使用2臺電動機同軸驅動,選取每臺電動機功率250kW。電動機主要參數如下:功率250kW,轉數1500r/min,電壓660V,頻率50HZ。

4)主軸裝置轉速。

n1=60V

ZT=5.47r/min

式中:Z—驅動鏈輪齒數,13.5齒;

T—牽引鏈軌節距,0.26m。

為保證重型板式給料機工作的可靠性,采用卡特公司D9型推土機用履帶鏈軌及配套鏈輪。鏈輪采用雙切齒,實際齒數為27,工作有效齒數為13.5。鏈輪齒的嚙合次數減少一半,使鏈輪每轉兩圈所有齒才嚙合一次,提高了鏈輪和鏈軌的使用壽命。由于齒數增加,傳動效率提高,鏈軌上下波動的幅度減小。

3 主要部件選擇

3.1 驅動系統

重型板式給料機驅動系統其主要作用是為設備提供動力,將電機轉速減速至設備輸送物料需要的轉速。由變頻電機、液力耦合器、減速器、低速端聯軸器等組成。

為了增加驅動部的互換性,低速端出軸采用了雙出軸,減速器安裝容易,如一端驅動裝置意外損壞,另一端還能繼續使用,維持生產。為了保證扭矩傳遞的安全性和平穩性,出軸選用花鍵連接使整個負責提供驅動,其使用壽命非常長。驅動軸和尾軸的鏈輪可互換,尾軸鏈輪由于磨損小被換至驅動軸時將獲取更長的使用壽命。6)驅動軸。板式給料機的驅動軸與鏈輪、軸承和驅動單元配套。軸的兩端各加工成一個驅動端,按照單驅動規格配置,當使用過程中一端損壞時,另一端仍可使用。驅動軸結構見圖2。驅動系統結構更緊湊。

2臺250kW變頻調速電動機和減速箱固定在同一座架上,其間由液力耦合器聯接,構成一個獨立的部件。為方便設備搬遷,減小設備的橫向尺寸,傳動部件的減速器采用錐齒輪減速器。通過變頻器能夠實現無級調速功能,以適應給煤量變化的要求。

3.2 鏈板裝置

1)牽引鏈軌。牽引鏈軌采用卡特彼勒公司配套的履帶鏈,牽引鏈軌節距260mm。它具有節距誤差小、強度高、不易變形等優點。并且在使用期內無須潤滑,日常操作維修方便快捷。

2)支撐輥。重型板式給料機上的支撐輥是采用卡特彼勒公司D9型推土機用支撐輥,主要由高強度和耐磨性好的軸及與之相配的軸承座,以及高強度輥子組成。支撐輥間距457mm,沿著給料機長度方向緊密布置,確保輸送板運行平穩。支撐輥軸承能承受大的沖擊載荷,雙道密封和全程潤滑能減少磨損,延長使用壽命。

3)底輥。重型板式給料機的底輥是特制的帶軸套的特種鋼鋼輥,用來支撐鏈板返回,間距914mm。底輥安裝在一根短軸上,短軸用螺栓固定在底部珩架上。全部組件能方便的從支撐梁中間的孔中取出。

4)鏈輪。重型板式給料機的鏈輪是分體式,由耐磨高錳合金鋼制造,具有互換性。并設計利用雙切齒,使鏈輪每轉兩圈所有齒才嚙合一次,從而延長鏈輪壽命。鏈輪通過高強度螺栓與輪轂聯結,易于拆卸和更換。鏈輪節圓直徑1129mm。在前后鏈輪共同作用下,杜絕了鏈軌跑偏。

5)輪轂。輪轂由合金鋼制造,并能順利地滿負荷啟動,傳送高扭矩載荷。由于尾部鏈輪為從動輪,不負責提供驅動,其使用壽命非常長。驅動軸和尾軸的鏈輪可互換,尾軸鏈輪由于磨損小被換至驅動軸時將獲取更長的使用壽命。

6)驅動軸。板式給料機的驅動軸與鏈輪、軸承和驅動單元配套。軸的兩端各加工成一個驅動端,按照單驅動規格配置,當使用過程中一端損壞時,另一端仍可使用。驅動軸結構見圖2。

驅動軸結構

圖2 驅動軸結構

7)尾軸。大直徑尾軸配套尾部鏈輪輪轂和軸承組件。由于無軸伸因而它的尺寸比驅動軸短。

8)軸承組件。驅動軸和尾軸都用大直徑軸承。軸承潤滑采用潤滑脂,兩端采用迷宮式密封方式防止灰塵進入軸承內部。

9)鏈板。鏈板全部采用16Mn鋼板制作,厚度52mm。采用單圓弧搭接結構形式,工作時始終處于相互搭接狀態,抗沖擊、耐磨損、鏈板之間不漏料,安全可靠。每個鏈板兩側邊采用導向板定位,通過8個螺栓與鏈軌牢固連接,保證了鏈板相互之間咬合準確。鏈板底板下面焊有加強筋板,鏈板運行時有3條抗沖擊軌支撐,可保證承受大的物料沖擊而不變形。

重板給料機沖擊軌和支撐板結構

圖3 重板給料機沖擊軌和支撐板結構

10)抗沖擊軌和支撐板,其結構見圖3。在機架縱向設置三道抗沖擊軌,間距675mm。鏈板得到支重輪和縱向抗沖擊軌的雙重支持,使支重更均勻合理。牽引鏈軌基本上不受物料和自重產生的張力作用。支撐板是合金鋼重疊的焊接板,接近抗沖擊軌的部分被縱向加強,防止抗沖擊軌承受過大的載荷而變形。

11)鏈軌張緊。鏈軌運行中產生的松弛,可以用手動液壓泵通過張緊油缸張緊。鏈軌張緊后,先確定機尾鏈輪軸組與機架之間需安裝的墊塊數量和厚度。將墊塊放入,再釋放液壓系統的壓力,使鏈軌保持合理的張緊力。

4 最佳料層厚度的選擇

對于重型板式給料機,降低鏈軌的拉力,對整機的設計成本及零部件的設計、選型、配套都至關重要,它直接關系到鏈軌、電機、減速器以及液壓系統等外配套件的選型,對整機的設計強度及剛度也有直接的影響。降低鏈軌拉力的最直接、最有效的方法,就是控制重型板式給料機的給料厚度。經過優化設計后的計算對比,合理的料層厚度為1.3~1.7m,在滿足鏈軌強度的同時,功耗幾乎接近于最低,從而實現了功耗和鏈軌使用壽命的最優。

5 結語

5 000 t/h 重型板式給料機安裝后經過空載、重載調試,獲得了滿意的效果。各項指標達到設計要求,設備輸送量滿足生產的需求,工人的現場操作環境大為改善。由于鏈板和上、下托輥選用卡特公司自潤滑的推土機部件,大大縮短了設備維護檢修時間,給準東露天煤礦的連續安全生產提供了切實保障。

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