駱嵩

（大連天重散裝機械設備有限公司，遼寧 大連 116000）

懸臂式斗輪堆取料機斗輪機構研究

駱嵩

（大連天重散裝機械設備有限公司，遼寧 大連 116000）

介紹懸臂式斗輪機的斗輪機構，懸臂式斗輪堆取料機是一種連續(xù)、高效的散料裝卸、輸送設備，已經廣泛的應用到港口、電廠、鋼廠、礦山、焦化廠等行業(yè)中。斗輪機構是堆取料機的取料裝置，在設計中應該充分考慮堆取料機的取料能力、物料特性、工作環(huán)境等因素。文章以斗輪堆取料機中斗輪機構為主要內容進行簡單探討。

斗輪機構設計；計算；斗輪堆取料機

1 懸臂式斗輪堆取料機簡介

斗輪堆取料機是在斗輪挖掘機的基礎上發(fā)展起來的，是斗輪挖掘機發(fā)展過程中派生出來的一個分支。懸臂式斗輪堆取料機主要由斗輪機構、走行機構、回轉機構、俯仰機構、懸臂皮帶機及尾車機構和一些電氣、液壓、潤滑系統(tǒng)等輔助機構等構成，斗輪機構安裝于懸臂梁的前端，隨懸臂梁一起俯仰和回轉，依次來挖取不同高度位置的物料。

懸臂式斗輪堆取料機的堆料工藝及布料情況，由實際需要確定。一般來說，物料成分比較均勻，物種單一，且沒有混勻要求時，可采用走行定點一次堆料；如物料成分變化較大，物種多樣，又有混勻要求時，可采用走行定點分層堆料或回轉定點分層堆料。

2 懸臂式斗輪堆取料機斗輪機構的概述

（1）斗輪的結構形式。斗輪機構主要由斗輪體、料斗、斗輪軸、軸承座、驅動裝置、導料裝置和電氣、液壓、潤滑等一些輔助機構組成。

斗輪機構共有若干個斗子，均勻分布在斗輪體圓周外側，用銷軸和螺栓與斗輪體固定。在斗口處有耐磨的可拆卸的斗齒。斗韌處有耐磨焊條堆焊的保護層。為有利于斗子卸料，斗輪軸與水平面一般設有6°～10°的傾角。圓弧擋料板安裝在斗輪體圓周內側取料段，保證斗子把從料場中挖取上來的物料提升到輪體上部的卸料槽區(qū)域，經過溜料裝置滑到懸臂帶式輸送機上，在經導料槽裝置沿輸送方向將物料輸出。圓弧擋料板和溜料槽的工作面都裝有方便拆卸的耐磨襯板。

斗輪機構分為有格式和無格式兩種形式。有格式斗輪在每個料斗底部設有一個扇形斜溜槽，并在非卸料區(qū)設置擋板，因而只在卸料區(qū)進行側面卸料；無格式斗輪機構料斗底部不設斗底，而是在落料區(qū)域設置一個圓弧擋料板，通過圓弧擋料板將料斗落下物料導入導料槽下部皮帶機中。有格式斗輪機構卸料能力較差、效率低，所以不適用于粉礦占據(jù)較大比重的物料；無格式斗輪機構不適合用于硬度較大的塊狀物料，容易產生卡料現(xiàn)象。目前無格式斗輪機構應用比較廣泛。

（2）斗輪機構的布置形式。斗輪機構的布置形式分為長軸布置和短軸布置。斗輪體與其驅動裝置分別位于皮帶機兩側為長軸布置，其優(yōu)點是斗輪機構的重量平均分布在懸臂梁兩側，可以降低對懸臂梁扭轉鋼度的要求。缺點是卸料槽的卸料空間減小，而且不便于斗輪軸的維護和檢修。反之，驅動裝置設置在斗輪體同側時為短軸形式，但在設計時應考慮懸臂梁的平衡問題，采用適當方式減少斗輪機構的偏心對懸臂梁的影響，例如：將皮帶機偏斜一定角度，使斗輪機構靠近懸臂梁中心等。

（3）斗輪機構驅動形式。驅動裝置有機械傳動和液壓馬達傳動。機械傳動采用電機、行星減速機，設置液力耦合器、電氣等多重安全和過載保護并配置良好的吸震裝置。機械傳動方式具有成本低、維護方便等優(yōu)點。

斗輪機構的驅動裝置采用低速大扭矩液壓馬達驅動（不帶任何機械減速裝置）及與之配套的液壓動力系統(tǒng)的全套附件，并有過載保護。液壓馬達驅動適用于北方寒冷地區(qū)，物料凍結等狀況下使用。

3 斗輪機構參數(shù)的初步計算

以煤為計算品種，該品種堆比重為：0.8t/m3；粒度為：0～300mm；水分＜12%。

生產率有三種概念，即理論、技術、實際生產率。因缺乏理論與實踐的數(shù)據(jù)，設計時生產能力系指按生產工藝所規(guī)定要求而達到的數(shù)字，即平均堆取料能力。而理論生產率，取決于多方綜合因素，如斗輪的構造參數(shù)，即斗輪連續(xù)不間斷滿負荷工作情況下的料斗容積和單位時間里最大可能的卸料斗數(shù)。

（1）理論生產率：

式中：G為平均生產能力；R為物料的堆比重；（其中數(shù)值0.83的取值范圍0.83～1）

（2）斗輪理論生產率公式：

式中：J為單個斗輪的容積（m3）；Z為料斗的個數(shù)；n輪為斗輪轉速。

斗輪的極限轉速公式：

式中：g為重力加速度（g=9.8m/s2）；R為斗輪半徑

實踐經驗告知，斗輪的圓周速度與斗輪極限速度的比值K不能大于允許值（K）=0.5～0.6（建議取0.5）時無格式斗輪的結構值。

（3）斗輪直徑的計算。

式中：D為斗輪直徑m；Q為挖掘力（額定能力）t/h；γ為物料堆積重度kN/m3；k為系數(shù)（煤k=0.505，礦石k=0.6）。

（4）斗輪斗容的計算。

斗輪斗容量按上述公式計算得：

（5）斗輪的傳動。

驅動功率的計算：

式中：N1為挖掘功率

式中：k為單位切削力，k=Kg/cm；c為挖掘深度與斗輪直徑之比；η總為總效率，η總=0.8；Q理為理論生產量（m3/h）；S為每分鐘卸空料斗的個數(shù)，S=Zn輪；R為斗輪半徑。

N2為提升功率：

N3為摩擦功率：

Vs為切屑速度m/min

Vs=V

所以N=N1+N2+N3（kW）

考慮啟動慣性力的影響，則乘以系數(shù)K'，則驅動功率為N總=K'N

4 結語

斗輪機構是斗輪堆取料機的重要組成部分，其設計是否合理將直接影響設備的性能和使用壽命。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，斗輪堆取料機的產品還會不斷的發(fā)展和完善，經驗的積累和新技術的應用會不斷的驗證設備參數(shù)選取的是否合理。

［1］臂式斗輪堆取料機型式和基本參數(shù)［M］.北京：中國標準出版社，2011.

［2］機械行業(yè)標準.斗輪堆取料機術語［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.

Research on Bucket Wheel Mechanism of Cantilever Bucket Wheel Stacker

LUO Song
（Dalian Tianzhong Bulk Machinery and Equipment Co.，Ltd.，Dalian，Liaoning 116000，China）

Thispaperintroducesthebucketwheelmechanismofcantileverbucketwheel.Thecantileverbucketwheelstackeris a continuous and efficient bulk loading and unloading equipment.It has been widely used in ports，power plants，steel mills，Coking plants and other industries.Bucket wheel mechanism is the reclaiming device reclaiming device，and in the design it should take full account of the reclaiming machine reclaiming capacity，material properties，working environment and other factors.This paper discussesthebucketwheelinthebucketwheelstackingmachineasthemaincontent.

bucketwheelmechanismdesign；calculation；bucketwheelstackerreclaimer

TH243.2

A

2095-980X（2017）02-0085-02

2017-01-23

駱嵩（1987-），男，工程師，主要從事斗輪堆取料機、翻車機設計工作。