吳衛(wèi)國

降低重力式卸料板鏈提升機(jī)返料量的探討

Discussion on Reducing Recycle Material of Plate Chain Elevator

吳衛(wèi)國

圖1 極距

斗式提升機(jī)的卸料方式有三種：離心式卸料、重力式卸料、重力式與離心式混合卸料。如果提升機(jī)卸料不干凈，返料會(huì)造成殼體、料斗以及鏈條磨損，降低設(shè)備使用壽命，返料嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成尾部積料，導(dǎo)致料斗在尾部挖料，從而引發(fā)一系列使用問題。本文就如何降低重力式卸料的NB系列板鏈斗式提升機(jī)的返料問題做一些探討。

1 重力式卸料的原理分析

提升機(jī)頭部在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，物料經(jīng)過頭軸中心線時(shí)，物料在料斗中繞頭部鏈輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，料斗內(nèi)物料受重力mg、向心力mrω2、支持力的作用而處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即受力平衡。將離心力與重力的合力R的作用線的反向延長線與頭輪垂直中心線交于一點(diǎn)P，該點(diǎn)稱極點(diǎn)，極點(diǎn)P到頭輪回轉(zhuǎn)中心的距離稱為極距h，如圖1所示。

按照極距判斷法，當(dāng)極點(diǎn)位于料斗外緣的圓周之外（即h＞r1）時(shí)，該提升機(jī)為完全重力式卸料，椿本公司NB板鏈提升機(jī)卸料方式全部采用重力式卸料。

2 卸料過程

如圖2所示，料斗繞過頭輪頂部時(shí)開始卸料，其中，料斗底部A區(qū)物料的卸料時(shí)間最長，需要從料斗1底部沿著內(nèi)板溜到料斗2背板上，再沿著導(dǎo)料板流經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)卸料口C進(jìn)入下料溜子，完成整個(gè)卸料過程。

設(shè)定A區(qū)物料流經(jīng)料斗1內(nèi)板時(shí)的滑行距離為L1，滑行時(shí)間為t1，流經(jīng)料斗2背板時(shí)的滑行距離為L2，滑行時(shí)間為t2，當(dāng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，A區(qū)物料全部進(jìn)入卸料口，此時(shí)料斗1中的物料剛好全部卸出，料斗以鏈速v勻速運(yùn)行，運(yùn)行距離為L3，運(yùn)行時(shí)間為T，此時(shí)T=t1+t2。因此，為確保料斗中的物料全部卸出，料斗運(yùn)行距離L3的時(shí)間T必須大于A區(qū)物料滑行卸出料斗時(shí)間t（t=t1+t2），即T＞t才能保證物料全部卸出。

當(dāng)物料在L1內(nèi)板和L2背板上滑行時(shí)，受重力G、支撐力N和摩擦力f的作用，沿著料斗板加速下滑，加速度為a，受力情況如圖3所示。

圖2 卸料示意

圖3 受力分析

μ——物料與料斗壁摩擦系數(shù)

a——加速度

δ——料斗內(nèi)板和背板與水平線夾角，分別為α，β

A處物料（見圖2）離開該料斗時(shí)加速滑行距離為L1，滑行時(shí)間為t1，根據(jù)公式：S=at2，導(dǎo)入計(jì)算得出

當(dāng)物料離開料斗1時(shí)，沿料斗內(nèi)板方向上的終速度為v1。根據(jù)速度計(jì)算公式：v=at，得出

當(dāng)物料滑行到料斗2背板上時(shí)，以初速度v02（v02為v1的分速度）繼續(xù)沿著背板加速滑行，在料斗2背板上滑行距離為L2，滑行時(shí)間為t2。

料斗2背板上的初速度v02與離開料斗1時(shí)終速度v1的關(guān)系為：

其中：公式中的v=v02，S=L2，a=g（sinβ-μcosβ）

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入公式計(jì)算物料在料斗2背板上滑行時(shí)間t（2即公式中的t值）得出：

物料從料斗中全部卸出時(shí)間為t=t1+t2，代入t1及t2數(shù)據(jù)，得出：

從物料全部卸出時(shí)間t的計(jì)算結(jié)果可以看出：物料卸出時(shí)間與料斗形狀（L1，L2，α和β）以及物料和料斗的摩擦系數(shù)有關(guān)。

3 減少返料的措施

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，為避免或減少提升機(jī)返料，需要T＞t，即：

因此，在提升機(jī)運(yùn)行速度v、提升機(jī)能力、提升機(jī)高度以及提升物料不變的情況下，為盡可能地減少返料量，需要增大T值或減小t值。

3.1 增大T值的方式

（1）適當(dāng)增加L3距離，即延長頭部鏈輪中心到卸料口法蘭的距離L，以增加物料卸料時(shí)間，使得物料完全卸出。L3的增加必須適當(dāng)，太長會(huì)影響卸料溜子的工藝布置。另外，物料離開料斗（B點(diǎn)）后做拋物線運(yùn)動(dòng)，如L3太長，物料離開料斗后沿水平方向運(yùn)行的距離會(huì)增加，部分物料不是灑落在接料板上，而是撞擊在卸料口上方殼體上，導(dǎo)致卸料殼體磨透從而漏料（見圖4）。

（2）對提升機(jī)進(jìn)行改造，在原出料口下端增加一個(gè)輔助出料口，使沒有來得及卸出的物料從輔助出料口卸出。

3.2 減小t值的方式

在保證斗容不變的情況下，根據(jù)物料顆粒大小、摩擦系數(shù)不同等屬性，選擇不同的料斗結(jié)構(gòu)形式。對于流動(dòng)性好的粉狀物料，可采用深斗結(jié)構(gòu)形式的料斗；對于塊狀物料或附著性大的物料，采用淺斗或圓弧底料斗，通過計(jì)算改變L1、L2以及改變?chǔ)梁挺陆嵌却笮?，盡量減少A區(qū)物料量，減少物料在料斗中的滑行時(shí)間，使卸料時(shí)間縮短到最小。

4 結(jié)語

板鏈斗式提升機(jī)的機(jī)型隨著水泥工業(yè)粉磨系統(tǒng)的大型化而變大，速度也由原來的慢速變?yōu)榭焖?。在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，重力式卸料提升機(jī)的返料主要與提升機(jī)的運(yùn)行速度、卸料口高度、料斗結(jié)構(gòu)形式以及物料特性等因素有關(guān)。通過計(jì)算選擇合適的速度和合適的機(jī)型，是降低重力式卸料提升機(jī)返料量的最根本的措施?！?/p>

圖4 沖料示意

TQ172.687

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1001-6171（2017）03-0033-03

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2016-09-20；編輯：趙星環(huán)