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重型板式给料机设计要点


②链带自重产生的摩擦阻力

链带在头尾轴中心距范围内是均布载荷,由于链带上下分支均由支承辊轮支承,它对支承辊轮的正压力而产生的摩擦阻力就是链带自重产生的摩擦阻力。

F2 = 2fLqlcos

式中 F2 链带装置自重摩擦阻力

ql 链带装置线集度

③链带上承载物料重量产生的摩擦阻力

将物料在链带上的料层厚度近似看做是一个定值H,那么物料自重作用在链带上的正压力也是均布载荷,而最终这个压力也反映给上支承辗轮,所以

F3 = fLiqwcos

式中 F3 被输送物料对链带的正压力产生的 摩擦阻力

Li 物料装载长度

qw 装载物料线载荷

④料仓压力所产生的摩擦阻力

料仓对槽板的压力简称仓压,这个值的大小一般由流程工艺设计给定,最终也是反映到支承辊轮上,所产生的摩擦阻力为

F4 = fG1

式中 F4 仓压摩擦阻力

综合上式

Fm = F1+F2+F3+F4

(2)物料与栏板的摩擦阻力FL

物料在链带与栏板之间形成一个横截面为矩形的运行料流(见图2)。由于物料运动的内摩擦对于栏板的摩擦阻力影响很小,可忽略不计。这时物料对栏板某一高度的压强近似于静止液体的压强p,其表达式为P=h的,那么沿物料运行方向,物料对单侧栏板在某一高度单位长度的正压力为

dF = pdh=h dh

积分求得H高度的单位长度总压力F 为

沿高度方向成抛物线分布。

图2 物料横截面示意图

两侧压力和F〞为

F=2F =H2

沿装载长度物料对栏板的总压力F 为

F =LiH2

物料与栏板的摩擦阻力即

FL=1000 F =1000 LiH2

式中 物料与栏板的摩擦系数,取0.5~0.7

(3)坡度阻力FP

重型板式给料机倾斜安装而产生运行坡度阻力。支承辊轮属回转件,倾斜安装对它的运行坡度阻力无影响,链带装置由于存在上下分支,跨链轮后可视为上、下分支平衡,倾斜安装对它的运行坡度阻力也无影响。只有上分支承载的物料产生运行坡度阻力,物料坡度阻力数学模型见图3。图中G=Liqw,所以

FP=Liqwsin

式中G 物料在链带槽板上装载总质量

图3 物料坡度阻力数学模型

(4)附加阻力Fj

附加阻力是由链轨僵直、拐弯以及链轨与支承辊之间的滚动摩擦阻力等综合形成,根据国外经验介绍一般取整机机械摩擦阻力的0.05~0.1倍,即

Fj=(0.05~0.1)Fm

所以运行总阻力为

F = Fi = Fm+FL+FP+Fj

2.3.2 驱动功率计算

式中 k 功率储备系数,一般取1.3~1.5

机械效率,取0.8~0.85

2.4 驱动装置的合理配置

功率计算通式是P=FV,转矩计算通式是M=FR。不难看出,当牵引力一定时,功率的大小与运行线速度成正比;转矩的大小只与回转半径成正比,与运行线速度无关。重型板式给料机属于恒转矩设备,也就是当工艺参数给定时,它的运行牵引力理论上是个常数。根据牵引力的大小确定了牵引链轨的型号,驱动链轮节圆随之确定,那么主轴转矩也就恒定,它与运行线速度无关。在这个理论基础上可经济合理地配置驱动装置。

2.4.1 减速器的选型

部分工程技术人员在选用减速器时,都是以电机功率反推减速器的选型,这是个误区,实践证明对于重型板式给料机而言,这样选出的减速器一般都偏大,非常不经济。合理的选型条件是使减速器输出转矩和负载转矩匹配、输入转速和驱动电机转速匹配。

2.4.2 驱动电机的选用

电机选用除了根据计算功率,还应尽量使运转基速靠近电机全速时的频率,使电机发挥出最大能力。主要是在功率不变的情况下灵活地配合减速器速比调整电机级数,因重型板式给料机一般都是变频调速,且该设备又属于恒转矩设备,一般来说是用降频调速(但尽量不低于全速时频率的2/5)。这时还要考虑电机的富余功率和富余输出转矩,若输出转矩富余,频率可调在电机全速时的频率以上;若功率富余很大时,可将频率再调低使用。不管怎样调整,都不能低于负载实用功率和实用转矩。