重型板式给料机是一种广泛用于矿山给料的重型设,其主要作用是将矿石漏斗落下的矿石较均匀地送到皮带输送机上。失重式喂料机工作过程中,在矿石的冲击下,链板及其支撑辊系中的轴承极易损坏,故障率和维修率高。通过现场观察和分析发现,影响重型板式给料机出现故障的直接因素主要有2个:一是矿石从10m高度直接冲击链板,冲击力比较大,使2动载下支撑机构的强度分析21有限元模型的建立重型板式给料机支撑链板的支撑机构采用SolidWorks建立三维模型,然后利用Abaqus中File-Import-Part接口导入Abaqus中,模型如图3所示。失重式喂料机图3支撑机构工字钢上有5对槽钢,分别放5对轴承支撑链板。支撑机构全部采用材质为45号钢,弹性模量E=210000Pa,泊松比=03,密度=7.85103kg/m3。单元采用Solid四面体节点单元,采用自由网格划分,通过对改进前和改进后的2种结构进行有限元分析,比较其分析结果得出改进的可行性。2.2改进方案及结构图1)改进前结构改进前方案如图1所示,工字钢两端采用固定支撑。2)改进后方案改进后方案如图4,工字钢两边采用弹簧支撑。弹簧系数k=850。图4弹簧支撑简图3仿真结果分析改进前仿线所示。失重式喂料机可以看到工字钢中间明显有变形现象。图5未采用弹簧支撑的分析云图改进后仿线所示。从分析结果可以看出,由于支撑弹簧使整个支架有缓冲作用,使能量消耗在弹簧上,减少支架的变形,因此,改进之后,可以减少重型板式给料机的破坏性。图6采用弹簧支撑的云图4结语1)矿石在冲击过程中,支架支撑处的应力很大,且应力处发生在支架中间(冲击点)附近范围,应力将会导致支架产生变形,从而使重型板式给料机由5点支撑变成2点支撑,导致轴承更容易损坏。2)通过改进后的分析结果表明,改进后支架受力得到了明显的改善,受力较均匀,冲击力的破坏作用明显减少。证明此方案是可行的。这种改造方式对已经安装好重型板式给料机的工进行改造具有重要意义,在现有条件不改变的情况下,以这种方式施工时间短,改造成本低,可减少维修量,提高生产效率,对减少维护费用有极其重要的作用。
板式给料机是物料破碎系统中的给料设之一,分重型、中型和轻型,现在常用的是重型。重型板式给料机适于短距离输送运量和粒度较大的物料,也可作为缓冲料仓向初级破碎机给料,可以连续、均匀地向下道工序给料,能承受较大的料仓压力,它的特点是给料能力大、低速、大扭矩。重型板式给料机的工作原理是通过电机带动主动链轮转动,从而带动链条运动,通过链板的载料,终达到运送物料的目的。所以在重型板式给料机的设计中,首先要计算出链条的牵引力。一般重型板式给料机链条选型相对比较容易,但是大型重型板式给料机(长度大于20m)链条的选择对整机的工作性能和设成本都有较大的影响,需要对链条所受的拉力进行比较详细的计算,通过分析和计算来调整和降低链条的拉力,以选择合适的链条。为此本文以移动式破碎站中的大型重型板式给料机为例,分析链条牵引力的组成,并计算不同的给料厚度对链条拉力的影响。1驱动轮圆周力Fu计算驱动链轮传给链条的圆周力Fu与运动过程中的摩擦阻力Fc和坡度阻力Fp相平衡,即Fu=Fc+Fp(1)摩擦阻力Fc是各部分摩擦力的合成,主要包括主要摩擦阻力Fm、附加阻力Ff、物料与挡板的摩擦阻力Fb,即Fc=Fm+Ff+Fb(a)主要阻力Fm是由上分支、下分支和链条来回牵引作业的摩擦所产生。Fm=fL(qR0+qRu+2qBcos)+L1qGcosL板式给料机头尾轮距,mL1板式给料机装载物料长度,mqR0上支撑滚子单位长度线载荷,kg/mqRu下支撑滚子单位长度线载荷,kg/mqB链条单位长度线质量,kg/mqG输送物料单位长度线v板式给料机的倾角Q给料能力,t/hv链条运行速度,m/s表1摩擦系数表机器工作条件承载滚子或滚轮滑动轴承滚动轴承良好0.06~一般0.08~不好0.10~恶劣0.13~附加阻力Ff是由链节中的摩擦、链条和链轮间的摩擦、链轮中轴承的摩擦、链条与上下支撑间的摩擦组成,一般情况下Ff(0.05~0.1)Fm(c)物料与挡板间的摩擦阻力Fb由所输送的物料与挡板装置之间的摩擦产生。Fb=H2L1式中物料与挡板之间的摩擦系数,一般取0.5~0.7松散物料的密度,kg/mH物料与挡板的接触高度,m上式以下列假设为基础:输送物料的横截面FP=qGL1sin所以,链轮上的圆周力Fu可以表达为Fu=Fm+Ff+Fb+Fp重型板式给料机的工作情况见图1。图1重型板式给料机工作情况1.链板2.履带链3.上支重轮4.下支重轮5.挡板2链条拉力的计算链条拉力Fk由圆周力Fu、链条自重、链条的初张力FV和链条运行时由于多边效应产生的附加动拉力Fd组成。Fk=Fu+qBLsin+FV+Fd(1)初张力FV使链条保持适度的张紧,因此要适当选择初张力,以免链条脱开链轮时因松驰而引起故障。根据经验,重型板式给料机的垂度和分支支撑跨距的比值约为5/100,即h/a0.05,所以初张力可按下式求其近似值承载分支FV1=a08((qhB/+aq)G)cos回程分支FV2=8a(U(hq/Ba))cos在计算链条拉力时,初张力FV要选择承载分支和回程分支中的较大值进行计算。(2)链条附加动拉力Fd由运动质量和链条加速度产生。Fd=22t(2LqB+L1qG)式中链轮角速度=Rvt链条节距,mR链轮节圆半径,mv链条运行速度,m/s为了降低链条的动拉力,应选择较小的链节距和小的链轮角速度,整个链条在各点上的张力变化曲线链条在各点的张力变化曲线料层厚度和驱动轮圆周力的关系对于重型板式给料
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