带式给料机的结构特点及功率计算方法

摘 要：文章简要说明了带式给料机的结构特点，主要针对导料槽和托辊组的结构形式做出说明，阐明带式给料机的功率计算方法，并列举实例。

关键词：带式给料机；结构特点；功率计算

带式输送机是以输送带兼做牵引机构和承载机构的连续输送设备。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

带式给料机除具备带式输送机的特点外，还具有其本身的结构特点。第一，带式给料机应用在具有一定仓压的料仓和漏斗下面时，能够将各种大容重物料短距离均匀、连续的输送给各种破碎、筛分和运输设备，特别是用在初碎以下更为适合。第二，与板式给料机相比，带式给料机成本低。而且它应用皮带与滚筒等旋转部件之间的摩擦驱动，皮带与托辊之间的成槽性很好，使导料槽与皮带之间有很好的密封性，在受料处不易撒料。第三，带式给料机通常情况下全程安装导料槽，这样使得给料机本身的运输能力增大，提高输送效率。第四，带式给料机通常带速很低，目前国际上应用的带式给料机的最低带速为0.015m/s，应用在澳大利亚西部现场，且已经投产使用。第五，带宽上一般采用较大带宽，因为带速低，增大带宽可以提高输送能力，节约输送成本。第六，带式给料机托辊组的设计也有本身的结构特点以及布置方式。带式给料机承载段托辊组一般采用4到5节辊子组成，对于大带宽给料机来说，通常中间采用等长3辊，总长度约为带宽的3/4。侧辊采用短辊，槽角20度。这种结构不仅能够增加物料的有效容积，而且中间采用三点支撑结构，增加辊子和托辊组横梁的使用寿命。因为带式给料机的带速低，因此输送带上的物料停留时间长，这会使托辊长时间受力，增加了托辊的无形损耗和疲劳性，减少了托辊本身的使用寿命，因此带式给料机承载段托辊间距很小，通常为普通带式输送机托辊间距的1/3左右。第七，给料机的导料槽在设计上也与以往的设计有很大不同，由于全程导料，带速低，给料机上的物料会对导料槽侧面的压力增大，而且如果采用传统的2000mm长一段的导料槽，在运输物料时会在导料槽接口处挤出物料，这样不仅污染环境，而且对操作巡检人员造成伤害。因此导料槽在设计时，尽量采用全程只用一段或者两段导料槽，且在采用多段导料槽时，连接处采用交错连接方式，以防止蹦料。同时导料槽的支腿也不能采用以往的设计形式，而应该加强结构，这样保证结构和系统的稳定性。

以上是给料机的结构特点，而带式给料机功率的计算与普通带式输送机的功率计算也有很大区别。由于带式给料机本身还需要承受很大的料仓压力，因此需充分考虑由料仓压力所需要的功率。本文以澳大利亚项目中使用的带式给料机为例，计算给料机的功率。

（1）基本参数：B=2400，V=0.015m/s，Q=250t/h，倾角0°，L=19.015m，qG=4629.6kg/m，qB=81.6kg/m，qRo=205kg/m，qRu=33.17kg/m，物料密度2.0t/m3。上托辊间距：a0=0.4m，下托辊间距：au=2.4m，托辊槽角：λ=20°其中：L-输送机长度，m；G-重力加速度，9.8m/s2；qRo-承载辊旋转重量，kg/m；qRu-回程辊旋转重量，kg/m；qB-每延长米胶带重，kg/m；qG-每延长米物料重，kg/m。

（2）圆周力及驱动功率的计算

a.不考虑仓压时驱动圆周力FU

主要阻力：FH=F1+F2，

上分支运行阻力：F1=fLg（qRO+qB+qG）=18982N；下分支运行阻力：F2=fLg（qRU+qB）=443N；FH=F1+F2=18982+443=19425N；提升阻力：Fst=0；导料槽摩擦阻力：Fgl=？滋2*qG2*g*l/pb12=130000N；清扫器阻力Fr=Fr1+Fr2=1960+1372=3332N；

FU=FH+Fst+FGS+FGX+Fgl+Fr=163250N；

给料机运输物料所需轴功率为P1=163250*0.015/1000=2.5kw

b.考虑仓压时，料仓的功率计算：

在计算料仓功率之前，先介绍一下物料由存仓卸出的物理过程。有研究表明，不同粒度的散料物料由存仓排料孔卸出时，都会出现两种基本的排料形式，即：（1）“标准”排料形式――排料孔上部的物料成柱状运动，物料面成一漏斗形状；（2）“流体”排料形式――全部物料颗粒如流体般向下移动。而“标准”排料形式适合于周期形式动作的、具有一定仓壁倾斜角的所有存仓。“流体”排料形式多用于下列情况，第一，对连续动作的存仓，其仓壁的倾斜角超过临界值时；第二，当存仓处于强烈的震动状态时；第三，若存仓具有似液体那样多水分的物料时。总之排料形式的确定和存仓的动作方式、工作条件及物料的状态等因素有关，必须进行具体分析，而且有时因受到条件的限制也往往会出现中间状态的排料形式[1]。经分析在本例子中物料排料形式更接近于“标准”排料形式。所以存仓排料孔的水力半径R水=F/L。式中：F-考虑了散粒物料颗粒尺寸的排料孔面积[m2]；L-相应于上述排料孔面积的周长[m]。

对于存仓中物料，考虑到由于物料颗粒内部的摩擦力和粘着力产生的切应力τ，将抵消存仓上面的部分物料重量，使其上的压力比流体静压力小得多，尤其是对非全部卸空的存仓。因此作用在存仓上的压应力近似平均值可用下式计算：

σ=5.6k0R水γ [N/m2]

式中 R水：排料孔的水力半径[m]；γ：物料的堆积重度[N/m3]；k0：考虑到存仓动作特点的系数。这样，作用在皮带上的正压力等于：N=σF[N] F-存仓排料孔的面积[m2]。

根据上述公式本例题：

排料孔的水力半径R水=F/L=2×2/2×4=0.5m

作用胶带上的压应力：σ=5.6×2×0.5×2000×9.8=109760N/m2

作用胶带上的压力：N=109760×4=439040N

料仓所需要轴功率：P2=439040×0.3×0.015=1.98KW

给料机所需功率为P=（P1+P2）/η=5.4KW

经过计算可以看出，考虑到仓压后，给料机的功率已明显提高。本例的给料机已经在澳大利亚现场开始运转使用，运行状态良好。

结束语

本文介绍了带式给料机的结构特点，使用范围，并针对导料槽和托辊组的结构形式做了详细的说明。在考虑到仓压的情况下计算出带式给料的功率，并以澳大利亚现场给料机为例，验证考虑仓压的正确性。

参考文献

[1]洪致育，林良明.连续运输机[M].机械工业出版社，1982.

[2]DTII（A）型带式输送机设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2003，12-16.