新型重型移动卸矿车的设计

【摘 要】 简述了新型重型移动卸料车的应用、结构组成及特点;介绍了在干雾抑尘重型移动卸料车设计中总结出来的设计经验和设计要点。根据不同组合的运行工况，分析比较，确定消耗功率最大的情况。通过受力计算，确定卸料车的运行驱动功率。保证胶带机运行时卸料车无论处于停车状态还是向前运行状态，都不被带动向前滑行，胶带机重载紧急停车时，也不运行卸料车被拖后移。

【关键词】 重型移动卸料车 原始参数 驱动功率

1 概述

重型移动卸矿车属于物料输送设备一类，是物料输送时卸料的一种大中型移动设备。与带式输送机配合实现多点卸料，将带式输送机上大量输送的物料定点卸入料仓内。

新型重型移动卸矿车主要包括机架、驱动装置、干雾抑尘装置、电动夹轨器、漏斗、无线通讯装置、电动集中装置、防撞极限、雷达料位计、旋转编码器、PLC控制柜、变频器等部分。该设备是一种完全实现自动控制的环保型重型移动卸矿车。主要有如下特点：

（1）能满足大运量的需要。每小时运量达到1500吨。（2）利用干雾抑尘装置，有效解决了“污染”问题。（3）用雷达料位计对料位进行检测、反馈控制。（4）用旋转编码器进行卸矿车行走位置及方向进行检测、反馈控制。（5）无线通讯+无线摇杆方式实现了机上、远程中控的设备控制功能。（6）变频器调速，控制卸矿车的运行速度，实现了软启动。（7）电动集中装置定时、定点、定量对设备进行。（8）防撞极限装置检测轨道上是否有人和物，保证了人身安全。（9）采用电动夹轨器，保证了设备的运行安全。（10）设置液压缓冲器进行保护，防止小车控制失灵情况下不致发生事故。

2 设计计算过程

2.1 卸料车工况分析

根据不同组合的运行工况，应保证胶带机运行时卸料车无论处于停车状态还是向前运行状态，都不被带动向前滑行，胶带机重载紧急停车时，也不运行卸料车被拖后移。

通过分析比较，重载稳定等速运转时，卸料车与胶带机运行方向相反所消耗功率为最大，从而选择行走驱动电机。

2.2 受力计算

卸料车受力计算是按输送带张力逐点计算法，其最大受力点是在最远卸料处靠近滚筒趋入点，其受力计算如下：

（1）作用在上部改向滚筒上的合力（单位：N）

R1=[Si+12+Si+22- 2Si+1 Si+2cos（α+β）]1/2

cosψ1=D/[（H2+S2）1/2]

（2）作用在下部改向滚筒上的合力（N）：

R2=（Si+32+ Si+42-2 Si+3 Si+4cosα）1/2

（3）上部改向滚筒的水平分力及垂直分力（单位：N）

F1=R1*cosα1（水平分力）; P1=R1*sinα1（垂直分力）;

（4）下部改向滚筒的水平分力及垂直分力为（单位：N）

F2=R2*cosα2; P2=R2*sinα2;

式中：Si+1、Si+2 ----输送带张力，N;

Si+3、Si+4---下部滚筒输送带张力，N;

α-----Si+2、Si+3张力线与水平线夹角。α=ψ1-ψ

β-----输送带倾角，β=14°; D-----改向滚筒直径，m;

α1-------合力R1与水平线夹角;α2----合力R2与水平线夹角;

（5）利用力矩平衡方程解出车轮的轴压RA、RB、RD，单位：N

（6）卸料车运行阻力：Fc=2（RA+RB+RD）*（d/2+k）*β/D1

式中：D1---车轮直径，m;μ---轴承摩擦系数，滚动轴承取0.015;

K----滚动摩擦系数，灰尘较多时取0.002;

β---车轮轮缘附加阻力系数，按β=2.5计算。

（7）上承载胶带运输阻力：FY=9.81ω*（qo+q+qu）*LH

式中：ω---槽型上托辊阻力系数，取0.035;LH---输送带承载段投影长度，m;

qo---输送带自重，kg/m; q---物料重量，kg/m; qu---上托辊转到部分重量，kg/m;

（8）克服上承载胶带提升物料阻力：FH=9.81 *（qo+q）*H 中：H--物料提升高度，m

（9）卸料车总阻力：F=Fc+F1-F2+FY+FH

2.3 确定驱动功率P，单位：KW

P=FVK/（1000η）

式中：V---卸料车运行速度，m/s;K---安全系数，按1.3―1.5取。

η---传动系统总效率。

参考文献

[1]《运输机械选型设计手册》.黄学群主编.

[2]应美，梁庚煌主编.《机械化运输工艺设计手册》.

[3]《冶金机械设计手册》.中国科技文化出版社.

作者简介：张惠萍（1975―），女，宁夏回族自治区中卫市中宁县人，包头市佳隆金属制品有限责任公司，大学本科，中级，机械设计;

郭建东（1969―），男，宁夏回族自治区石嘴山市大武口乡人，宁夏天地西北煤机有限公司，大学本科，副高，机械设计。