移动犁式盖带多点卸料带式输送机设计

曾 楷 丁 创 成 镇

广州港新沙港务有限公司

1 引言

平房仓仓顶卸料进仓的传统设备有埋刮板机、普通气垫带式输送机、移动回抛带式输送机、固定回抛带式输送机，均存在高能耗、低效率、高破碎率、高故障率、维护成本高的问题[1]。固定犁式多点卸料带式输送机是近年出现的仓顶卸料进仓设备，具有环保、低能耗、高效率、低破碎率、低故障率的优点，但设备的投资大，维护成本高。为解决上述设备所存在的问题，设计移动犁式盖带多点卸料带式输送机，用于平房仓顶卸料进仓。

2 设计技术要点

2.1 设计要求

广州港某水运工程建设项目需建设2座7.5万t机械化平仓，主要堆存玉米、大豆等粮食，每座机械化平仓仓顶需配备1台移动犁式盖带多点卸料带式输送机，输送机总长228 m，设计输送能力为2 000 t/h。

2.2 移动犁设计

移动犁式盖带多点卸料带式输送机主要由输送带、驱动装置、传动和改向滚筒、托辊、(双)犁式卸料装置、张紧装置、清扫装置、喂料靴、机架、覆盖带等部件构成。输送机采用双犁结构及齿销传动，运行平稳可靠,可实现移动连续卸料,可清扫输送带上所有物料及粉尘，下分支采用浅盘槽气室支承回程输送带,密封性好，具有效率高、能耗低、破碎率低等特点[2]。

移动犁主要包括基座、固定在基座上的皮带输送设备、支架、卸料器、下料斗、覆盖带、驱动机构、定位模块等，在原有固定犁式多点卸料带式输送机的基础上，在皮带机架两侧安装轨距2 550 mm的滑轨和链轨，同时将犁头部分通过行走轮安装在滑轨上，驱动行走轮带动移动犁沿轨道移动(见图1)。

1.输送带 2.覆盖带 3.悬臂托辊 4.卸料器 5.水平托辊 6.驱动机构 7.滑轨和链轨 8.定位模块 9.基座 10.下料斗 11.平衡轮 12.支架 13.齿轮图1 移动犁结构示意图

在滑轨上安装铰接的平衡轮机构，可通过平衡轮来适应卸料器在卸料和没有卸料2种状态的负载变化以及在行走过程中的卸料负载，避免在运行过程中出现卡顿现象。在传统的水平托辊的基础上，增加悬臂托辊，通过水平托辊使皮带在到达平台之前展平，通过悬臂托辊使物料在输送过程中向皮带中间集聚，避免物料从皮带的边缘洒落。

定位模块以及配套的步进电机或伺服电机可设置3种卸料模式，以调节移动犁的实时状态。通过控制器和其他电子检测控制件的配合，使卸料过程整体自动化，可实现对同一个料仓下料时，卸料器上的下料斗能够在该料仓的不同位置移动，保证物料成型良好[3-4]。

2.3 输送机主要参数

2.3.1 输送能力校核

根据该项目需求，皮带宽度B拟定为1 800 mm，带速v拟定为3.5 m/s，物料密度ρ取0.75 t/m3，此带式输送机的输送能力Q为：

Q=3 600KvSρ

(1)

式中，S为运输粮食的截面积，取0.244 m2；K为倾斜系数，该工况为水平运输，取K值为1。

计算得Q为2 305 t/h,输送机的宽度和带速能满足额定产量的要求。

2.3.2 输送机传动参数

带式输送机驱动滚筒需要的圆周驱动力FU为：

FU=FH+FN+FS1+FS2+FS

(2)

式中，FH为主要阻力，主要为承载皮带的摩擦阻力与气垫回程皮带摩擦阻力；FN为附加阻力，主要为输送带绕过滚筒的阻力与进料口物料加速阻力；FS1为主要特种阻力，主要为托辊前倾摩擦阻力及物料与导料槽栏板摩擦力；FS2为附加特种阻力，主要包括头部清扫器阻力、空段清扫器阻力及刮板阻力；FSt为倾斜阻力，该工况为水平运输，但犁头部皮带抬高了0.5 m以方便卸料。

经计算，驱动滚筒需要的圆周驱动力FU约为5.09 kN。

驱动滚筒轴功率PM为：

PM=K×PA/(η×η′×η″)

=K×FU×v/1 000(η×η′×η″)

(3)

式中，PA为驱动滚筒转动效率；η、η′、η″分别为传动效率、电压降系数以及多机功率不平衡系数。

将相关数据代入后，经计算求得所需电机功率为137 kW，充分考虑该项目电机的互换性后，驱动电机功率选取为160 kW。

2.3.3 输送带安全系数计算

输送带静安全系数n=12,输送带纵向扯断强度σ=200 N/(mm·层)，计算输送带层数z：

z=FUmax×n/(1 000B×σ)=1.7<3

(4)

因此输送带选型聚酯帆布200型皮带：EP-200 1 800×3(3+2)。主要参数为：带宽1 800 mm，内含3层EP200型帆布，上下覆盖胶的厚度分别是3 mm和2 mm。

2.3.4 主要设备选型

通过上述分析，确定的主要设备及其他附属设备选型见表1。

表1 主要设备型号及参数

3 结语

该机型具有环保、低能耗、高效率、低破碎率、低故障率、设备投资小和维护成本低的优势，尤其对于具有多个廒间的平房仓，相比于原固定卸料装置，该机型每条输送机可以实现沿输送机方向全程覆盖面卸料，物料成型效果好，仓容利用率高。