毕晓克

（大连天重散装机械设备有限公司，大连 116000）

混匀取料机适用于大中型钢铁企业、有色金属冶金企业的散装物料储料场，是一种高效连续混匀取料的装卸设备。某钢厂QLKH1000.36型混匀取料机，因生产需求，需要将取料率从1000t/h提升至1200t/h，故进行改造升级。该钢厂取料机内部斗轮驱动装置为机械传动，采用75kW四级电机、减速机驱动小链轮带动斗轮体上的大链轮，大小链轮齿数比为187/19，斗轮直径D为7.3m，斗数Z为10个，斗容J为0.25m3，转速n为4.5r/min，物料密度ρ=2.0t/m3s。

1 方案分析

混匀取料机的最大取料能力为QV=60ZJnρ=60×10×0.25×4.5×2.0=1350t/h。平均取料能力QA=0.75Q=1000t/h。根据上式，要达到提升取料能力目的，需以下几个参数实现：增加斗子个数Z；增大料斗的斗容J；提高斗轮运转的速度n。

三个改进方案情况分析如下：（1）增加斗数Z，需要重新制作斗轮体和料斗，大量改动结构，受料场和桥架限制，几乎无法实施。（2）增加斗容J，需要整机更换20个料斗，斗容增加20%，由0.25m3变为0.3m3受料场和机构限制，料斗只能做成鱼肚型等不规则形状，重新核算驱动功率，改造费用约25万元，可以实施。（3）提高转速n，需要更换2个驱动小链轮，由19齿变为23齿，直径由690mm变为760mm。之后调节张紧链轮，重新核算驱动功率和斗轮转速，改造费用约5万元，可以实施。

根据经验，斗轮堆取料机一般通过增加斗容达到提升能力的目的。混匀取料机与其相比具有以下特性：（1）斗轮驱动装置比斗轮机多了一段传动链来控制斗轮转速；（2）混匀取料机斗轮体直径受跨度和料场限制，为保证桥架刚度，轮体跨度要在规定范围内：一般跨度越大，桥架截面就越大，相应的斗轮体直径就越大；跨度小的轮体，斗轮体要设置成斗容小、转速低的模式。（3）为了取干净地面的物料，斗轮料斗与地面相切，具有双向变换性。为了卸净物料，可通过改变几何形状来增大斗轮斗容。

综上所述，在提升能力改造时，斗轮转速具有一定的改造空间，只需要将小链轮大链轮的速比放大1.2倍，即更换不受结构影响的小链轮，就可满足1200t/h的取料要求。但前提是满足转速和驱动功率的核算要求。

2 计算校核

2.1 改造前斗轮机构所需功率核算

按照斗刃的总长度计算：

式中，N0为斗轮驱动的轴功率；N1为切削功率；N2为提升功率；N3为摩擦功率。

式中，PL为总的切向挖取阻力（N）；K线切割比阻力，挖矿石时，取K=225N/cm，L为物料与斗刃口接触的平均长度，cm。

取φ0=90°，则，c=1-cosφ0=1，α=1.57，J=0.25m3，取增大系数f=1.4，切割深度：

查得km=1.43，计算出L=107.22cm。

式中，H为物料提升高度及斗轮半径。

取H=3.65m，Q=1000t/h，可得N2=3.65×1000/367=9.95kW。N3=μN2，μ为摩擦系数，取0.2，可得N3=0.2N2=0.2×9.9455=1.99kW。将N1、N2、N3带入式（1），可得N0=53.4kW。

式中，η为斗轮机构总效率。

取 η=0.88，则 N=N0/η=53.4/0.88=60.69kW。

2.2 改转速功率校核

2.3 改斗容功率校核

根据J容=0.30m3，可得切割深度其他数值计算如式（8）、式（9）、式（10）所示。

其中，P容≤75kW（原电机功率）。

2.4 改转速校核

根据上式，可得v转=1.2×v=2.063，v转＜v额，满足重力落料要求。

3 结论

通过文章研究，可以得出以下几点结论：（1）在原电机功率满足要求的情况下，增大斗容的功率，适合改造斗轮堆取料机；（2）混匀取料机受桥架和料场的限制，增大转速更具有实用性和经济性；（3）皮带系统额定输送1000t/h，最大输送能力1320t/h，由于皮带机为被动运料，按照相关行业标准，额定输送1200t/h时皮带系统可以不必改造；（4）尽管本文研究的混匀取料机属于改造项目，无论是增斗容或是提转速，如果核算后的功率超过原功率的5%，应重新匹换驱动装置；如果斗轮转速超过额定转速1.108，不能采用提高转速的方法。