罗伟奇

（湖南长重机器股份有限公司，湖南 长沙 410005）

半门架刮板取料机是一种执行取料作业的机械设备，近年来，原料场已逐步实现生产工艺的自动化改造升级，基于PLC 技术改良机械设备的控制性能，为取料作业自动化与生产效率提升提供技术支持。

1 系统设计及有限元分析

1.1 结构设计

该设备主要由门架、取料臂、卷扬提升装置、固定端梁和摆动端梁等机构组成，在取料臂的臂架上设有刮板链系统，当电机启动后将带动减速轮转动，利用链轮牵引刮板链沿纵向刮取散状物料。当行走端梁沿轨道往复运行时，刮板系统将在刮板臂架的支撑下沿横向刮取散状物料。通过依据预先设定好的吃料深度调节臂架悬挂角度，即可逐层刮取物料至取料量设定值，达成取料作业目标。

1.2 参数设计

设某长形料场堆积的物料种类为铁精粉，其容重为2.7t/m³、粒度≤0.4mm、堆积角介于25°～40°、含水量为10%。该设备的重要参数包含以下两种：

其一是行走机构的驱动功率，在取料作业的工况条件下，负荷阻力主要由轨道对车轮的阻力、车轮轴承阻力、沿前进方向的刮板切削阻力三部分组成。设机重为G、滚动力臂为K、车轮半径为r、滚动轴承滚动半径为r’、轴承摩擦系数为f、链载荷长度为L、每米刮板链物料输送量为Gf、材料摩擦系数为uf、刮板阻力系数为us，其负荷阻力、驱动功率的计算公式分别为：

其二是刮板系统的驱动功率，刮板驱动力主要由刮板切削阻力、沿前进方向的物料摩擦阻力……