劉 昶

（大連化工研究設(shè)計(jì)院，遼寧大連 116023）

MX型埋刮板輸送機(jī)功率計(jì)算經(jīng)驗(yàn)淺談

劉 昶

（大連化工研究設(shè)計(jì)院，遼寧大連 116023）

主要介紹了MX型埋刮板輸送機(jī)在手冊(cè)中電機(jī)功率計(jì)算選取方法，同時(shí)舉出實(shí)際例子，結(jié)合另兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，對(duì)此類埋刮板輸送機(jī)電機(jī)功率計(jì)算過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。

MX型埋刮板輸送機(jī)；功率計(jì)算；經(jīng)驗(yàn)

埋刮板輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于化工、建材、冶金、電力、糧食、輕工和交通等部門(mén)，是輸送粉塵狀、小顆粒及小塊狀等散裝物料的連續(xù)輸送設(shè)備，可以水平、傾斜和垂直輸送。輸送時(shí)由于刮板鏈條完全埋在物料之中，因此稱為埋刮板輸送機(jī)。其中MX型埋刮板輸送機(jī)在工程上被稱為高效型埋刮板輸送機(jī)。結(jié)構(gòu)上主要是由封閉的斷面殼體（機(jī)體，上下機(jī)槽）、刮板鏈條、驅(qū)動(dòng)裝置和張緊裝置等主體部件組成。采用雙排板式滾子鏈，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，材料強(qiáng)度高，運(yùn)行不跑偏，具有低噪聲，全封閉的特點(diǎn)，是高效節(jié)能型輸送機(jī)。

1 應(yīng)用范圍

①物料松散密度：0.2～0.8 t／m3；

②物料溫度：≤250℃；

③物料含水率：一般以用手捏成團(tuán)撒手后仍能松散為度；

④物料粒度：不超過(guò)機(jī)槽有效寬度的1／18，且這部分物料不超過(guò)物料總量的10%；

⑤安裝傾角：0＜a≤30°；

⑥可輸送物料舉例：高溫純堿、水泥、氧化鋁粉、活性炭、尿素、磷礦粉、煤粉、小麥、谷物等。

2 工作原理

由于散裝物料具有內(nèi)摩擦力和側(cè)壓力等特性，在進(jìn)行水平輸送物料時(shí)，物料受到刮板鏈條在運(yùn)動(dòng)方向的推力，當(dāng)料層間的內(nèi)摩擦力大于物料與槽壁間的外摩擦力時(shí)，物料就會(huì)隨著刮板鏈條向前運(yùn)動(dòng)。在料層高度與機(jī)槽寬度之比值滿足一定的條件時(shí)，料流是穩(wěn)定的，從而達(dá)到輸送粉體物料的功效。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算

我院承攬的設(shè)計(jì)任務(wù)中，MX型埋刮板輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于各堿廠的工藝輸送過(guò)程，下面詳細(xì)介紹這種輸送機(jī)電機(jī)功率計(jì)算步驟：

（以下計(jì)算公式引自《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》（下冊(cè)））［1］

3.1 輸送能力計(jì)算

MX型埋刮板輸送機(jī)輸送能力計(jì)算公式與通用埋刮板輸送機(jī)公式一致：

Q0——計(jì)算輸送量，m3／h；

B——機(jī)槽寬度，m；

H——承載機(jī)槽高度，m；

v——刮板鏈條速度，m／s；

η——輸送效率，%。

MX型埋刮板輸送機(jī)區(qū)別于普通埋刮板輸送機(jī)，其輸送效率一般為75%～90%，由于此埋刮板的結(jié)構(gòu)為盲板形，輸送效率與物料特性和安裝的傾角關(guān)系不明顯。根據(jù)日常設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合純堿物料的特性，以及輸送角度相對(duì)較大，一般取較低值，即75%。

3.2 刮板鏈條受力計(jì)算

刮板鏈條最大張力計(jì)算：

圖1 MX型埋刮板輸送機(jī)張力計(jì)算圖

F4——刮板鏈條繞入頭輪時(shí)的張力（即刮板鏈條最大張力），N；

m——刮板鏈條每米質(zhì)量，kg／m，查表獲得；

u1——刮板鏈條空載段時(shí)對(duì)軌道的摩擦系數(shù)u1＝0.1～0.13（通常取0.13）；

u2——刮板鏈條承載段時(shí)對(duì)軌道的摩擦系數(shù)u2＝0.15～0.2（通常取0.2）；

Lh——輸送機(jī)水平投影長(zhǎng)度，m；

H——輸送高度，m，頭尾輪中心線高度；

mv——輸送物料每米質(zhì)量，kg／m；

f——物料內(nèi)摩擦系數(shù)，f＝tgφ；

f1——物料外摩擦系數(shù)，f1＝tgφ1；

φ——物料內(nèi)摩擦角（堆積角）；

φ1——物料外摩擦角；

n——物料對(duì)機(jī)槽兩側(cè)的側(cè)壓系數(shù)；

x——?jiǎng)恿ο禂?shù)，v≤0.32 m／s時(shí)，x＝1.0；v＞0.32 m／s時(shí)，x＝1.5；

h——輸送物料的料層高度，m；

F1——刮板鏈條繞出頭輪時(shí)的張力（即刮板鏈條的初張力，查表獲得），N；

g——重力加速度，g＝9.81 m／s2。

3.3 圓周力計(jì)算

說(shuō)明：經(jīng)修正此處應(yīng)為1.04和0.96，不應(yīng)成10倍關(guān)系。

FU——刮板鏈條驅(qū)動(dòng)圓周力，N。

3.4 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算

說(shuō)明：經(jīng)修正此處102應(yīng)為1020，否則結(jié)果會(huì)成10倍增長(zhǎng)。

P0——電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率，k W；

ηm——傳動(dòng)裝置總效率ηm＝0.8～0.85（通常取0.8）；

K——電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)K＝1.1～1.3；必須保證：P0≤PM

PM——電動(dòng)機(jī)額定功率，k W。

4 計(jì)算舉例

純堿內(nèi)摩擦角45°，外摩擦角31°，產(chǎn)量69 t／h，選型用MX52型埋刮板輸送機(jī)，輸送長(zhǎng)度35 m，鏈條質(zhì)量71.2 kg／m，初張力1 000 N，鏈條速度0.32 m／s，料層高度0.21 m，求電機(jī)功率。

4.1 先引用手冊(cè)公式進(jìn)行計(jì)算

計(jì)算得：FU＝33 090 N P0＝16.9 k W

PM實(shí)際電機(jī)選取功率要保證P0≤PM，所以按經(jīng)驗(yàn)會(huì)取高于P0一個(gè)檔的電機(jī)，即＝22 k W。

然而在與輸送機(jī)廠家技術(shù)人員交流中發(fā)現(xiàn)，各制造廠也有自己多年總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式，甚至個(gè)別廠家會(huì)采用國(guó)外經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行參照對(duì)比試算，如下：

4.2 廠家經(jīng)驗(yàn)公式

N——電機(jī)功率，k W；

K——0.0025～0.003；

Q——產(chǎn)量，t／h；

C——輸送長(zhǎng)度，m；

帶入以上公式，得出N＝7.3 k W。

4.3 國(guó)外經(jīng)驗(yàn)公式

P＝（1.36QCK1＋9.81 LMv K2）／1 000

P——電機(jī)功率，k W；

Q——產(chǎn)量，t／h；

C——輸送長(zhǎng)度，m；

M——鏈條質(zhì)量，kg／m；

v——刮板鏈條速度，m／s；

K1——物料對(duì)機(jī)槽系數(shù)，0.93～2.0；

K2——鏈條對(duì)機(jī)槽系數(shù)0.82或1.0；

帶入以上公式，得出P＝21 k W。

對(duì)以上3種計(jì)算公式對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

手冊(cè)公式針對(duì)純堿物料，考慮了多種受力情況，綜合性較強(qiáng)，計(jì)算系數(shù)選取相對(duì)保守，取值安全范圍偏大；廠家經(jīng)驗(yàn)公式相對(duì)簡(jiǎn)單，可以作為估算的便捷依據(jù)，同時(shí)也可以作為功率選取的底限值；國(guó)外經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果與手冊(cè)公式計(jì)算結(jié)果最接近，可以作為最終對(duì)比計(jì)算后的參考值。

在實(shí)際計(jì)算工作中，需要將3個(gè)公式結(jié)合起來(lái)進(jìn)行計(jì)算結(jié)果對(duì)比，從而確定最終安全可靠的電機(jī)功率值。

5 結(jié) 語(yǔ)

為了使埋刮板輸送機(jī)的理論計(jì)算更具有科學(xué)性，國(guó)內(nèi)外技術(shù)人員做了大量理論和實(shí)踐工作。但現(xiàn)今仍有不足，各單位的設(shè)計(jì)計(jì)算方法還不統(tǒng)一，很多重要的系數(shù)仍然依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取，從而造成計(jì)算結(jié)果誤差迥異。特別是對(duì)于該設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、運(yùn)行及維修狀況，設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該創(chuàng)造條件進(jìn)行跟蹤考察，充分聽(tīng)取使用廠家的意見(jiàn)及制造廠的改良建議，尊重業(yè)主、專家的意見(jiàn)，針對(duì)不同的物料，對(duì)設(shè)計(jì)選型工作加以改進(jìn)，對(duì)比不同工況的計(jì)算結(jié)果和實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套相對(duì)完善的設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)，使計(jì)算選型結(jié)果更加完善。

［1］ 《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》編輯委員會(huì).運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（下冊(cè)）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.1

［2］ 余汪洋.埋刮板鏈條的張力計(jì)算［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，1988（9）

［3］ 許兆棠.繞出驅(qū)動(dòng)鏈輪處刮板輸送鏈張力計(jì)算［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，2003（8）

［4］ 毛廣卿.水平型埋刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算方法探討［J］.鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào)，1990（1）

［5］ 徐乃兵，李光凡.淺談通用型埋刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)［J］.糧食加工，2007，32（3）

TQ 114.15

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1005－8370（2012）03－09－03

2012－02－20