環形石料場刮刀取料機鏤空雕花刮刀設計

詳細介紹環形（xíng）石料場的基本原理、關鍵結構類（lèi）型及刮刀上料的主要特點（diǎn），闡述了刮刀的承受力特性，闡述了發明專利鏤（lòu）空雕（diāo）花（huā）刮刀的技術特點、原理、構造優勢以及實踐（jiàn）應用實際意（yì）義。

環形石（shí）料場因其存儲容量大、環境保護（hù）、工作效率高、能24小時侯自動式（shì）工（gōng）作中等諸多（duō）優點，運用日漸增加。華在長達20年的發展，根據消化國外先進技術（shù），自行研發可代替進口產（chǎn）品（pǐn）的圓形石料場成套設備（bèi）技術和設備，經過不斷地科學研究、開發設計和創新，已經擁有（yǒu）環形石料（liào）場的一批新技術（shù）應用和專（zhuān）利。

1環形石料場（chǎng）的分類及刮刀取料機的特征（zhēng）

1.1環（huán）形石料場特性

環形石料場堆取料機就是將棧道皮帶運輸機上物料轉截到旋轉堆料機，堆（duī）存有環形料場地，然（rán）後通過旋轉刮刀取料機，從（cóng）環形料場地把原（yuán）材料拿走，通過地底走廊皮（pí）帶運輸機運（yùn）輸出來。全部石料（liào）場用一個鋼網架和彩鋼瓦構成密閉的放料場，環保的性能好。環（huán）形石料場圓上都設擋（dǎng）土牆來提升堆放相對高度。堆上料機器（qì）設備均堅持圍繞中心柱工作中，有（yǒu）利（lì）於完成全自動工作。

1.2環形石料場歸類

環形石料場按堆料機方式可（kě）以分為移（yí）動（dòng）式和傾側式；環形石（shí）料場的取料機一般為（wéi）刮板式，按刮刀（dāo）取料機支撐（chēng）件方式可以分為懸臂式和門架式。門架式（shì）環形石料場選用一根平臂梁作為支撐刮刀取料機，梁的兩邊分別以核心立杆回轉平台處鉸點和擋土牆路軌處（chù）車軲轆（lù）支（zhī）撐點（如（rú）圖1）。該方式承受力比較明確，核心立杆地與車（chē）軲轆也隻受豎直方向的重力。但（dàn）它對擋土牆的軌道鋪設是（shì）有要求的，在（zài）規劃時需要注意操作過程中環形石料場（chǎng）箱使物料各種各樣工作狀況及學會放下（xià）刮刀取料機時其承重車軲轆不容易脫離軌道。

懸臂式刮刀取料機選用“支撐杆—拉杆（gǎn）—承重（chóng）”方式作為支撐刮刀取料機（如（rú）圖2）。其結構特征是懸（xuán）臂式構（gòu）造（zào）因為自身均衡，發（fā）力點（diǎn）由中心大軸承傳達（dá）給立杆（gǎn），並沒有係（xì）統在擋牆壁，對擋土牆施工精密度要求較低。所以這樣的結構類型一般用於地質環境很軟，擋土牆造成飄（piāo）移比較大的工作狀況。但其缺點也比較明顯，全部上料一部分重力所有載入在（zài）中心（xīn）立柱上，力所經過的地方都（dōu）要（yào）非常強的承載力，地基（jī）基礎的成本較高。

1.3刮刀取料機的主要特點

不論是懸臂式還是門架式的圓形石料場，其刮刀取料機的基本原理都是一樣的，是指通過循環係統（tǒng）運動刮刀，相互配合旋轉的（de）刮刀上料臂（bì）姿勢把（bǎ）原材料（liào）源源不絕刮除（chú）到中心立杆下邊大料倉裏。上料臂下降至一定高度，讓刮刀可以觸碰下邊原材（cái）料並發掘一定深層（céng）（環節中刮刀一直（zhí）在循環係統刮除姿勢（shì）），隨後上料臂水準旋轉，與（yǔ）此（cǐ）同時刮刀循環係（xì）統健身運（yùn）動，對材（cái）料進行一層層的（de）脫離（lí）姿勢。

1.4刮刀的受壓特（tè）點

刮刀刮除（chú）原材料過程是盤料處於被動受力的一個過程，因為沉積時間與原（yuán）材料特（tè）征的關聯，承受力不能按簡單散體原材料顆粒物去考（kǎo）慮，由於結塊（kuài）經常發生。憑經（jīng）驗，不一樣物料、不（bú）一樣的堆積相對高度、不同類型的氣侯所造成的結塊壓實度是不（bú）一樣的。當原材料產生（shēng）結（jié）塊時，或（huò）單獨刮刀邊沿遇到了比較大的、埋到比較深的石（shí）頭，刮刀的承受力會（huì）變成量級擴大，這樣的事情經常發生，在靜強度設計的時候必須重點關注。單獨刮刀的承受力忽然增大時，對於整個刮刀（dāo）驅動承受力不（bú）會造（zào）成大的影響，由於與此同時受力的刮刀比較（jiào）多，此外，全部刮刀管理（lǐ）體係運轉的慣性（xìng）力還會吸收緩存單獨刮刀的病變承受力。

因此對於單獨刮刀（dāo），設計（jì）方案時需要考慮：較大不經意承載力（lì）、正常（cháng）的工作荷載、不經意承載力和工作荷載之後的疲勞強度設計方案。而現實中較大靜載荷的（de）選值應該考慮合理性，太大則（zé）刮刀設計方案（àn）過重，過小者常常非常（cháng）容易損壞。

2刮（guā）刀的改善（shàn）

做為刮刀取料機（如圖3）上的重要活動構件，刮（guā）刀的減脂提升可以直（zhí）接改進全部取料機的（de）載荷和（hé）運行狀態。刮刀驅動功率、傾側鍍鋅（xīn）鋼絲繩、門鋼架結構、旋（xuán）轉（走動）推動等部位也（yě）將獲益。

刮刀取料機在運行（háng）時，刮刀向前健身運（yùn）動，刮除和（hé）推動原材料一起運動。刮刀在運動時和材料中間主要有兩種承（chéng）受力情況：1）刮除物料時，刮刀側邊從原材料層刮除原材料；2）運送（sòng）物料時，底邊從分離出來層（céng）脫（tuō）離原材料。通常是在刮刀操作過程中，二種承受力同時（shí）使用，伴（bàn）隨著刮刀向前健身運動，二種受力的占比發生改變。圖4是刮刀的三維圖，能夠得知，為了避免過度磨損，刮刀的側麵提升製定了耐磨鋼。

依據刮刀承受力特性，能夠對刮刀的構造（zào）進行一（yī）些調節，如圖（tú）5。由於承載力（lì）關鍵載入在側麵（miàn）和底（dǐ）邊，設計方（fāng）案把支撐點筋製成斜的，讓承載力從刮刀的會受到載位置立即傳（chuán）達到鏈條安裝固定板上，進而（ér）簡單（dān）化支承途徑，精減設計方案。

在所有（yǒu）刮刀取料（liào）機運行中，在常規條件下（包含某（mǒu）些刮刀刮大塊狀況），推動力一般是比較均勻的。每塊刮刀遭（zāo）受的主要摩擦阻力可以表達為（wéi）阻力間的倍數關係。那樣均值阻力和倍率（lǜ）指數便是測算靜強度和（hé）衝擊韌性的承載（zǎi）力。

3鏤空雕花刮刀（dāo）

在開展刮刀支撐點筋板修（xiū）改後，希望在確保刮刀正常工作時充足的靜強度、強度剛度（dù）疲（pí）勞（láo）極限的情形下（xià），對刮刀進（jìn）行進一步的提升，即鏤空雕花刮刀，如圖6。鏤空雕花刮刀最先需要解決（jué）的問題是不漏水料，鏤空雕花刮刀這個概念可以給刮刀提升給予很大的空間。

鏤空雕花刮刀（dāo）是考慮到了物料屬性、刮刀尺（chǐ）寸大小間距、承載力和應（yīng）力分布等多方（fāng）麵因素（sù）出（chū）來的（de）結果。總的來說，它首先能夠滿足上料水平，並且通過結構力（lì）學優化分析能夠實現品質比較低。根據數據分析，最後現場使（shǐ）用的刮刀（dāo）比刮刀減脂（zhī）約40%上（shàng）下。

3.1鏤空雕花基本原理

保證中空的刮刀在送料時不出現原材料泄（xiè）漏的狀況十分重要。

圖7是（shì）刮刀（dāo）刮除物料示意圖（tú），在刮刀刮除物料（liào）時，原料被刮刀促（cù）進，和刮刀一起朝正前方運作。針對原材料而言，它自身有（yǒu）一個自然堆積角α，當刮刀（dāo）積極促進物（wù）料時，會有一個額外齒輪壓力角φ。針（zhēn）對（duì）刮刀而言，受到物（wù）料承載力主（zhǔ）要（yào）來源於接近最底層（céng）物料部位，由（yóu）於（yú）上邊物料擠壓成型和的作用下處在自平衡的狀態。圖（tú）8是一組刮刀上料時候的示意圖，當物料填充率較高時，刮刀底端（duān）物料和刮刀底部板構成了一層（céng）底端原材料，在刮刀運行中，在上部原材（cái）料重力和刮（guā）刀推動力的（de）雙重作用下，底端的那層原材料（liào）構成（chéng）了一個明確的運作安全通（tōng）道，而上端原材料則是把底端原材（cái）料作為一層傳輸帶，在摩擦（cā）力的（de）作用下往前運作。

實際上鏤空刮刀並非不漏水原材料，隻是這種漏料（liào）與運行（háng）方向不相幹，是上端波動物料隨意選擇。具體時會發（fā）覺刮料時前側總會有一小部分原（yuán）材料往前滾動，接（jiē）近刮刀的地方有極少數物料刮刀顫動的影響下往後翻（fān）轉。

3.2力學計算

除了（le）保證鏤空雕花刮刀的上料基礎功能，還需要確（què）保鏤空（kōng）雕花刮刀不會因為承受力無效。因而，在使用前，必須做詳細（xì）的應力，主要內容有：靜（jìng）強度剖析、彎曲剛度剖析、極限荷載剖析、屈曲分析、疲勞分析。如圖9。

圖9鏤空雕花刮刀的應力結論

（a）刮刀在常規（guī）工作狀況時候的應力圖（b）刮刀的彎曲測算

4鏤空雕花刮刀的優點

4.1減少經（jīng）營能源消耗

在鎮海煉化項目中，鏤空雕花刮刀進行了可靠性設計，最後（hòu）的減脂40%上下。減脂後，刮刀取料機空載能源消耗減少20%上下，滿負荷條件下能源消耗減少約10%上下。

4.2構造安全係數高

刮刀減脂後，刮板輸（shū）送機架的承受力減（jiǎn）少，半（bàn）龍門架所承受的刮刀傾（qīng）側（cè）鍍鋅鋼絲繩承載力也會跟著減（jiǎn）少。全部取料機構造安全係數提升了（le）10%上下。

4.3組織安全係數高

刮刀減脂後，刮刀取料（liào）機傾側鍍鋅（xīn）鋼絲繩承載力減少，立即優（yōu）化了傾側組織的（de）受載，尤其是提（tí）升了傾側（cè）安全製動器的安全製動指數。與此同時刮刀頭（tóu）部鏈輪（lún）鏈條拉緊全麵的工作荷載也降低，液壓傳（chuán）動係統安全性（xìng）能大幅度提高。

5結果

選用（yòng）盤料分析與結構調整方法融合（hé），鏤空雕花刮刀完成了傳統式刮刀的功效，同時還可以大幅度減脂。拆換鏤空雕花刮刀後，緩解了刮（guā）刀取料機的品質，對已經用十多年的（de）機器設備結構和組織提升安全性能具有十分（fèn）很大的優勢。