刮板輸送機的設(shè)計與使用

1 刮板輸送機主要參數(shù)的確定
1.1 刮板輸送機的主要結(jié)構(gòu) 
刮板輸送機主要由鏈條及鏈條上的刮板組成，根據(jù)用途可以設(shè)計成各種結(jié)構(gòu)，如多進料口、中間卸料、不同傾斜角度。刮板輸送機能以很大的傾角運行，且有較好的自清功能。刮板輸送機還能設(shè)置鏈條斷裂或阻塞保護開關(guān)和尾輪軸速度監(jiān)測裝置。

刮板輸送機有幾種類型的進料口：
一種是標準進料口，即在直接接收物料的刮板機頂部設(shè)有簡單的開口，進料口要求能控制進料量(如閘門)，以免阻塞刮板機；
第二種是旁路或分流進料口，即物料被輸送到刮板機緩沖斗，由進料口來控制進入刮板機的流量。由于物料的厚度由進料口控制，因此即便堵塞進料口，也不會阻塞刮板機。
另外還有一些其它進料方式。

刮板輸送機鏈條有以下三種返回的方法：
①滾筒或扣鏈齒輪。鏈條直接置于塑料滾筒或扣鏈齒輪上，這種方式最經(jīng)濟，鏈條沒有完全張緊時，有空間下垂，但不太適合較寬的刮板輸送機，因為鏈條不太緊時，刮板有可能傾斜。
②導(dǎo)軌。鏈條上的塑料或聚乙烯刮板置于刮板機的整個鋼軌上。
③托鏈槽。在物料輸送層和鏈條返回層之間有一條托鏈槽，聚乙烯刮板就安裝在這條托鏈槽上。這種類型常用于傾斜的刮板上。

1.2 輸送量的確定 刮板輸送機的輸送量應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求。輸送量(Q)取決于設(shè)計的配套設(shè)備，一般可按下式計算： Q(t/h)=3 600Avγ (1) 式中：A——輸送截面積（m2）； v——鏈速（m/s）； γ——物料的堆積密度（t/m3）。
1.3 鏈速和輸送截面的確定 在刮板輸送機輸送量確定后，鏈速和輸送截面的確定主要考慮滿足輸送量的要求。由式(1)可知，要滿足一定的輸送量，既可選取較大的輸送截面與較低的鏈速，也可選取較小的輸送截面與較高的鏈速。如何選取更為合理，還要從整機結(jié)構(gòu)和性能等方面綜合考慮。鏈速低而輸送截面大，機器會顯得龐大笨重；鏈速高而輸送截面小，則會加大磨損，縮短使用壽命，同時，速度太高還會破壞物料流動的穩(wěn)定性，產(chǎn)生逆流懸浮，不但不能提高輸送量，反而增大了功率損耗。對于這一問題， 常用能耗指標ω來衡量，其值為： ω=N/Q(S+H)(2) 式中：N——輸送機的驅(qū)動功率（kW）； Q——輸送量（t/h） S——輸送機的輸送距離（m）；刮板機 H——物料輸送距離對應(yīng)的垂直升高（m）。 能耗指標越小，設(shè)備的設(shè)計制造質(zhì)量水平越高。因此鏈速和輸送截面選擇還應(yīng)滿足能耗指標最小原則。 1.4 功率的確定 刮板輸送機所需功率是選擇電動機的基礎(chǔ)，其主要由輸送物料的阻力決定。 ① 輸送機重段運行阻力 WZ(kN)=(qf+q0f′)Lcosβ±(q+q0)Lsinβ(3) 式中：L——輸送機設(shè)計長度(m)； β——輸送機鋪設(shè)傾角； f——物料在輸料槽中移動阻力系數(shù)，f=0.6； f′——刮板鏈在輸料槽中移動阻力系數(shù),上鏈道f′=0.3,下鏈道f′=0.5； q0——刮板鏈單位長度重量（kN/m）； q——輸料槽單位長度物料的重量（kN/m）， q=Qg/(3 600 v),g為重力加速度(m/s2)。 ② 輸送機空段運行阻力 Wk(kN)=q0Lf′cosβ±q0Lsinβ(4) “+”、“－”號確定原則為：當物料沿傾角向上運行時取“+”號，向下運行時取“－”號。 ③ 輸送機牽引力為 W0(kN)=Wz+Wk(5) ④ 電機功率(按等效功率計算) 最大功率Nmax(kW)=W0v/(102η) 式中：η——輸送機總傳動效率，取η=0.9。 空載時(最小)功率 Nmin(kW)=2q0Lω′vcosβ/(102η)(6) 等效功率 1.5 鏈條最大拉力 對于單機頭驅(qū)動的刮板輸送機，最大輸送功率施加給刮板鏈的最大牽引力 Fmax(kN)=Nmaxkη′/v(8) 式中：k——電機最大力矩與額定力矩之比，k=2.3； η′——電機最大力矩時驅(qū)動總效率，η′=0.6（電機規(guī)定)。 2 刮板輸送機主要零件的設(shè)計

2.1 刮板鏈的確定
2.1.1 單、雙鏈的確定 輸送機采用單鏈或雙鏈，主要取決于整機的要求，以及槽寬和載荷的情況，一般情況下盡量選用單鏈，在輸料槽寬度大且重載的情況下，單鏈不能滿足工作負荷時，選用雙鏈。另外，如果輸送機有水平彎曲時，最好選用單鏈。刮板鏈中刮板的間距一般可取300~900 mm。
2.1.2 鏈條型號的確定 刮板輸送機采用的輸送鏈主要有高強度圓環(huán)鏈、叉型鏈和套筒滾子鏈等。高強度圓環(huán)鏈由單個鏈環(huán)環(huán)環(huán)相扣，形成鏈條。鏈環(huán)是用合金鋼棒料折彎成形，然后在直線段對焊而成。這種鏈條允許鏈環(huán)在各個方向相互轉(zhuǎn)動，適用于有垂直和水平等多方向彎曲要求的運輸。叉型鏈由叉型鏈節(jié)和銷軸組成，單個鏈節(jié)可以通過模鍛、沖壓鋼板組合與精鑄等多種加工方法成形。它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和拆裝方便等特點，并有較大的鉸鏈間隙，鏈條在物料中通過時，鉸鏈不易被擠死，所以使用范圍較廣。套筒鏈或套筒滾子鏈由內(nèi)外鏈板、銷軸、套筒(滾子)組成，通過套筒(滾子)與鏈輪嚙合。鏈板為沖壓件，也可由板材經(jīng)激光切割。它具有轉(zhuǎn)動靈活、磨損小、比壓低和使用壽命長等優(yōu)點。但更換時必須內(nèi)外鏈板成對更換(2個節(jié)距)。只適用于平直或有垂直彎曲的運輸場合。
2.1.3 鏈條規(guī)格的確定 鏈條規(guī)格的確定主要是滿足其強度要求，鏈條的強度可用安全系數(shù)法計算。 鏈條的安全系數(shù) K=λSpi/S≥5~6(9) 式中：λ——雙鏈條負荷不均勻系數(shù)，一般取λ=0.8； Sp——鏈條斷裂拉力(kN)； i——板鏈條的股數(shù)； S——最大輸送功率施加給刮板鏈的最大牽引力（kN）。 由此可以求得所需鏈條的斷裂拉力 Sp=KS/iλ 根據(jù)條件Sp≤[Sp]([Sp]為所選取鏈條的鏈條允許斷裂拉力)選取相應(yīng)規(guī)格。 除此之外，選擇鏈條時還應(yīng)掌握以下原則：鏈條耐磨性要好；運行過程中鏈條與中板的滑動摩擦阻力要??；鏈節(jié)容易安裝和固定；鏈條具有耐沖擊、耐熱、耐冷和耐腐蝕的性能；在鏈輪齒強度允許的情況下，優(yōu)先選用節(jié)距較小的鏈條及較多的鏈輪齒數(shù)，使運行平穩(wěn)，降低沖擊和噪聲，減小鏈條的動負荷；在保證使用強度的情況下，選擇許用載荷與工作載荷最為接近的鏈條，這樣可充分發(fā)揮鏈條的承載能力，避免能源及材料的浪費。
2.2 刮板的設(shè)計
刮板輸送機采用的刮板多為方形截面，有實心和空心兩種形式，其輸送效果較好。制造工藝為鑄造或鍛造，調(diào)質(zhì)處理。刮板長度是一個比較重要的參數(shù)，它直接影響到刮板鏈與輸料槽側(cè)壁的間隙。間隙過大會降低輸料槽中物料輸送的平均速度，不利于增大物料的內(nèi)摩擦力，也不利于克服物料與槽壁的外摩擦阻力，從而降低輸送效率；間隙過小又會增大輸送阻力，還有可能出現(xiàn)物料塊嵌在輸料槽與刮板鏈之間卡死刮板鏈的現(xiàn)象，影響正常輸送。另外，若間隙太小，稍一跑偏，刮板鏈便與槽側(cè)壁刮碰，加速刮板鏈與輸料槽的磨損，甚至造成刮板鏈的損壞。因此，確定合適的刮板長度，保持正確的間隙值，對保證輸送機正常工作，減少能量消耗，以及延長刮板鏈與輸料槽的使用壽命都是至關(guān)重要的。間隙值（δ）的大小與物料的粒度、輸料槽寬度等有關(guān)，但主要取決于粒度，可按式(10)確定間隙。 δ≥最大粒度/(2~4)+5(10) 表1為目前刮板輸送機所使用的各種槽寬規(guī)格所對應(yīng)的間隙值。間隙值可結(jié)合具體情況按上述值的20%上下浮動。
2.3 驅(qū)動裝置的設(shè)計 機載刮板輸送機常采用的驅(qū)動方式有：電機+限矩器+減速器、液壓馬達+減速器、低速大扭矩馬達等，具體設(shè)計中應(yīng)選用哪種驅(qū)動方式，還需要根據(jù)整臺設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)要求而定。
2.4 鏈輪的設(shè)計刮板機 鏈輪需根據(jù)鏈條規(guī)格型號，依據(jù)標準進行設(shè)計，不同型式的鏈條應(yīng)遵循不同的鏈輪標準。對于輸送鏈輪來說，因為與之相配的鏈條通常節(jié)距較大，為了避免鏈輪尺寸過大，相對于傳動用鏈輪，輸送鏈輪的齒數(shù)一般都較少。輸送鏈輪的齒槽常采用節(jié)線有分離量的齒槽形狀，用這種齒形可使輸送鏈條能通過鉸鏈(滾子)在鏈輪根圓上作周向移動來補償鏈條節(jié)距的變化。齒溝中心分離量Smin=0.04p(非機加工齒鏈輪)，Smin=0.08p(機加工齒鏈輪)。另外，輸送鏈輪一般還要有齒溝端面倒角，其作用是使物料易于從齒槽內(nèi)排出，避免堆積，造成跳鏈。
2.5 鏈條張緊裝置的設(shè)計 輸送機必須設(shè)有鏈條張緊裝置，在運轉(zhuǎn)前要進行緊鏈，目的是在輸送鏈條中得到并保留規(guī)定的預(yù)緊力。預(yù)緊力是輸送鏈的重要參數(shù)，預(yù)緊力太小時，松弛的鏈條會堆在機頭鏈輪下，導(dǎo)致跳鏈或別卡；預(yù)緊力太大時，會加速鏈輪、鏈條、刮板和鏈道的磨損，也將導(dǎo)致輸送機驅(qū)動功率的增加。所以保持鏈條的合適預(yù)緊力，對確保輸送機無故障運行，延長鏈條、鏈輪和其它輸送機部件的使用壽命非常重要。
① 張緊力的確定 刮板輸送機一般只在機頭部安裝驅(qū)動裝置，根據(jù)虎克定律推導(dǎo)得出鏈條的預(yù)緊力 F(kN)=Wz+3Wk/4(11) 所以，張緊力為 T=2F+Wk(12) ② 張緊裝置的設(shè)計 由于刮板輸送機緊鏈力都不大，所以常采用黃油缸張緊、調(diào)整卡片機械鎖定裝置，即先通過張緊油缸伸縮機尾鏈輪軸，達到要求的張力，再插入卡片鎖緊，使用方便，安全可靠。

3 刮板輸送機的正確使用與維護
3.1 提高輸送量的措施 刮板輸送機使用中遇到的問題之一是非滿負荷運轉(zhuǎn)。要想解決問題，首先必須精確測出輸送機的輸送量。如果刮板輸送機達不到額定輸送量，可以從以下幾個方面來尋找原因，從而找到解決問題的辦法。
① 檢查刮板輸送機的速度。在安裝和維護時，驅(qū)動裝置上的滑槽可能安裝不正確，或者驅(qū)動裝置上的皮帶松弛而打滑，使輸送機在低于額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。 ② 檢查刮板輸送機內(nèi)的物料厚度是否合理。物料厚度不合理有幾個原因：一是輸送機安裝的傾斜角度不合理，而通常輸送機只能在某個傾斜角度內(nèi)運行才最佳。另一個原因是由于輸送機進料不順暢或不充足。例如，進料設(shè)備不匹配，進料門不正常，進料口有障礙物等。針對不同問題采取相應(yīng)的措施，增加物料的厚度和進料均勻度。
③ 增加刮板輸送機的輸送量，除增加鏈條速度，卸料口也可相應(yīng)加長。

3.2 防止積料的方法
對于中間卸料的刮板輸送機，積料是使用中的另一大問題。刮板輸送機可以設(shè)計成多個中間卸料點的方式，但是多個中間卸料點使積料的可能性大大增加，最終使物料堵塞輸送機的頭部或者引起交叉污染。
防止積料問題可采取如下措施。
① 盡量加長中間卸料口的長度，這樣物料在到達卸料口的末端前，有足夠的時間卸掉。卸料口的長度隨物料的厚度和鏈條速度的不同而不同。一般來說，卸料口長一些為好。大多數(shù)典型卸料口長度應(yīng)該在90 cm以上。另外，卸料門下的過渡部分不應(yīng)該阻礙物料通過卸料口的自由流動。
② 設(shè)有中間卸料口的刮板輸送機一般應(yīng)在鏈條上加裝一些回料斗。少量的谷物或飼料不能在中間卸料口卸掉，而被輸送到輸送機的頭部，如果頭部的門是關(guān)閉的，物料最終會在頭部堆積?；亓隙肥捌饹]有下去的物料，帶到輸送機的尾部，并被傳送到卸料口。

3.3 日常維護工作
盡管刮板輸送機有較好的可靠性，但是必須經(jīng)常維護和保養(yǎng)，才能保證它的高效、安全運轉(zhuǎn)。根據(jù)刮板輸送機的結(jié)構(gòu)特點，其日常維護應(yīng)從以下幾個方面進行。
① 經(jīng)常檢查運轉(zhuǎn)是否正常，是否有不正常的噪聲，發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時停機排除。
② 運行過程中嚴防鐵塊、大塊硬物等混入槽內(nèi)，以免損壞設(shè)備。
③ 定期清除輸送機內(nèi)的麻繩等雜物，以免纏繞鏈條后使電機過載，損壞電機和減速器。
④ 檢查鏈條銷子是否斷裂或松動，及時更換或修復(fù)；檢查刮板是否損壞或磨損。如果有彎曲變形或丟失的刮板，應(yīng)及時更換或修補。聚乙烯刮板有劃痕或溝槽表示可能有其它問題。 ⑤ 檢查鏈條、滾筒和扣鏈齒輪是否過度磨損。
⑥ 嚴格按照產(chǎn)品說明書，定期給軸承、齒輪和減速器等添加潤滑油。
⑦ 定期檢查所有安全保護裝置，確保它們能可靠動作。
⑧ 定期檢查所有螺栓聯(lián)接的緊固程度，如發(fā)現(xiàn)松動應(yīng)及時擰緊。
⑨ 經(jīng)常檢查和調(diào)整驅(qū)動皮帶或鏈條的張緊度。對于刮板輸送機來說，保持合適的鏈條張緊度是最關(guān)鍵的日常維護工作之一。鏈條既不能太緊也不能太松，鏈條過緊易引起過早磨損以及鏈條、扣鏈齒輪和軸承等發(fā)生故障，鏈條張緊度不夠可能引起鏈條斷裂。如果鏈條不夠緊，它就可能掛住滾筒或?qū)к壎鴵p壞。當刮板輸送機正常運轉(zhuǎn)時，鏈條一般應(yīng)有少許松弛，滾筒式返回輸送機的滾筒之間，一般應(yīng)該有6.35~12.70 mm的鏈條垂度。對于導(dǎo)軌式或托鏈槽式返回輸送機，當鏈條從頭部齒輪下來時，應(yīng)該有少許鏈條垂度，一般是12.7~25.4 mm。鏈條運轉(zhuǎn)一段時間后，會慢慢變長或下垂，刮板有可能絆住導(dǎo)軌或托鏈槽，因此要經(jīng)常檢查，防止這種情況發(fā)生。

4 結(jié)語 刮板輸送機是飼料工業(yè)不可缺少的運輸工具。雖然刮板輸送機的生產(chǎn)已達到標準化、系列化和通用化，但其類型、結(jié)構(gòu)、規(guī)格較多，合理選擇仍然顯得十分重要，這對充分發(fā)揮設(shè)備的性能，保持機器正常運行具有重要作用。刮板機配件   刮板輸送機的安裝、使用、維修、管理等方面工作也十分必要，對刮板輸送機進行科學使用和精心維護，可以大大減少故障，提高生產(chǎn)效率。近年來，人們從結(jié)構(gòu)上、強度上和制造工藝上對刮板輸送機進行了不斷的研究和改進，使它更加完善耐用，相應(yīng)隨著刮板輸送機設(shè)計和制造技術(shù)的進步和發(fā)展，刮板輸送機將在飼料工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。