第6讲 摊铺机刮板输料系统设计

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1、第六讲摊铺机刮板输料系统设计刮板输料器的作用是将接收到料斗中的物料转送给螺旋。小型摊铺机由于摊铺厚度薄，大都是水平输料。大中型摊铺机由于摊铺厚度大，基本上都是微斜提升输料。刮板输料的工作原理是：链条带动横向刮板在底板上滑动，穿过底板上堆积的不动物料时，携带物料通过闸门，形成具有一定流量的移动物料流，不停地向螺旋叶片上部输送。因此，摊铺机刮板输料系统的设计要点，一是刮板速度计算，以满足摊铺机生产率的要求；二是刮板功率计算，以满足摊铺机功率匹配的要求。1刮板速度计算刮板速度应满足摊铺机生产率的要求。在刮板宽度、闸门高度一定

2、的情况下，刮板速度快，生产率高；速度慢，生产率低。因为摊铺层所用的物料全部是由刮板输送的，所以刮板的生产率就是摊铺机的生产率。刮板的生产率可以从两个方面考虑计算，一是按摊铺作业的工作量计算，二是按刮板的输料能力计算。用这两种方法计算刮板生产率的公式如下：QG=60BHVγ1（t/h）（1）QG=60VGhLγ2（t/h）（2）式中，QG——刮板生产率，t/h；B——摊铺宽度，m；H——摊铺厚度，m；V——摊铺速度，摊铺沥青混合料取5m～6m/min，摊铺稳定土取2m～3m/min；γ1——摊铺层的密度，根据摊铺机设计的

3、压实度确定，沥青混合料取1.955t/m3（压实度85%），二灰碎石取1.92t/m3（压实度80%）；VG——刮板速度，m/min；h——闸门距刮板底板的高度，m；L——刮板总宽度，m；γ2——刮板上的物料密度，沥青混合料取1.47t/m3，二灰碎石取1.54t/m3。将公式（1）、（2）联立，解得刮板的速度：VG=（m/min）（3）按照公式（3）计算的刮板速度是根据设计工况设计的刮板应该达到的速度。刮板达到这个速度时，才能满足摊铺机在设计工况（摊铺速度、摊铺宽度、摊铺厚度、某种物料）下生产率的要求。但是，这里所计

4、算的刮板速度还应根据经验最终确认。从冲击负荷对液压系统可靠性的影响考虑，刮板速度不宜过大。否则，应调整参数，重新计算。对于开关控制的刮板输料系统，不超过20m/min为宜；对于比例控制的刮板输料系统，不超过28m/min为宜。刮板速度确定后，进一步的计算是根据刮板输料系统的传动路线（从发动机到刮板的液压传动和机械传动的配置）计算刮板设计速度（计算方法及公式从略），使其不小于按公式（3）计算的刮板速度。2刮板功率计算2.1刮板阻力F4刮板阻力主要指移动物料与底板之间、移动物料与不动物料之间的摩擦阻力。所谓移动物料是指被运

5、动中的刮板携带的物料。不动物料是指相对刮板运动方向无位移的物料，实际上这部分物料在不停地补充被刮板带走的物料，是移动物料的料源。对于微斜提升输料的刮板输料器，由于提升角很小（一般2°左右），所以移动物料的倾斜阻力可略去不计。移动物料受力简图如图所示。移动物料受力简图2.1.1料斗内的移动物料与底板之间的摩擦阻力F1料斗内的移动物料Ⅰ与底板之间的摩擦阻力F1用下式表示：F1=（V1+V2）γgμ1（N）（4）式中，V1——料斗内移动物料Ⅰ的体积，m3；V2——料斗内移动物料Ⅰ上方的不动物料Ⅱ的体积，m3；γ——刮板上的物

6、料密度，沥青混合料取1470kg/m3，二灰碎石取1540kg/m3；g——重力加速度，9.8m/s2；μ1——物料与底板的摩擦系数，沥青混合料取0.6。2.1.2机身内的移动物料与底板之间的摩擦阻力F2机身内的移动物料Ⅲ与底板之间的摩擦阻力F2用下式表示：F2=V3γgμ1（N）（5）式中，V3——机身内移动物料Ⅲ的体积，m3。其余代号意义同前。2.1.3料斗内的不动物料与移动物料顶面之间的摩擦阻力F3料斗内的不动物料Ⅱ与移动物料Ⅰ顶面之间的摩擦阻力F3用下式表示：F3=V2γgμ2（N）（6）式中，μ2——物料的内

7、摩擦系数，沥青混合料取1.2。其余代号意义同前。2.1.4料斗内的不动物料与移动物料侧面之间的摩擦阻力F4料斗内的不动物料Ⅳ与移动物料Ⅰ侧面之间的摩擦阻力F4用下式表示：F4=2SHγgμ2（N）（7）4式中，S——料斗内不动物料Ⅳ与移动物料Ⅰ的一个摩擦侧面的面积，m2；H——料斗内不动物料Ⅳ与移动物料Ⅰ摩擦侧面的中心到不动物料Ⅳ顶面的高度，m。其余代号意义同前。2.1.5刮板阻力F刮板阻力F等于各种阻力之和，表示为：F=F1+F2+F3+F4（N）（8）2.2刮板驱动力矩M发动机通过传动系传到刮板上的力矩称为刮板驱动

8、力矩M，用下式表示：M=Frk（N·m）（9）rk=（m）（10）式中，γk——刮板输料器驱动轮动力半径，m；z——驱动轮齿数，通常选用8或9；t——刮板链节距，通常选用0.08m。其余代号意义同前。2.3马达压力差ΔP对于刮板系统是液压驱动的摊铺机，马达压力差ΔP用下式表示：ΔP=（MPa）（11）Mm=（N·m）（12）式中，