1 引言

随着我国经济持续、快速的增长，矿山开采、港口码头、电力、水泥、钢铁等领域发展势头稳定。这些领域的散料搬运输送量及输送效率方面的需求将持续增加，散料搬运设备将有较大的市场需求空间，取料机作为一种连续、高效的散料挖取设备，已经得到广泛应用[1]。

本文所研究的圆形料场堆取料机(以下简称圆堆)，自动化程度高、出力大、稳定性强、噪声相对较小[2] 。圆堆取料能力1 500 t/h，堆料能力1 800 t/h，是目前国内电厂输煤系统较为常见的堆取料设备，具体结构型式见图1。

图1 门架式双刮板取料机

2 圆堆刮板机俯仰铰座常规设计

2.1 圆堆相关参数要求

圆堆相关参数要求见表1[3]。

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表1 门架式取料机相关参数

内容参数值堆料1800t/h取料1500t/h物料煤物料容量0．95～1．0t/m3粒度⫹55mm刮板机个数108起升速度3～6m/min工作行走速度3m/min调车行走速度24m/min平整料场速度11m/min

2.2 圆堆刮板机驱动部分简化设计

圆堆刮板机的驱动部分，即为圆堆的俯仰铰座部分，该部分提供刮板机整个取料系统的驱动[4-5] ，常规设计形式见图2。

图2 刮板机俯仰铰座设计示意图

由图5分析可知，驱动轴所受的最大载荷为36.154 MPa，在许用范围之内，满足设计要求。

3 刮板机驱动轴载荷计算

3.1 刮板机驱动轴受力简化

基于原始模型简化及分析，对驱动轴的受力形式进行简化(见图3)。驱动轴部分受力，一方面来源于刮板机自重，另一方面来源于刮板机在取料过程中所受的挖掘力。驱动轴连接部分为中心立柱回转平台，刮板机靠俯仰机构与立柱平台连接。模型简化后，其驱动轴的受力载荷示意图见图4。

图3 刮板机驱动轴模型简化

图4 刮板机驱动轴受力载荷示意图

3.2 刮板机驱动轴载荷简化计算

俯仰铰座驱动轴沿轴向、径向方向受力，在刮板机俯仰过程中，驱动轴径向、轴向受力也呈现阶段性变化，当俯仰钢丝绳的拉力以及挖掘力达到最大值时，Mx03维持恒定，QY、QX大小即维持恒定；该过程后，钢丝绳继续俯仰，为进一步维持平衡，QY增大，QX减小。驱动轴载荷计算内力图分布见图5。

式中，R03为驱动轴端支反力；Ry03为作用在驱动轴端的垂直力；Mx03为驱动轴端力矩；Gq为刮板机自重；Py3为刮板机俯仰铰座的垂直方向支反力；MZ03为沿刮板机中心立柱垂直方向弯矩合成。

3.3 刮板机驱动轴载荷内力图计算分析

依据平衡关系考虑，刮板机驱动轴所受外力为刮板机自重Gq，以及驱动轴对刮板机俯仰铰座的垂直方向支反力Py3，该部分受力平衡；刮板机驱动轴受弯矩平衡，沿刮板机中心立柱垂直方向MZ03所受合力平衡(驱动轴无垂直方向位移)。另外，刮板机通过钢丝绳进行悬挂，以刮板机悬臂悬挂吊点为支点，也存在相同类型的受力和弯矩平衡。通过上述分析，计算驱动轴载荷：

对刮板机自重和挖掘力产生载荷分布情况(考虑取最大载荷情况，即当俯仰钢丝绳的拉力以及挖掘力达到最大值时)进行ANSYS仿真，驱动轴在阶梯轴端处时，沿轴向和径向的载荷集中叠加，应为最大(见图6)。仿真结果显示：驱动轴受力情况良好，与计算分析结果保持一致。

图5 刮板机驱动轴载荷内力分布图

所研究设备的相关参数为：驱动装置重量Gq=3.6 t；驱动轮直径Dο=1.8 m；驱动轮总重GL=1.95 t；驱动轴总重GZ=4.2 t；刮板机张紧油缸直径Du=180 mm；油缸张紧压应力Pu=16 MPa；张紧力Puο=407 kN。

4 刮板机驱动轴ANSYS仿真

四是完善绩效考评，落实资金监管措施。按照《统筹使用财政资金管理办法》和《扶贫项目资金绩效考评办法》，对资金的使用、拨付、管理、考评作出进一步完善，将资金统筹整合工作纳入各部门、各乡镇工作实绩考核，严格奖惩。对于各项扶贫政策及专项扶贫资金的使用情况，在项目资金安排到位后，及时通过谷城政府网进行公示，明确9个方面的公开内容，进一步提高扶贫资金使用和项目实施的透明度。谷城县财政局成立强化扶贫资金监管工作专班，围绕财政扶贫资金日常监管的10项重点工作，扎实做好政策落实、统筹资金、资金使用与拨付、公示公开、问题整改等，确保财政扶贫资金监管取得实效。

图6 刮板机驱动轴ANSYS仿真

5 结语

基于圆堆刮板取料机驱动轴受力分析，提供了1种计算方法，计算了驱动轴的最大受力点，以及内力载荷的分布情况，证明了驱动轴的运行可靠性。通过ANSYS仿真分析，进一步证明了改进后悬臂悬挂吊点支撑的可靠性。

参 考 文 献

[1] 黄曙光，张起伟，方海涛.取料机缓冲床自动拖挂设计[J].起重运输机械，2013(3)：58-60.

[2] 叶阜，王俊华，韩刚华，等.门架式圆形料场堆取料机结构分析[J].起重运输机械，2009(10)：79-81.

[3] 韦公勋，周超华. AS4100对门架式双刮板取料机刮板俯仰铰座结构分析与改进[J].起重运输机械，2015(10)：98-101.

[4] 黄亚夫，周超华，姚欣，等.门架式双刮板取料机悬臂悬挂吊点优化与改进[J].港口装卸，2017(3)：14-16.

[5] 黄曙光，黄振国，姚欣，等.门式刮板取料机俯仰递进和行走速度分析[J].起重运输机械，2015(8)：60-62.