詳細(xì)介紹環(huán)形石料場的基本原理、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)類型及刮刀上料的主要特點，闡述了刮刀的承受力特性，闡述了發(fā)明專利鏤空雕花刮刀的技術(shù)特點、原理、構(gòu)造優(yōu)勢以及實踐應(yīng)用實際意義。

環(huán)形石料場因其存儲容量大、環(huán)境保護(hù)、工作效率高、能24小時侯自動式工作中等諸多優(yōu)點，運(yùn)用日漸增加。華在長達(dá)20年的發(fā)展，根據(jù)消化國外先進(jìn)技術(shù)，自行研發(fā)可代替進(jìn)口產(chǎn)品的圓形石料場成套設(shè)備技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過不斷地科學(xué)研究、開發(fā)設(shè)計和創(chuàng)新，已經(jīng)擁有環(huán)形石料場的一批新技術(shù)應(yīng)用和專利。

1環(huán)形石料場的分類及刮刀取料機(jī)的特征

1.1環(huán)形石料場特性

環(huán)形石料場堆取料機(jī)就是將棧道皮帶運(yùn)輸機(jī)上物料轉(zhuǎn)截到旋轉(zhuǎn)堆料機(jī)，堆存有環(huán)形料場地，然后通過旋轉(zhuǎn)刮刀取料機(jī)，從環(huán)形料場地把原材料拿走，通過地底走廊皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸出來。全部石料場用一個鋼網(wǎng)架和彩鋼瓦構(gòu)成密閉的放料場，環(huán)保的性能好。環(huán)形石料場圓上都設(shè)擋土墻來提升堆放相對高度。堆上料機(jī)器設(shè)備均堅持圍繞中心柱工作中，有利于完成全自動工作。

1.2環(huán)形石料場歸類

環(huán)形石料場按堆料機(jī)方式可以分為移動式和傾側(cè)式；環(huán)形石料場的取料機(jī)一般為刮板式，按刮刀取料機(jī)支撐件方式可以分為懸臂式和門架式。門架式環(huán)形石料場選用一根平臂梁作為支撐刮刀取料機(jī)，梁的兩邊分別以核心立桿回轉(zhuǎn)平臺處鉸點和擋土墻路軌處車轱轆支撐點（如圖1）。該方式承受力比較明確，核心立桿地與車轱轆也只受豎直方向的重力。但它對擋土墻的軌道鋪設(shè)是有要求的，在規(guī)劃時需要注意操作過程中環(huán)形石料場箱使物料各種各樣工作狀況及學(xué)會放下刮刀取料機(jī)時其承重車轱轆不容易脫離軌道。

懸臂式刮刀取料機(jī)選用“支撐桿—拉桿—承重”方式作為支撐刮刀取料機(jī)（如圖2）。其結(jié)構(gòu)特征是懸臂式構(gòu)造因為自身均衡，發(fā)力點由中心大軸承傳達(dá)給立桿，并沒有系統(tǒng)在擋墻壁，對擋土墻施工精密度要求較低。所以這樣的結(jié)構(gòu)類型一般用于地質(zhì)環(huán)境很軟，擋土墻造成飄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中心立柱上，力所經(jīng)過的地方都要非常強(qiáng)的承載力，地基基礎(chǔ)的成本較高。

1.3刮刀取料機(jī)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(jī)的基本原理都是一樣的，是指通過循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)動刮刀，相互配合旋轉(zhuǎn)的刮刀上料臂姿勢把原材料源源不絕刮除到中心立桿下邊大料倉里。上料臂下降至一定高度，讓刮刀可以觸碰下邊原材料并發(fā)掘一定深層（環(huán)節(jié)中刮刀一直在循環(huán)系統(tǒng)刮除姿勢），隨后上料臂水準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)，與此同時刮刀循環(huán)系統(tǒng)健身運(yùn)動，對材料進(jìn)行一層層的脫離姿勢。

1.4刮刀的受壓特點

刮刀刮除原材料過程是盤料處于被動受力的一個過程，因為沉積時間與原材料特征的關(guān)聯(lián)，承受力不能按簡單散體原材料顆粒物去考慮，由于結(jié)塊經(jīng)常發(fā)生。憑經(jīng)驗，不一樣物料、不一樣的堆積相對高度、不同類型的氣侯所造成的結(jié)塊壓實度是不一樣的。當(dāng)原材料產(chǎn)生結(jié)塊時，或單獨刮刀邊沿遇到了比較大的、埋到比較深的石頭，刮刀的承受力會變成量級擴(kuò)大，這樣的事情經(jīng)常發(fā)生，在靜強(qiáng)度設(shè)計的時候必須重點關(guān)注。單獨刮刀的承受力忽然增大時，對于整個刮刀驅(qū)動承受力不會造成大的影響，由于與此同時受力的刮刀比較多，此外，全部刮刀管理體系運(yùn)轉(zhuǎn)的慣性力還會吸收緩存單獨刮刀的病變承受力。

因此對于單獨刮刀，設(shè)計方案時需要考慮：較大不經(jīng)意承載力、正常的工作荷載、不經(jīng)意承載力和工作荷載之后的疲勞強(qiáng)度設(shè)計方案。而現(xiàn)實中較大靜載荷的選值應(yīng)該考慮合理性，太大則刮刀設(shè)計方案過重，過小者常常非常容易損壞。

2刮刀的改善

做為刮刀取料機(jī)（如圖3）上的重要活動構(gòu)件，刮刀的減脂提升可以直接改進(jìn)全部取料機(jī)的載荷和運(yùn)行狀態(tài)。刮刀驅(qū)動功率、傾側(cè)鍍鋅鋼絲繩、門鋼架結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)（走動）推動等部位也將獲益。

刮刀取料機(jī)在運(yùn)行時，刮刀向前健身運(yùn)動，刮除和推動原材料一起運(yùn)動。刮刀在運(yùn)動時和材料中間主要有兩種承受力情況：1）刮除物料時，刮刀側(cè)邊從原材料層刮除原材料；2）運(yùn)送物料時，底邊從分離出來層脫離原材料。通常是在刮刀操作過程中，二種承受力同時使用，伴隨著刮刀向前健身運(yùn)動，二種受力的占比發(fā)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(cè)面提升制定了耐磨鋼。

依據(jù)刮刀承受力特性，能夠?qū)蔚兜臉?gòu)造進(jìn)行一些調(diào)節(jié)，如圖5。由于承載力關(guān)鍵載入在側(cè)面和底邊，設(shè)計方案把支撐點筋制成斜的，讓承載力從刮刀的會受到載位置立即傳達(dá)到鏈條安裝固定板上，進(jìn)而簡單化支承途徑，精減設(shè)計方案。

在所有刮刀取料機(jī)運(yùn)行中，在常規(guī)條件下（包含某些刮刀刮大塊狀況），推動力一般是比較均勻的。每塊刮刀遭受的主要摩擦阻力可以表達(dá)為阻力間的倍數(shù)關(guān)系。那樣均值阻力和倍率指數(shù)便是測算靜強(qiáng)度和沖擊韌性的承載力。

3鏤空雕花刮刀

在開展刮刀支撐點筋板修改后，希望在確保刮刀正常工作時充足的靜強(qiáng)度、強(qiáng)度剛度疲勞極限的情形下，對刮刀進(jìn)行進(jìn)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。

鏤空雕花刮刀是考慮到了物料屬性、刮刀尺寸大小間距、承載力和應(yīng)力分布等多方面因素出來的結(jié)果?？偟膩碚f，它首先能夠滿足上料水平，并且通過結(jié)構(gòu)力學(xué)優(yōu)化分析能夠?qū)崿F(xiàn)品質(zhì)比較低。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，最后現(xiàn)場使用的刮刀比刮刀減脂約40%上下。

3.1鏤空雕花基本原理

保證中空的刮刀在送料時不出現(xiàn)原材料泄漏的狀況十分重要。

圖7是刮刀刮除物料示意圖，在刮刀刮除物料時，原料被刮刀促進(jìn)，和刮刀一起朝正前方運(yùn)作。針對原材料而言，它自身有一個自然堆積角α，當(dāng)刮刀積極促進(jìn)物料時，會有一個額外齒輪壓力角φ。針對刮刀而言，受到物料承載力主要來源于接近最底層物料部位，由于上邊物料擠壓成型和的作用下處在自平衡的狀態(tài)。圖8是一組刮刀上料時候的示意圖，當(dāng)物料填充率較高時，刮刀底端物料和刮刀底部板構(gòu)成了一層底端原材料，在刮刀運(yùn)行中，在上部原材料重力和刮刀推動力的雙重作用下，底端的那層原材料構(gòu)成了一個明確的運(yùn)作安全通道，而上端原材料則是把底端原材料作為一層傳輸帶，在摩擦力的作用下往前運(yùn)作。

實際上鏤空刮刀并非不漏水原材料，只是這種漏料與運(yùn)行方向不相干，是上端波動物料隨意選擇。具體時會發(fā)覺刮料時前側(cè)總會有一小部分原材料往前滾動，接近刮刀的地方有極少數(shù)物料刮刀顫動的影響下往后翻轉(zhuǎn)。

3.2力學(xué)計算

除了保證鏤空雕花刮刀的上料基礎(chǔ)功能，還需要確保鏤空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(yīng)力，主要內(nèi)容有：靜強(qiáng)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(yīng)力結(jié)論

（a）刮刀在常規(guī)工作狀況時候的應(yīng)力圖（b）刮刀的彎曲測算

4鏤空雕花刮刀的優(yōu)點

4.1減少經(jīng)營能源消耗

在鎮(zhèn)海煉化項目中，鏤空雕花刮刀進(jìn)行了可靠性設(shè)計，最后的減脂40%上下。減脂后，刮刀取料機(jī)空載能源消耗減少20%上下，滿負(fù)荷條件下能源消耗減少約10%上下。

4.2構(gòu)造安全系數(shù)高

刮刀減脂后，刮板輸送機(jī)架的承受力減少，半龍門架所承受的刮刀傾側(cè)鍍鋅鋼絲繩承載力也會跟著減少。全部取料機(jī)構(gòu)造安全系數(shù)提升了10%上下。

4.3組織安全系數(shù)高

刮刀減脂后，刮刀取料機(jī)傾側(cè)鍍鋅鋼絲繩承載力減少，立即優(yōu)化了傾側(cè)組織的受載，尤其是提升了傾側(cè)安全制動器的安全制動指數(shù)。與此同時刮刀頭部鏈輪鏈條拉緊全面的工作荷載也降低，液壓傳動系統(tǒng)安全性能大幅度提高。

5結(jié)果

選用盤料分析與結(jié)構(gòu)調(diào)整方法融合，鏤空雕花刮刀完成了傳統(tǒng)式刮刀的功效，同時還可以大幅度減脂。拆換鏤空雕花刮刀后，緩解了刮刀取料機(jī)的品質(zhì)，對已經(jīng)用十多年的機(jī)器設(shè)備結(jié)構(gòu)和組織提升安全性能具有十分很大的優(yōu)勢。