0 前言

　　对水泥生产企业,其散状物料的连续定量给料和计量对稳定生产过程和确保产品质量非常重要。皮带给料机是散状物料计量输送的理想设备,但实际生产中发现,因设计选型不合理等各种原因,会导致其在生产中无法发挥最佳性能,甚至不能实现正常运行。

　　众所周知,定量皮带给料机在国内外生产厂商较多,如美国拉姆齐公司(中国有生产基地)，日本大和公司(中国有生产基地)，德国申克公司，中国的合肥金山公司(引进了德国申克公司技术)等等。另外以各种技术生产定量皮带给料机的小厂更是遍布全国,技术水平也相差很大。因此,其型号配置不一,价格相差较大(几万元乃至几十万元不等),从而给设计计算和选型采购带来了一定的困难。仅从技术角度考虑,设计定量皮带给料机就必须了解物料的性质。库压的影响，空间的布置，给料机仪表的特性和配置，机械参数配置等等。其中,机械参数配置是最基本的,也是最重要的。对此,笔者结合多年的实际工作经验,就水泥企业定量皮带给料机的配置及其选型计算进行粗浅的总结介绍,供参考。

　　表一 皮带给料机选型参考

　　(1)K—块状物料;L—粒状物料,粒度<50mm;F—粉状物料,自流性较好时需配置预给料装置。

　　(2)TDGSK型为中型,其滚筒直径为215mm,托辊直径为73mm,适用于小流量或皮带负荷较轻的工况;TDGSM/TDGSN型为重型,其滚筒直径为320mm(TDGSM型),420mm(TDGSN型),托辊直径为86mm,适用于大流量或皮带负荷较重的工况。

　　(3)T型料斗适用于自由流动块，状物料,料斗与料仓出口法兰连接;S型料斗适用于倾斜性粉状物料,料斗与螺旋预给料机，叶轮预皮带给料机或流量阀等相连。

　　1 定量皮带给料机的机械配置

　　定量皮带给料机的机械配置取决于物料的性质以及所需的生产能力,其机械配置参数的合理确定是以后生产中正常使用的最基本保证。

　　1.1 定量皮带给料机型号组成

　　定量皮带给料机型号组成一般包括型号，皮带宽度，滚筒中心距，料斗形式，功率和额定产量等信息。例如“,TDGSK0820T1.5kW60t/h”这表示该定量皮带给料机属申克皮带型调速定量给料机,其带宽为800mm,滚筒中心距2000mm,T形料斗,电机功率1.5kW,额定产量60t/h。通常可据表1进行初步选型,具体参数的确定要经过一定计算和验证后确定。

　　1.2 额定产量Qmax

　　定量给料机的额定产量是指机械配置参数确定之后所具备的最大喂料能力。额定产量的选择一定要根据实际生产的要求来确定。如根据总产量，各物料成分，配比等,可计算出每台定量皮带给料机正常投产时的产量范围Q1min~1max(t/h),并留有合理的裕Q度k,一般k=0.1,据此可合理确定每台定量给料机的设计产量Q2的范围Q2min~2max[计算为:Q2min=(1-k)Q×1min;Q2max=(1+k)×1max],这是进行设备配置的重要QQ依据之一。一般情况下,产量范围比(Q2max∶2min)应限Q制在小于10∶的范围内。1注意,如果额定产量的选择与实际生产需要相差太远(过大或过小),都会导致设备在实际生产中,不能最佳发挥设备的性能,使控制的可适应性变差,甚至难以满足生产所需,只能更换机械配置,从而造成严重经济损失。

　　1.3 皮带宽度B

　　确定皮带宽度B的一般原则是:在工艺条件允许下,尽可能选择皮带宽一点,带速慢一点,这有利于保证其达到较高的计量精度和运行的稳定性。对于特殊的物料(如具粘湿性的粘土),应采取加大皮带宽度,降低料层厚度的方式,这样能有效减轻物料因粘性而易形成断续下料的状况,从而无需增加预给料装置。皮带宽度B的确定主要取决于额定产量范围和物料的体积质量，流动性等等,设备厂家根据用户提供的额定产量范围和物料的体积质量,计算出物料需要的称重给料范围,即容积流量(m3/h),再结合设备的固有参数并对照表1,就可预确定皮带宽度参考值B0。

　　1.4 荷重传感器量程 Pmax

　　荷重传感器是定量皮带给料机的关键部件之一,其量程选择的正确与否将影响设备的测量精度。应尽可能使皮带上流经的物料重力作用发生在荷重传感器的最佳受力范围(20%￣80%)内,避免超载和过小。量程过小,易造成超载,损伤荷重传感器;量程过大,会白白损失整体的测量精度,也极易使荷重传感器工作在低位极限区。因此料层厚度的控制很重要,而料层的厚度是由调节料斗出料口的高度来控制。

　　出料口高度过大会形成漫料,影响测量的准确性;出料口高度过小会造成出料困难,易损坏皮带,影响生产。一般工作时,出料口高度以50~150mm为宜。荷重传感器量程通常的选择方法举例如下。已知:物料厚H=150mm,皮带宽度为B0,有效称重段长度L为固定参数,体积质量γ。计算有效称重段上最佳物料质量(P1max)为:P1max=[L×(B0-0.3)×γH]×则,荷重传感器的预量程P2max=P1max/0.6然后根据P2max,选择大于P2max的最接近的规格值P0max作为荷重传感器量程的参考值。通常,荷重传感器量程的规格一般为50,100,200等。

　　1.5 减速机速比i

　　为了排除物料运动时的流动性以及皮带水平张力的影响,更准确测量运动皮带上的物料重量,则皮带运行时的线速度(带速)V应有一定的限制,一般为0.001~m/s为较佳范围,过快的带速对运行稳0.5定性及计量精度不利。带速的确定与众多因素有关,可按下式(即流量计算公式)进行计算预确定。

　　Q=(P/L)×V×3.6=(P/L)×d/(60i)]×[nπ3.6

　　式中,Q为瞬时流量(t/h);V为皮带运行的线速度(m/s);P为有效称重段上的物料质量(kg);L为有效称重段长度(m);d为皮带托辊直径(m);n为电机转速(r/min);i为减速机速比。

　　若取Q=Q2max,P=0.8P0max,n=0.8nmax=0.8×500=1200r/min,以及L，固有参数值,代入后可计算得d到减速机速比i值,据此和减速机规格性能(如表2),可选择减速机的减速比为i0。

　　表2 申克皮带秤专用SBD65型减速机的速比和功率

　　1.6 参数调整

　　先把选择的i0代入速度公式V=nπd/(60i0)=10200πd/(60i0)进行线速度核算,可求得V0。如果V0值不大于0.5m/s,则说明选择的P0max,B0,i0基本合适;如果V0值大于0.5m/s,则需要对选择的P0max,B0,i0进行调整,即要根据物料的性质，工艺布置空间，机械负载等因素,按规格进行升档或降档,然后再按以上步骤,重新计算并最终确定P0max,B0,i0。

　　1.7 滚筒中心距(皮带秤长度)A

　　根据最终的皮带宽度B及工艺布置的要求,查

　　表1可确定滚筒中心距A值,其大小根据物料的流动性进行选择和调整。如果粉状物料流动性强,A选大;块粒状物料流动性弱,A选小。也可以根据特殊性的需要进行加长选择,但是,称重控制设备的成本也会相应增加。合适的A,既能减缓冲料，保证物料在到达称重检测区时保持相对静止,有利于提高设备测量精度,又能节省投资成本。

　　1.8 电机功率P

　　根据最终确定的皮带宽度B和滚筒中心距A以及减速比i,查表1和表2可确定电机功率P值。

　　1.9 最终额定产量确定

　　根据最终确定的P0max值,代入流量公式Q=i0[0.8P0max/L)×d/(60i)]×得到的Qmax就是皮带定[nπ3.6量给料机的最终额定产量。经上述各步计算后,所有的配置参数都已得到,一台定量皮带给料机的机械配置就算完成。

　　2 选型举例

　　现以水泥厂某石灰石皮带给料机的选型举例说明。

　　已知条件:石灰石的体积质量为1.45t/m3;正常生产时的输送量Q1为20~t/h。

　　计算过程如下:

　　(1)设计产量(即质量流量)Q2的范围为:Q2min=(1-k)×Q1min=(1-0.1)×20=18.0t/hQ2max=(1+k)×Q1max=(1+0.1)×150=165.0t/h

　　(2)容积流量范围:

　　V2min=Q2min/γ=18.0/1.45=12.41(m3/h)V2max=Q2max/γ=165.0/1.45=113.79(m3/h)

　　(3)皮带宽度B。查表1,TDGSK型B0=1200mm

　　(4)荷重传感器量程P0max。料层厚度以150mm考虑,有效称重段长度L取300mm,则:

　　P1max=[L×0.3)×γ(B-H]×=[0.3×-0.3)×0.15]×(1.21.45=0.058725(t)=58.725(kg)P2max=P1max/0.6=58.725/0.6=97.875(kg)按规格选取荷重传感器量程P0max=100(kg)。

　　(5)减速机速比i。

　　将上述相关数据代入流量公式,皮带托辊直径d为0.215m:Q=(P/L)×(nπd/60i)×3.6,即:165=(0.8×100/0.3)×200××[1π0.215/(60i)]×3.6得:i=78.597,查表2选择速比i0=76。

　　(6)皮带线速度核查。将i0=76代入:

　　V=(nπd/60i0)=1200×0.215/(60×=0.1778π×76)<0.5m/s,满足要求。

　　(7)滚筒中心距。因为石灰石的物料特性为颗粒状，流动性比较弱,故选择普通的长度2000mm即可。

　　(8)电机功率。根据i0=76查表2,确定电机功率为2.2kW。

　　(9)额定产量。Qmax=(P/L)×d/60i)×(nπ3.6=(0.8×100/0.3)×200π0.215/(60×[1×76)]×=170t/h。3.6

　　(10)结果。该石灰石定量皮带给料机的选型结果为:TDGSK1220T2.2kW170t/h,即选用申克型调速定量称重给料机,其皮带宽度1200mm,滚筒中心距2000mm,T形料斗,电机功率2.2kW,额定产量170t/h。

　　3 结语

　　上述计算主要是以合肥金山公司的产品为例,所列参数也仅为较常用部分。如果选择其它厂家的设备,请根据设备厂家提供的参数进行相应的调整。