往复式给料机与振动式给料机对称重系统的影响分析

刘强

摘 要 往复式给料机和振动式给料机多用于块状疏散物料的投喂，其性能稳定、结构简单、维护方便，与各种称重系统配套使用可达到定量投喂的效果。本文探讨往复式给料机和振动式给料机这两种不同的给料方式对称重过程及称重结果的影响。

关键词 给料机;块状物料;称重;稳定性

对有称重要求，需定量向受料装置中投递块状物料的，大多选用往复式给料机或者振动式给料机，这两种给料机性能都比较稳定，但在对物料的承重过程中却又效果不同，最终影响称重系统使用寿命及称重稳定性、准确性。

1 两种给料机的介绍

1.1 往复式给料机

往复式给料机适用于矿井、选煤厂和热电厂等需完成块状、大颗粒状物料经料仓进行均匀装载于运输机上或其他筛选、贮存装置中。往复式给料机是由机架、底板传动平台、漏斗闸门、托辊等组成。其传动原理是电机输出轴上固定有一个偏心轮，经过连杆与给料机的给料槽连接，通过电机控制器旋钮调节电机转速，来控制偏心轮的转速，进而调整给料槽的运动速度，实现改变往复式给料机的送料量的目的。

1.2 振动式给料机

振动式给料机用于块状、颗粒状或粉状物料的定量或连续的供给。是利用振动器中的偏心块旋转产生离心力，使筛厢、振动器等可动部分作强制的连续的圆或近似圆的运动。振动给料机是由给料槽体、激振器、弹簧支座、传动装置等组成。槽体振动给料的振动源是激振器，激振器是由主动、被动两根偏心轴和齿轮副组成。电动机通过三角带驱动主动轴，再由主动轴上齿轮啮合被动轴转动，主、被动轴同时反向旋转，使槽体振动，将块状，颗粒状物料从料仓中均匀，定时，连续地送入受料装置。

2 受料装置与称重系统

受料装置一般为金属材料制成的中间料仓，直接悬挂在称重系统的承重传感器上，且除此之外不能与外界有任何的连接。在这种情况下，称重传感器所接受的重力信号主要来自于受料装置本身的重量以及装置内物料的重量。我们可以在称重系统上通过标定零点来去除受料装置的重量，从而只反映出物料的重量。但在实际的使用过程中，无论使用哪种给料机给受料装置喂料都是动态的称重过程。此时，称重系统必将接受由于下料口到受料装置底部存在的高度差而带来的物料冲击重力。

在整个称重过程中，最难掌控的就是由于高度差带来的冲击力，对于粉末状轻质物料来说，这种冲击力在不改变给料机给料流量时可近似的看作是一个定值，而这个值可以通过称重控制系统中人为设定和修改，通过几次实验就可以获得较为准确的数据，从而可以较为精确控制称重结果。但对于块状、不规则物料却很难掌握。

无论对于何种称重传感器，要测得物料的重量，传感器本身必须发生弹性形变，尽管这种形变是微米级别的，或者更小。但如果这种形变超过一定限度，传感器就会发生塑性形变，从而导致传感器损坏[1]。

3 两种给料机称重趋势对比

3.1 实验条件

本文中使用的往复式给料机底板行程为400mm，曲柄转速750rpm，料槽宽度800mm，输送量为50～230T/h;振动式给料机震动频率为16Hz，料槽宽度800mm，安装倾角为7°，振幅为8mm，输送量为150～200T/h。输送物料均为天然石灰石岩矿，粒度为50～150mm。

称重系统的构成为：称重仪表IND-331，称重模块FW-2，接线盒AJB-005，称重传感器SB-2，信号线CB-10，量程为2000kg。

在实验中将称重目标值设定为1150kg。

我公司石灰窑上料系统中，在同一个受料装置上安装有一台往复式给料机和一台振动式给料机，通过对相应给料机断电处理后就可达到单独给料的目的。再由DCS系统采集称重系统重量信号并记录趋势图做以对比。

3.2 震动式给料机和往复式给料机称重趋势

由图1中可以看出，当振动式给料机运行稳定后，受料器内物料重量的增加近似一条直线，没有特别明显的尖突，在单位时间内，物料重量变化不大。也就是说，由给料机下料口到受料装置的高度差所带来的物料对称重系统的冲击力较为稳定。此时称重传感器所受到的压力也不会有明显的突变，不会超出传感器测量范围。

而往复式给料机的称重曲线图中有很多个尖突的点，存在周期变化。受料装置中物料重量的变化量也是呈现出周期性变化，同时给料过程中也会对称重系统造成周期性的冲击，而且由于物料密度变化很大，会放大物料对称重系统的冲击作用。这会增加称重传感器的形变变化量，增加称重传感器发生形变的频率，当称重传感器受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生疲劳破坏[1]。

4 结束语

通过两种给料机对称重系统影响的比较，振动式給料机对受料装置的冲击力度更小，几乎不存在大的重量突变，能够更稳定的对称重传感器施加重量，更有利于保护称重系统的稳定性，能够有效延长称重传感器的使用寿命。而往复式给料机对受料装置的冲击力度较大，在曲柄每一运行周期都存在落料冲击现象，导致称重传感器频繁接受循环应力，提前导致金属疲劳。

参考文献

[1] 戴宏亮.材料力学[M].湖南：湖南大学出版社，2014：217.