詳細介紹環(huán)形石料場的基本原理、關鍵結構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特點、原理、構造優(yōu)勢以及實踐應用實際意義。

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

1環(huán)形石料場的分類及刮刀取料機的特征

1.1環(huán)形石料場特性

環(huán)形石料場堆取料機就是將棧道皮帶運輸機上物料轉截到旋轉堆料機，堆存有環(huán)形料場地，然后通過旋轉刮刀取料機，從環(huán)形料場地把原材料拿走，通過地底走廊皮帶運輸機運輸出來。全部石料場用一個鋼網(wǎng)架和彩鋼瓦構成密閉的放料場，環(huán)保的性能好。環(huán)形石料場圓上都設擋土墻來提升堆放相對高度。堆上料機器設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)形石料場按堆料機方式可以分為移動式和傾側式；環(huán)形石料場的取料機一般為刮板式，按刮刀取料機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，梁的兩邊分別以核心立桿回轉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會放下刮刀取料機時其承重車轱轆不容易脫離軌道。

懸臂式刮刀取料機選用“支撐桿—拉桿—承重”方式作為支撐刮刀取料機（如圖2）。其結構特征是懸臂式構造因為自身均衡，發(fā)力點由中心大軸承傳達給立桿，并沒有系統(tǒng)在擋墻壁，對擋土墻施工精密度要求較低。所以這樣的結構類型一般用于地質環(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的承載力，地基基礎的成本較高。

1.3刮刀取料機的主要特點

不論是懸臂式還是門架式的圓形石料場，其刮刀取料機的基本原理都是一樣的，是指通過循環(huán)系統(tǒng)運動刮刀，相互配合旋轉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），隨后上料臂水準旋轉，與此同時刮刀循環(huán)系統(tǒng)健身運動，對材料進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聯(lián)，承受力不能按簡單散體原材料顆粒物去考慮，由于結塊經(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塊壓實度是不一樣的。當原材料產(chǎn)生結塊時，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大，這樣的事情經(jīng)常發(fā)生，在靜強度設計的時候必須重點關注。單獨刮刀的承受力忽然增大時，對于整個刮刀驅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轉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度設計方案。而現(xiàn)實中較大靜載荷的選值應該考慮合理性，太大則刮刀設計方案過重，過小者常常非常容易損壞。

2刮刀的改善

做為刮刀取料機（如圖3）上的重要活動構件，刮刀的減脂提升可以直接改進全部取料機的載荷和運行狀態(tài)。刮刀驅動功率、傾側鍍鋅鋼絲繩、門鋼架結構、旋轉（走動）推動等部位也將獲益。

刮刀取料機在運行時，刮刀向前健身運動，刮除和推動原材料一起運動。刮刀在運動時和材料中間主要有兩種承受力情況：1）刮除物料時，刮刀側邊從原材料層刮除原材料；2）運送物料時，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，刮刀的側面提升制定了耐磨鋼。

依據(jù)刮刀承受力特性，能夠對刮刀的構造進行一些調(diào)節(jié)，如圖5。由于承載力關鍵載入在側面和底邊，設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到鏈條安裝固定板上，進而簡單化支承途徑，精減設計方案。

在所有刮刀取料機運行中，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為阻力間的倍數(shù)關系。那樣均值阻力和倍率指數(shù)便是測算靜強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度、強度剛度疲勞極限的情形下，對刮刀進行進一步的提升，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、承載力和應力分布等多方面因素出來的結果?？偟膩碚f，它首先能夠滿足上料水平，并且通過結構力學優(yōu)化分析能夠實現(xiàn)品質比較低。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，和刮刀一起朝正前方運作。針對原材料而言，它自身有一個自然堆積角α，當刮刀積極促進物料時，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，當物料填充率較高時，刮刀底端物料和刮刀底部板構成了一層底端原材料，在刮刀運行中，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成了一個明確的運作安全通道，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作。

實際上鏤空刮刀并非不漏水原材料，只是這種漏料與運行方向不相干，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。

3.2力學計算

除了保證鏤空雕花刮刀的上料基礎功能，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，必須做詳細的應力，主要內(nèi)容有：靜強度剖析、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鏤空雕花刮刀的應力結論

（a）刮刀在常規(guī)工作狀況時候的應力圖（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，鏤空雕花刮刀進行了可靠性設計，最后的減脂40%上下。減脂后，刮刀取料機空載能源消耗減少20%上下，滿負荷條件下能源消耗減少約10%上下。

4.2構造安全系數(shù)高

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

4.3組織安全系數(shù)高

刮刀減脂后，刮刀取料機傾側鍍鋅鋼絲繩承載力減少，立即優(yōu)化了傾側組織的受載，尤其是提升了傾側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結果

選用盤料分析與結構調(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，緩解了刮刀取料機的品質，對已經(jīng)用十多年的機器設備結構和組織提升安全性能具有十分很大的優(yōu)勢。