1. 研究目的与意义（文献综述）
| 随着堆取料机在各行业应用的越来越广泛，在许多特殊场合，传统形式的堆取料机已经不能满足作业的要求，德国，美国等发达国家纷纷改进传统堆取料机的机构和部件，来满足恶劣条件和特殊场合下的应用。同样，我国也在研发和改进新形式的堆取料机，这为我们设计人员提供了新的机遇和挑战。 堆取料机是一种散料装卸设备，主要用于物料临时储存的装卸，同时也是一种混匀设备，它可以将一种或者几种颗粒大小不同的物料按照一定的比例均匀的混合在一起，以达到后续的生产工序的要求。堆取料机为种非标设备，很难做到完全的标准化，它的出现基于预均化理论。在预均化理论下，19世纪初，美国研制了世界上的第一台堆取料机。 早期的堆取料机结构远比现在简单，功能比现在简单得多，主要应用于钢铁行业中的矿石、焦炭等生产原料的处理。国内的堆取料机起步比较晚，在五十年代末，由于大炼钢铁的需要，原机械部等多个部委联合组织了一批专家集中攻关，以德国和前苏联的图纸为参考，凭借有限的资料研发了我国第一台堆取料机。我国早期的堆取料机形式以斗轮堆取料机为主，主要应用于钢厂和火电厂，结构比较笨重，堆取料能力也比较小，般不大于 1000经过半个多世纪，堆取料机的应用场合已经大大提高，在水泥、 煤炭、冶金、电力、钢铁，港口，建材等行业和地方都可以见到堆取料机的身影。堆取料机在整个工业系统中的作用是散料装卸存储和预均化，是第一次混匀作业，使物料有一个初步的配比， 在些传统行业中，如水泥、电力等，对于预均化的要求比较高，堆取料机的作用显得尤为重要，在一些不设置后续均化设备的系统内，堆取料机承担了整个系统的均化工作，此时堆取料机的均化效果，决定了最终产品的品质和质量。 早期的堆取料机主要使用在钢厂和火电厂，后来随着要求的不断增多，堆取料机也在逐渐进步，渐渐地扩展到了水泥、冶金、建材、电力等多个行业，也由刚开始的仅仅能在露天平地上使用变为可以在多种不同场合使用。在我国国内，堆取料机的发展如雨后春并股迅速，应用场合也由早期单一的钢铁电力行业逐渐的扩展到水泥、煤炭、冶金、化工等行业，能力也由以前的不足1000t/h发展到10000t/以上。日前，国内堆取料机的生产技术已经相当成熟，世界上主流的堆取料机国内都可以生产，并且在国际市场中占有一席之地。经过半个世纪，堆取料机的发展趋势已经由原来的坚固时用，向着多样化、多功能化和大能力化发展，国内的-些龙头企业已经走在了世界前端。未来的产品发展趋势还要根据实际情况，不但要在结构形式上要求多样化，同时还要在满足经济性，低耗能性和环保性等方面有长足的进步才能赢得市场的竞争。在堆取料机的研发中，国内研究的时间较短，理论基础较为薄弱，某些核心技术还处于摸索阶段，不能形成系列化标准化设计，研发人员主要依靠多年积累的经验来进行结构设计，造成设计成本高，设计周期长，设计偏保守，创新性不够，使设备在与国外高端产品竞争中优势不足，严重的制约了堆取料机发展，所以，对堆取料机的结构创新和优化是非常有必要的而且也有市场意义的。 堆取料机的形式主要由料场来决定，料场分为长形料场和圆形料场。 市场上常见的长形料场堆取料机主要有侧式悬臂堆料机、侧式刮板取料机、桥式刮板取料机、悬臂式斗轮堆取料机、门式堆取料机等。 桥式刮板取料机应用范围广，在各个散料行业都可以见到踪迹，取料方式是在料堆的断面取料，混匀效果比较好，常配合侧式悬臂堆料机一起使用，以达到一次混匀的效果。桥式刮板取料机能力最大可以达到4000t/h以上，是国内外市场上的主力机种之一，目前桥式刮板取料机正在向着大能力化，全自动化的方向发展。 桥式刮板取料机和其他的取料机相比有以下优点： ⑴操作简单，维护方便，耗能比较少。 ⑵环保率高，工作时候产生的粉尘污染和噪音污染相对其他的取料设备来说比较小，比较符合目前我国对环保的要求。 ⑶和堆料机配合，堆取料工艺为人字形逐层堆料和全断面取料，对均化效果比较好，可以节省后续设备，提高了生产效率。
图1桥式刮板取料机结构
桥式刮板取料机是长形料场取料设备，另配一台侧式悬臂堆料机采用人字形堆料方式，这种堆料方式使得桥式刮板取料机能保证取料高预均化的效果，取料机用于两个料堆的取料作业。在桥梁的两侧，各配有一个用于取料作业的料耙装置，在堆料机堆完一堆物料之后，取料机进入料堆区域，近料堆侧的料耙开始进行刮取物料。堆料机换堆后进入
图 2水平式取料机取料设备结构 1.摆动端梁 2.刮板输送系统 3.桥梁4.料耙系统 5.控制室 6.固定端梁
桥式刮板取料机的主要部件包括摆动端梁，刮板输送系统，桥梁，料耙系统，控制室，固定端梁。除此之外，还有行走检测、卷盘、轨道系统、平台栏杆等结构组成。 解析：根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，作出反射光线；根据光由空气斜射进入水中折射光线向法线偏折，折射角小于入射角作出折射光线。 料堆个数：由结构决定，桥式刮板另一侧闲置料耙的区域之外，同时开始堆下一堆物料。取料机完成先前的物料刮取之后，另一堆的物料基本完成了堆料。取料机进入刚堆好的堆料区域，这时，刚才闲置的料耙开始接近物料并取料。另一侧料耙，暂时不用。循环上述堆取过程。所以，桥式刮板取料机的堆料个数只是两个。 取料机的形式：桥式刮板取料机，主要有水平式和倾斜式二种。这主要取决于料场的土建基础。图2就是水平式桥取，可以看出固定端梁一侧位于水平面的下方，与地面出料胶带机平齐；倾斜式的取料机就是整机都在一个水平面上，人为建造一个斜坡。两者所达到的取料效果是一样的。料场对取料机的影响另一个要注意的是，若是在室内作业，要考虑到当取料机行进到轨道的端位极限时，要核对料耙尺寸不能与厂房体发生干涉。 本次设计主要通过资料查阅与文件检索，熟悉桥式取料机工作原理；针对桥式取料机刮板链张紧装置结构特点，进行结构布置和功能划分，完成其总体机构设计、重要零部件设计和校核的目的
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2. 研究的基本内容与方案
2.1本课题所设计的主要内容 （1）桥式刮板取料机刮板链拉紧装置的应用场景及目的 桥式刮板取料机取料方式为全断面取料，取料面物料由料耙耙松后滚落下来，由刮板输送系统刮取到出料胶带机上。 刮板输送系统由驱动装置、刮板装置、链条、驱动链论组、张紧链论组、导槽系统、导料槽等组成。 图3刮板输送系统 刮板装置由Y系列电机、液力偶合器、圆柱齿轮硬齿面减速器组成。由于物料容重在一定范围内变化，所以对整机来说外载荷是变量。为适应其变化，电机与减速器之间加液力偶合器，在外载荷变化时减少外载荷对电机所产生的冲击，以保证电机在任何载荷下不受损坏。 刮板是直接承受外载荷的构件，主要外载荷有刮取物料方向上磨檫阻力和取料机行走方向上物料对刮板产生的阻力。因此刮板的设计除考虑受力外，还需考虑耐磨损性能，因此刮板在刮取物料的一面加耐磨称板。同时将刮板两边制成弯折形状，其折角取刮板运动方向和行走方向的合成方向的角度。刮板链链板、销轴、销套在工作中承受剪切应力和弯曲应力。 刮板链采用双链板套筒滚子链，以提高其强度和寿命。驱动链轮组主要由圆弧齿链轮、驱动轴、轴承座等组成。导向轮组主要由导轮、轴、轴承座等组成，导向轮组设置在取料系统提升段起始处。该处设置无牙齿光滑圆导轮可使链条在绕入和绕出导轮时减小链条加速度，使链条振动幅度减弱而平稳进入链导槽。张紧链轮组主要由圆弧齿链轮、轴、复合弹簧(或液压张紧装置)、滑动轴承座等组成。 图 4 刮板传动示意图 目前国内的火力发电机组较多采用堆取料设备进行供料，张紧装置一直是堆料机 设备的重要部件，经济实用的新型张紧装置对于堆料机设备来说非常重要。国内常见的张紧装置有：螺旋张紧，重锤张紧、液压张紧等。 本次设计在刮板取料机的尾架上设置滑道，通过带滑块座外球面轴承在支架上的滑动进行链轮张紧的调节。这种刮板链拉紧装置结构简单，经济适用、维修方便、易操作、能够适应各种复杂和不稳定工况，用于对刮板取料机的链轮进行张紧调节，以在保障安全的前提条件下保证设备的生产效率。 （2）桥式刮板取料机刮板链张紧装置的机械结构设计 张紧装置包括带滑块座外球面轴承、紧固螺母、开口销、调节螺杆、张紧行程挡板、压紧螺母组、蝶形弹簧、调节螺母，带滑块座外球面轴承装配在链轮轴上，调节螺杆的头部伸入带滑块座外球面轴承的连接孔内，紧固螺母套在调剂螺杆的头部，通过开口销固定，压紧螺母组和张紧行程挡板均设置在调节螺杆上，压紧螺母组的一侧和张紧行程挡板的一侧之间的调节螺杆上设置蝶形弹簧，张紧行程挡板的另一侧设置调节螺母（如图6）。 2.2本课题所设计拟采用的技术方案 刮板取料机张紧装置包括刮板取料机上的链轮组件和张紧装置，其中链轮组件包括两个链轮轴和四个链轮，两个链轮轴平行设置，每个链轮轴上设置两个链轮，两个轴上的四个链轮两两相对，相对的两个链轮上连接同一根链条。 图 5 张紧装置应用示意图 如图5所示的一个链轮轴11和其上的两个链轮12，其中两个链轮12平行设置在链轮轴11上，两个链轮12与链轮轴11通过平键连接进行轴向定位，且两个链轮12之间通过连接杆进行径向定位。张紧装置包括两个，分别设置在其中一个链轮轴的两个链轮的外侧，用于对连接链条两端的两个链轮轴之间的中心距进行调整，以达到张紧的目的。 图 6 张紧装置示意图 如图6所示，每个张紧装置均包括带滑块座外球面轴承2、紧固螺母3、开口销4、调节螺杆5、张紧行程挡板6、压紧螺母组7、蝶形弹簧8、调节螺母10，刮板机的尾架13上设置有滑道，带滑块座外球面轴承2装配在链轮轴11上，且沿着刮板机尾架13上的滑道14滑动进行张紧度调节，调节螺杆5的头部伸入带滑块座外球面轴承2的连接孔内，并且通过套接在调节螺杆头部的紧固螺母3和开口销4固定在连接孔内，以便通过调节螺杆5带动带滑块座外在滑道上的滑动。 压紧螺母组7和张紧行程挡板6均设置在调节螺杆5头部后面的杆体上，压紧螺母组7的一侧和张紧行程挡板6的一侧之间的调节螺杆5上设置蝶形弹簧8，张紧行程挡板6的另一侧设置调节螺母10。张紧行程挡板6的两侧还分别相邻设置有一个垫圈，用于防止张紧行程挡板6被擦伤。压紧螺母组7包括两个相邻的螺母，用于防松。 在刮板取料机的尾架部分制作对应的滑道后，根据张紧行程和受力设计一根长螺杆，并进行装配，装配后通过调节螺杆尾部的调节螺母，实现链轮张紧的调节。首先通过压紧螺母组7使蝶形弹簧8保持一定的预紧力，然后再次调节调节螺母10使链轮处于合适的张紧状态，在稳定和非稳定的工况下通过调节螺母10和压紧螺母7使链轮装置始终处于合适的张紧状态。
3. 研究计划与安排
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第1~3周:完成开题报告和关文翻译；第4~6周:完成毕业设计相关内容的总体方案设计； 第6~8周:完成毕业设计相关内容的详细方案设计；第9~12周:完成相关的分析计算工作；第13~16周:毕业设计论文修订，评阅，与毕业答辩。
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4. 参考文献（12篇以上）
| [1]翟建设，杨泉华，王秋敏.桥式抬头刮板取料机刮版输送系统的设计与计算[J].科技促进发展，2010，02, 56-57. [2]李雪，宋光，佟云龙.论桥式刮板取料机[J].中国新技术新产品，2012, 01, 104-105. [3]张恩福.桥式刮板取料机刮板系统设计[J].中国科技纵横，2015，14，75. [4]李雪.桥式刮板取料机设计要点[J].中国新技术新产品，2014,05，112-113. [5]孟凡成，于海龙.桥式刮板取料机取料能力浅谈[J].科技与企业，2014,08，366. [6]王慧斌，薄少军.桥式刮板取料机关键部件问题研究[J].内蒙古科技与经济，2019,04，89-91. [7]LUTienfu. Fuzzy logic for large mining bucketwheel reclaimer motion control—from an engineer's perspective[J]. CAAITransactions on Intelligent Systems,2011，02，85-94. [8]陈远槐.桥式刮板取料机输送系统的改造[J].水泥技术，2005，05，52-53. [9]唐柱香，郑熙琍，王志敏.刮板输送系统的基本结构与设计参数计算[J].矿业工程，2008,02，44-45. [10]付万志.桥式刮板取料机中刮板输送系统的设计[J].企业技术开发，2012，01，37-38. [11]张黎.QQB250/53桥时抬头刮板取料机的基本结构及其刮板输送系统的设计计算[J].水泥，2016，07，42-45. [12]G.FISCHER.Powerstation coal yards using scraper reclaimers-25 years of experience[J].JournalofMines,Metals Fuels，2000，09，283-290. [13]何传成.预均化堆场输送系统工艺的改进[J].水泥，2004，07，60-61. [14]姚为民.桥式刮板取料机设计改进[D].大连理工大学机械工程学院，2016. [15]赵俊鹏，陈博，李金明.门—桥式刮板取料机[J].水泥技术，2017,01,46-49. [16]FISCHER,G.PORTALBRIDGE SCRAPER RECLAIMER FOR MULTIPURPOSE BLENDING BEDSTORES[J].ZEMENT-KALK-GIPS,1992,11,597-602. [17]肖永杰，曹云改.一种刮板取料机张紧装置（实用新型）[P].中国专利：CN201720892031.1，2017-07-21.
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