带式定量给料机的绿色设计应用研究 

　　开发案例 

　　以一部煤矿井下主运带式定量给料机为例，在绿色设计基础上对其进行再开发研究。此定量给料机的系统参数指标如下： 

　　运输物料为原煤，运量Q=2000t/h，物料堆积密度ρ=0.9t/m3，输送长度L=1200m，带宽B=1400mm，运输倾角δ=1°～3°，带速v=3.15m/s，钢丝绳芯输送带ST1250，驱动电机功率为400kW×2。带式定量给料机的系统设计图如图1所示： 

　　分析系统方案的动态情况 

　　把有关参数代入系统模型之中，然后对动态仿真进行分析。经过步长是0.1s，时长是100s的动态仿真结果具体如图2与图3所示。 

　　分析输送带的速度曲线后可以发现，定量给料机根据可控速度曲线进行运转，在刚刚启动的时候，速度会出现波动。当爬行一段时间后，速度开始变得平稳；在运行80s以后，速度与设定带速相符合，速度曲线比较合理。 

　　分析输送带的张力曲线后可以发现，定量给料机在刚刚启动的时候，需要克服沿程摩擦力及系统惯性，当张力达到较为大值经过震荡之后，张力曲线达到稳定工作值，此时定量给料机已经完成了启动，系统拉紧力达到正常拉紧值，由图3可知，张力曲线的后段出现了短暂波动，然后在液压拉紧的作用下恢复平衡状态，从而使定量给料机开始稳定运转。 

　　优化设计定量给料机的零部件 

　　根据定量给料机的实际选型设计方法，来对零部件设计进行优化。我们可以应用虚拟样机这项技术对拉紧装置、驱动装置、托辊及滚筒等进行仿真优化及性能测试，同时还要对装配体进行合理的虚拟装配处理，在一个虚拟装配的环境下，完成装配处理、干涉检测及造型检查等工作，进而顺利完成序列规划、装配路径规划、可装配性分析等。如图4是虚拟托辊架的装配图，通过CAE软件充分对定量给料机的支腿、滚筒轴、中间架与架体等主要部件做力学分析，然后模拟现场的实际工况，输出相应的位移与应力图，为设计人员提供参考依据。针对那些与要求不相符合的零件应重新进行设计，而对于有较大结构余量的部件要进行优化处理，并且应用现有的技术模拟分析主要零部件，得出其振型与频率，之后再制定一些方案以使系统震动得到控制，进而减少污染、降低噪声，使系统可以安全可靠地运行。 

　　评价绿色设计方案 

　　针对定量给料机所做的绿色评价极其特殊，其中很多评价标准与指标是无法进行准确预算和描述的，并且具有很强的模糊性，所以针对定量给料机而言，应该利用模糊评价法来评价绿色度。此外，绿色度的评价指标具有极其明显的层次，容易进行相应的划分，所以我们可以应用层次分析法来做适当的绿色评价。 

　　总之，文章重点研究了带式定量给料机系统的绿色设计技术和实际应用，因为笔者的条件与水平有限，研究出来的结果尚有不足，但绿色设计必将成为矿山机械设计的主要发展趋势。因此关于定量给料机有关的绿色设计，也需要我们在未来的工作当中不断进行研究。定量给料机绿色设计理念和技术要发展和完善，众多新课题需要我们去探索和研究，进而更好地实现减少环境污染、减小能源消耗的环境保护的目的。