不同轴转向溜槽的设计方法

摘 要：首次介绍了通过作图与计算相结合的方法，实现不同轴转向溜槽的准确设计，给出满足溜槽最小倾角时所需高度的计算公式，以及校槽展开图是否正确的方法。该方法也适用于同轴转角溜槽的设计，对于减小设备布置空间、降低工程投资具有重要意义。

关键词：转向溜槽；旋转溜槽；扭转溜槽；设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.021

在选煤厂等工程应用中由于场地局限，工艺布置的溜槽所连接的设备矩形接口之间有时存在转向，如华晋焦煤有限责任公司沙曲选煤厂改造项目，为保证煤流角度和断面，有十几处采用将连接溜槽设计为转向溜槽（也称为旋转溜槽、扭转溜槽）[1-3] 的方式，减少原有厂房改造，节约改造成本几百万，同时缩短了工期。根据上、下平面投影中心O1、O2是否重合又分为图1（a）同轴转向溜槽和图1（b）不同轴转向溜槽。

已有文献介绍的都是同轴转向溜槽，有相应的计算公式可以快速做出图形 [1-3]，，而不同轴转向溜槽计算推导非常困难，目前没有相应的计算公式，也没有其他公开的设计方法，设计人员常常无从下手，工艺布置时如果空间允许会选择同轴转向溜槽将接口扭转后再加倾斜段溜槽的替代方案。而不同轴转向溜槽可以实现上下接口一步到位、拐弯少、输送路径更短，因而比替代方案具有用料更省、摩擦阻力更小、制造简单、噪音更小、所需高差更低的优点，而且对于一些改造工程，并没有足够高差可以利用，必须应用不同轴转向溜槽，因此如果能实现不同轴转向溜槽的快速准确设计，相比同轴转向溜槽将接口扭转后再加倾斜段溜槽的替代方案更为理想，设计中急需一种能快速准确设计不同轴转向溜槽的方法。本文介绍的一种作图与计算相结合的方法，能实现不同轴转向溜槽的快速、准确设计，下面详细介绍该方法设计步骤。

1 设置坐标系，给出各点坐标

如图2所示建立坐标系，在绘制溜槽时，首先根据运量、物料特性等确定溜槽断面面积的大小，根据断面面积给定矩形A1B1B1C1中A1B1、B1C1长度[4]，可直接得出A1、B1、C1、D1点的坐标，设A1B1长度为a，B1C1长度为b，则坐标A1（0，b，0）、B1（a，b，0）、C1（a，0，0）、D1（0，0，0），在CAD作图中，可以在平面图中很方便的量出A2、B2、C2、D2至x、y轴的距离，设A2、B2、C2、D2至y轴的距离为c1、d1、e1、f1，A2、B2、C2、D2至x轴的距离为c2、d2、e2、f2，平面A2B2C2D2与A1B1C1D1距离暂定为h，h即为溜槽的高度，则A2（c1，c2，h）、B2（d1，d2，h）、C2（e1，e2，h）、D2（f1，f2，h）。

2 由溜槽最小角度确定高度

溜槽斜板须满足输送物料所需最小角度βmin （即溜槽最小倾角）的要求，否则会有堵料危险，而高度h影响溜槽斜板角度，如果溜槽高度h大于最小角度对应的最小高度hmin，那么溜槽倾角一定大于βmin，满足使用要求，因此设计时先根据所需最小角度确定溜槽最小高度hmin。由图2可以看出，影响物料下落的斜板分别为A1A2B1、B1B2C1、C1C2D1、D1D1A1，各斜板在满足最小倾角β的时候，β≤[β1，β2，β3，β4]，当各斜板倾角等于β时对应的高度分别为，因此hmin=max，再结合实际空间给出不小于hmin的h值。

3 计算未知边长

对于四边形A2B2C2D2边长为已知，在确定了高度h后，由A1（0，b，0）、A2（c1，c2，h）的坐标，可得A1A2。同理，根据各点坐标可以得出图3所示A2B1、B1 B2、B2 C1、C1 C2、C2 D1、D1 D2、D2 A1其余七条相邻边的长度。

四边形A2B2C2D2边长为已知，由各点坐标计算出各边长与已知边长如果一致，则各点坐标正确，即可根据计算结果正确绘出个每个侧板的图形，展開图如图3所示。为了以后设计绘图的方便，可以用excel等软件编制相应计算书，输入坐标后即可快速计算出各边长度，提高设计效率。

5 结论

本文系统介绍了通过作图与计算相结合的方法，实现工程应用中不同轴转向溜槽的快速准确设计，该方法可以计算出满足溜槽最小倾角所需的最小高度，还可以根据计算结果校验展开图是否正确，同时适用于同轴转向溜槽的设计，突破了目前不同轴转向溜槽的设计空白，对于相关设计人员在工程实践中具有重要参考意义。

参考文献：

[1]那履观.同轴转向溜槽计算[J].煤矿设计，1979（02）：24：27.

[2]那履观.转向溜槽的应用、计算与制造[J].煤矿设计，1999（04）：25：27.

[3]丁建国.旋转溜槽展开图的绘制方法[J].矿山机械，2008（16）：66：67.

[4]李子英等.选煤厂溜槽的设计[J].煤炭加工与综合利用，2011（02）：42：44.

作者简介：冀连权（1983-），男，山西朔州人，硕士研究生，工程师，研究方向：煤矿生产系统机械设计、工业自动化生产系统机械设计。