堆取料機配重研究與整機穩(wěn)定

苗 闖

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110141）

堆取料機配重研究與整機穩(wěn)定

苗 闖

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110141）

堆取料機工作的穩(wěn)定性直接決定工業(yè)生產(chǎn)中間環(huán)節(jié)的效率，嚴(yán)重的設(shè)備故障甚至?xí)袛喙ぷ髁鞒?。因此文中針對堆取料機的配重系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析，可以有效地提高設(shè)備工作的穩(wěn)定性。

堆取料機；配重；穩(wěn)定性

1 配重的分類與作用

目前堆取料機配重有固定配重和活動配重兩種形式，由于活動配重可以與斗輪位置的變化相適應(yīng)，減小整機重心位置的變化而得到廣泛應(yīng)用。一般活動配重是通過鋼絲繩和斗輪臂的伸縮裝置相連接，主要采用鑄鐵塊、鋼筋混凝土塊、箱裝混凝土等，便于起重機的安裝、電氣部件拆卸和維修等。通常固定配重安裝在回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)后面，當(dāng)活動配重不能充分的調(diào)整整機重心和回轉(zhuǎn)軸承以上重心的情況下使用固定配重，可以改善整機的穩(wěn)定；當(dāng)活動配重已滿足要求，就不使用固定配重。為保證堆取料機在生產(chǎn)過程中穩(wěn)定，需要對整機或局部進(jìn)行配重平衡。

①通過配重來減少俯仰機構(gòu)油缸和驅(qū)動鋼絲繩的受力，平衡懸臂梁、主要結(jié)構(gòu)件等，減小扭轉(zhuǎn)和俯仰動作引起的應(yīng)力和變形；②通過配重調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)軸承以上的重心位置，整機重心到回轉(zhuǎn)軸承中心的距離變化越小，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的穩(wěn)定性越高，反之越低。當(dāng)配重過小時，相對系統(tǒng)的不平衡力矩過大，從而使驅(qū)動功率增加，油缸推力增大；當(dāng)配重過大時，相對系統(tǒng)的不平衡力矩變小或小于零，也會使系統(tǒng)的俯仰機構(gòu)發(fā)生振動甚至傾覆。另外，配重也可以減小對回轉(zhuǎn)軸承某一側(cè)的應(yīng)力，但避免因配重俯仰角度而引起的軸承局部受力和回轉(zhuǎn)阻力增大，從而提高回轉(zhuǎn)軸承的壽命和降低回轉(zhuǎn)驅(qū)動功率；③減少俯仰機構(gòu)液壓油缸受力，最終減小電機功率和減速器型號等。

2 配重的維護(hù)調(diào)整

堆取料機在運行到一定周期后，液壓缸、軸承、鋼絲繩等零部件老化和磨損，懸臂容易出現(xiàn)提升困難，所需驅(qū)動力過大，液壓油溫高故障，甚至出現(xiàn)液壓系統(tǒng)頻繁滲油等現(xiàn)象。主要是由于懸臂鋼結(jié)構(gòu)長期處于額定壓強或超額定壓強下工作，使其接地壓力升高，液壓系統(tǒng)負(fù)荷過大，周而復(fù)始，問題越來越嚴(yán)重。

懸臂接地壓力升高的因素通常有：①在懸臂上增加了附加設(shè)備。如斗輪處增加了漏料接料板，托輥連接板加固以及對斗輪驅(qū)動裝置底座進(jìn)行了加固等；②在懸臂上煤粉的堆積以及堵塞，在長期作業(yè)過程中，在懸臂鋼結(jié)構(gòu)的漏煤、折角處逐漸積累的煤粉和由于部分斗輪結(jié)構(gòu)焊縫磨損，造成了煤炭和粉塵在輪體內(nèi)部的長期堆積，需徹底清除，還有斗輪溜槽中，由于多面體結(jié)構(gòu)，在折角上自然形成的煤粉微粒粘結(jié)沉積，無法隨時清除，當(dāng)遇到雨雪天氣，空氣濕度大時，更易造成料斗堵塞并產(chǎn)生重量變化；③由于操作人員水平等原因，易產(chǎn)生突然大的進(jìn)給量對液壓系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊。以上這些原因都有可能導(dǎo)致懸臂接地壓力升高，需要增加配重量來進(jìn)行調(diào)整，使整機達(dá)到相對平衡穩(wěn)定。

現(xiàn)以舞鋼集團(tuán)中加礦業(yè)公司斗輪取料機為例（圖1）。其主要性能參數(shù)：額定取料能力1500t/h，回轉(zhuǎn)半徑35m，俯仰角度上下15度，軌上取料高度12m，軌下取料高度2m。懸臂梁前端為斗輪，后端與L梁鉸接，通過前后拉桿及鉸接在L梁上的配重臂形成穩(wěn)定的三角結(jié)構(gòu)。采用鋼筋混凝土塊作為配重，配重臂由兩工字鋼構(gòu)成，配重連接處為箱型結(jié)構(gòu)提高鋼結(jié)構(gòu)承載能力。俯仰機構(gòu)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動，俯仰鋼結(jié)構(gòu)包括懸臂梁、配重臂、立柱、拉桿L梁與回轉(zhuǎn)平臺之間通過鉸接，利用油缸推動鋼結(jié)構(gòu)做俯仰動作。

圖1 舞鋼中加礦業(yè)斗輪堆取料機

該取料機存在的問題：在現(xiàn)場運行中懸臂梁經(jīng)常在下降至最低位，即-15度時，發(fā)生懸臂提升困難的情況，甚至提不起來。

原因分析：①液壓系統(tǒng)推動力不夠，不足以推動懸臂梁提升。②配重不夠，一般來說，采用測接地力的方法安裝調(diào)整配重塊，測接地力是指俯仰系統(tǒng)在某個俯仰角度時，斗輪由地面所承受的載荷大小，此時俯仰系統(tǒng)的液壓缸不受力。

解決辦法：①多次提高2個伸縮油缸的工作壓力，懸臂梁工作狀況有所緩解，但運行時間越長又多次出現(xiàn)懸臂梁提不起來的情況。②對取料機配重進(jìn)行校核與調(diào)整。一般在在基建安裝過程中，測接地力時，首先將油缸解開，用汽車起重機將斗輪吊起，通過起重機上的電子秤測量斗輪處的重力大小，邊添加配重邊測量，直到滿足要求為止。對于已投運的取料機則困難很大，費工費時、影響生產(chǎn)。最終由于現(xiàn)場的特殊情況，場地小及工期長等原因無法實施。最后提出了通過測量計算液壓缸受力，間接校核接地力的方法來調(diào)整配重，簡便快捷地解決了問題，取得了良好的效果。

3 配重安裝注意事項

安裝前應(yīng)確保除配重以外的所有設(shè)備均已安裝到位。配重塊的重量必須稱重以確定其準(zhǔn)確重量，若是現(xiàn)澆混凝土則混凝土配合比應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計給出的密度要求進(jìn)行配置，避免出現(xiàn)混凝土密度過小，現(xiàn)澆混凝土要嚴(yán)格稱量，要保證其重量的準(zhǔn)確性，施工人員要采取扎安全帶等必要的安全保護(hù)。安裝施工部門應(yīng)當(dāng)充分重視配重的安裝安全，因為配重安裝是設(shè)備施工安裝最需要重視的重要環(huán)節(jié)，不可忽視，此項工作同樣也會涉及到人身和設(shè)備的安全。

結(jié)語

堆取料機用來堆料、取料和裝卸煤炭、礦石原料等散狀物料的設(shè)備，是散料連續(xù)裝載系統(tǒng)中的核心機械，由于整機尺寸較大并且工作位置變化頻繁，整機平衡尤為重要。對其平衡穩(wěn)定性的研究與分析，配重的合理設(shè)計和調(diào)整，不僅能夠保護(hù)人機安全，同時能減少大量的維修和節(jié)約成本，大大提高現(xiàn)場生產(chǎn)的作業(yè)效率和質(zhì)量。

[1]高長明.礦物原料預(yù)均化[M].中國建筑式業(yè)出版社，2007.

[2]石必孝，高譯.國際先進(jìn)水泥工藝裝備手冊[M].武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2009.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.083