履帶式混凝土皮帶布料機(jī)研究程

摘 要：通過實(shí)際了解國(guó)內(nèi)施工企業(yè)的實(shí)際需求再加上分桁研究國(guó)外的有關(guān)方面的先進(jìn)制造技術(shù)，提出一種技術(shù)方案，將履帶式液壓挖掘機(jī)通過技術(shù)改造，最終改造為履帶式混凝土皮帶布料機(jī)。該技術(shù)方案主要是將挖掘機(jī)底盤作為基體，增設(shè)相關(guān)的裝置，如：上料平臺(tái)、可伸縮布料皮帶輸送系統(tǒng)、上料皮帶機(jī)以及安全控制裝置等，改技術(shù)方案不但保留了挖掘機(jī)的可恢復(fù)性還能夠滿足布料機(jī)的技術(shù)要求。這種技術(shù)解決方案具有制造成本低、使用方便以及開發(fā)周期短等優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：履帶式混凝土皮帶布料機(jī)；技術(shù)方案；改造

在水利水電等眾多大型工程中，由于具有作業(yè)范圍大、機(jī)動(dòng)靈活以及施工效率高等特點(diǎn)，移動(dòng)混凝土皮帶布料機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。[1]國(guó)外公司生產(chǎn)的移動(dòng)式混凝土皮帶布料機(jī)設(shè)備性能和輸送能力都很強(qiáng)，但是價(jià)格很高，這就對(duì)企業(yè)在購(gòu)買設(shè)備上造成資金的壓力。所以我國(guó)急需一種價(jià)格低廉并且性能以及可靠性都滿足要求的移動(dòng)式混凝土皮帶布料機(jī)，這也是我國(guó)工程界關(guān)注以及急需解決的問題。本文根據(jù)施工企業(yè)的需求以及對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的了解，針對(duì)性的提出了技術(shù)解決方案，該技術(shù)方案主要是將挖掘機(jī)底盤作為基體，布置與之相關(guān)的裝置，將履帶式液壓挖掘機(jī)通過技術(shù)改造成履帶式混凝土皮帶布料機(jī)，為以后的這方面的裝備改造提供參考與技術(shù)支持。

一、技術(shù)解決方案

履帶式混凝土皮帶布料機(jī)將履帶式液壓挖掘機(jī)底盤作為基體，加上上料平臺(tái)、可伸縮布料皮帶輸送系統(tǒng)、上料皮帶機(jī)以及安全控制裝置等，通過其液壓系統(tǒng)操作而開發(fā)出來的。根據(jù)實(shí)際需要，擬定履帶式混凝土布料機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：

設(shè)計(jì)輸送能力：80到120m3/h；布料范圍：最大半徑R0max=45m，最小半徑Rmin=20m；臂架回轉(zhuǎn)角度360°；布料臂架回轉(zhuǎn)速度≦1.0r/min；布料臂架變幅范圍（仰俯角）+25°到_10°；布料臂架伸縮速度：4-6m/min；輸送混凝土最大骨料：仰俯角≦15°時(shí)150mm，150<仰俯角≦20°時(shí)80mm， 20°<仰俯角≦25°時(shí)40mm；膠帶驅(qū)動(dòng)采用電動(dòng)或液壓；行走速度：0-1.3km/h；行走爬坡角度：仰角20°，俯角8°；整機(jī)重量≦120t。

二、各組成部分結(jié)構(gòu)

1、伸縮臂架

布料機(jī)額的伸縮臂架是由中間桁架和內(nèi)桁架以及基礎(chǔ)桁架所構(gòu)成的。其中滑軌設(shè)在基礎(chǔ)桁架與中間桁架上，主要的作用是支撐內(nèi)桁架和基礎(chǔ)桁架。中間桁架和基礎(chǔ)桁架利用鋼絲繩的伸縮機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)裝置可以進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。液壓馬達(dá)、摩擦輪、牽引鋼絲繩、導(dǎo)向輪滑以及鋼絲繩張緊裝置布置到伸縮臂架上面，臂架的伸縮動(dòng)作是通過液壓馬達(dá)使摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)通過導(dǎo)向輪帶動(dòng)鋼絲繩完成的。

將牽引鋼絲繩的長(zhǎng)度固定，鋼絲繩的一端與臂架的基礎(chǔ)節(jié)尾端相連接，另一端則與張緊裝置相連接，可以通過張緊裝置調(diào)節(jié)鋼絲繩，例如當(dāng)牽引鋼絲繩在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)松弛，則張緊裝置可以調(diào)緊。[2]將縮回限位塊設(shè)置在伸縮臂架的基礎(chǔ)節(jié)與中間節(jié)尾端，伸出限位塊裝置我們將它安放到臂架的中間節(jié)與內(nèi)節(jié)的尾端；傳感器安裝與監(jiān)控系統(tǒng)中，這樣可以檢測(cè)到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)伸縮臂架運(yùn)行到極限位置時(shí)，安裝的限位塊就會(huì)起到保護(hù)的作用，并且限位傳感器會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，伸縮動(dòng)作也被立即停止。

2、布料機(jī)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與制作

布料機(jī)是以履帶式液壓挖掘機(jī)的平臺(tái)為基礎(chǔ)，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行平臺(tái)的設(shè)計(jì)與制作。在該平臺(tái)上需要安裝臂架鉸支座、回轉(zhuǎn)式受料都和變幅油缸鉸支座。由于上料皮帶機(jī)是繞著布料機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠很好的適應(yīng)施工場(chǎng)地的需求以及其他裝備設(shè)備的需要。

伸縮臂架和基礎(chǔ)平臺(tái)在鉸鏈連接處的位置不能過高，防止設(shè)備中心不穩(wěn)，并且鉸鏈連接點(diǎn)的位置與回轉(zhuǎn)中心盡可能的保持在附近，不能偏離太遠(yuǎn)。臂架在向下作傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能夠與其他裝置發(fā)生沖突或碰撞。變幅油缸要能夠推動(dòng)伸縮臂進(jìn)而使得角度發(fā)生變化在任何工況下。

3、布料機(jī)的活動(dòng)配重

通過技術(shù)方案改進(jìn)的布料機(jī)在配種裝置上可以有兩種方式進(jìn)行選擇，一方式是把套入在車架主梁兩側(cè)的活動(dòng)裝置、配重腔以及伸縮油缸布置在上車架的上方；另一種方式則是將上述的裝置安裝于矩形空心滑槽與滑桿當(dāng)中。

4、布料機(jī)的皮帶輸送系統(tǒng)

布料機(jī)的皮帶必須要與伸縮臂動(dòng)作相適應(yīng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、改向滾筒、皮帶張緊裝置、卸料抖以及布料皮帶等組成布料皮帶輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)中采用變頻電動(dòng)驅(qū)動(dòng)作為輸送的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)方式分為：內(nèi)驅(qū)動(dòng)與外驅(qū)動(dòng)。[3]把驅(qū)動(dòng)裝置放在傳動(dòng)滾筒沒內(nèi)部即為內(nèi)驅(qū)動(dòng)；而外部驅(qū)動(dòng)方式則與之相反，它是將將驅(qū)動(dòng)裝置置于傳動(dòng)滾筒外，驅(qū)動(dòng)裝置的減速器與輸入軸相連接。從布置空間的角度考慮，采用外驅(qū)動(dòng)的方式作為動(dòng)力源。表1為主要部件的選型方案。

5、布料機(jī)的保護(hù)措施

履帶式混凝土皮帶布料機(jī)采取了眾多保護(hù)措施，這其中都包括：1.原有的挖掘機(jī)的行走系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制器以及制動(dòng)器保留不動(dòng)。2.布料的皮帶傳動(dòng)滾動(dòng)制動(dòng)以及上料皮帶制動(dòng)保持著聯(lián)動(dòng)關(guān)系，其他部位的運(yùn)動(dòng)分別采取不同的制動(dòng)方式。3.伸縮臂架的限位傳感器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)和液壓馬達(dá)的控制開關(guān)相連接。除了以上的3種安全措施外，履帶式混凝土皮帶布料機(jī)還擁有臂架伸縮限位裝置和皮帶輸送系統(tǒng)的過載保護(hù)裝置以及電子安全保護(hù)溜筒等等一系列的保護(hù)措施，能夠讓履帶式混凝土皮帶布料機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全平穩(wěn)的工作，也讓施工人員的安全得到保障。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過將履帶式液壓挖掘機(jī)通過技術(shù)改造，最終改造為履帶式混凝土皮帶布料機(jī)這種改造方式為我國(guó)的施工企業(yè)節(jié)省大量的裝備采購(gòu)資金，這種技術(shù)改造方式為將來的裝備改造積累了經(jīng)驗(yàn)，能夠更好的為我國(guó)的施工工程做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周慧芬，石青春，李勇剛.龍灘高碾壓混凝土壩快速施工方案研究[J].水力發(fā)電，2004，（05）：10-13.

[2]邵玉恩，趙彥波.伸縮式皮帶布料機(jī)在滹沱河倒虹吸工程中的應(yīng)用[J].河北水利，2007，（05）：31，37.

[3]廖湘輝，楊懸，劉歡，等.基于ANSYS的梭式皮帶布料機(jī)結(jié)構(gòu)分桁及改進(jìn)建議[J].水力發(fā)電，2012，（12）：38-40.

作者單位：

程向陽(yáng)，男，（1966，6-）湖北廣水人，本科，高級(jí)工程師，從事工程輔助機(jī)具設(shè)計(jì)與制造研究