斗輪堆取料機(jī)尾車改造研究

王喜龍

（通化鋼鐵股份公司煉鐵事業(yè)部，吉林 通化 134003）

1 尾車液壓系統(tǒng)介紹

斗輪堆取料機(jī)尾車液壓系統(tǒng)的動(dòng)力部分由液壓缸和液壓泵組成。其中，液壓缸的數(shù)量為兩臺(tái)，單個(gè)液壓缸的負(fù)載為12t, 其升降的速度在0.3 ～0.5m/min 之間；液壓泵的數(shù)量為1 臺(tái)，由北京華德廠商成產(chǎn)，型號(hào)為A2F28R3P1，該液壓泵的額定壓力是10MPa，污染級(jí)別為NAS9，油液介質(zhì)為VG46。

2 尾車液壓系統(tǒng)的工作流程

尾車液壓系統(tǒng)的工作流程如圖1 所示。即由液壓泵1 進(jìn)行供油，使液壓缸動(dòng)作達(dá)到尾車臂架位置時(shí)進(jìn)行升降。

當(dāng)尾車臂架在上升的過程中，1DT 和4DT 電磁鐵會(huì)獲得電流，使溢流閥5 開始運(yùn)作，從而獲得10MPa 的壓力油，當(dāng)液壓油流向三位四通換向閥7 以后通過節(jié)流閥8、11，并經(jīng)液控單向閥12 和13，然后進(jìn)入液壓缸無桿腔，使液壓缸活塞桿14 和15 上升，從而帶動(dòng)尾車臂架的上升。

當(dāng)液壓缸有桿腔回油經(jīng)過節(jié)流閥9 和10 時(shí)，三位四通換向閥就會(huì)返回到油箱，而尾車臂架在下降的過程中，2DT和3DT 電磁鐵就會(huì)得到電流，使溢流閥6 開始運(yùn)作，從而得到5MPa 的壓力油，使液壓油流向三位四通換向閥以后通過節(jié)流閥9 和10，并通過液壓缸有桿腔，使液壓缸活塞桿14和15 開始下降，從而使尾車臂架下降的同時(shí)液控單向閥12和13 被壓力油打開，經(jīng)換向閥7 和節(jié)流閥8、11 回到油箱。也就是說，斗輪堆取料機(jī)的液壓系統(tǒng)使用回油節(jié)流方法可對(duì)其速度進(jìn)行調(diào)整。即當(dāng)尾車上升時(shí)，將節(jié)流閥9 和10 的閥口開度進(jìn)行調(diào)整，從而得出上升速度；當(dāng)尾車下降時(shí)，可將節(jié)流閥8 和11 的閥口開度進(jìn)行調(diào)整，從而得出下降速度。

圖1 斗輪堆取料機(jī)尾車工作原理

3 尾車液壓系統(tǒng)存在問題

華菱衡鋼煉鐵廠斗輪堆取料機(jī)的使用時(shí)間已有10 年，因尾車在升降過程中出現(xiàn)兩個(gè)液壓缸不同步現(xiàn)象，導(dǎo)致尾車升降兩側(cè)的滑輪和滑到導(dǎo)向輪經(jīng)常出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，同時(shí)尾車鋼架橫向工字鋼也出現(xiàn)頻繁斷裂問題，還有斗輪堆取料機(jī)尾車臂架也出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)變形現(xiàn)象。也就是說，當(dāng)尾車臂架開始上升時(shí)，左側(cè)的液壓缸會(huì)先起升100mm 最后，然后右邊的液壓缸才會(huì)開始起升，兩個(gè)液壓缸在上升到制定位置后，左側(cè)的液壓缸會(huì)先停止，而右側(cè)的液壓缸因起升相差100mm 而后停止；兩個(gè)液壓缸在下降的過程中也是一樣，只是右側(cè)的液壓缸會(huì)先下降，當(dāng)兩個(gè)液壓缸之間相差100mm 左右的距離后，左側(cè)的液壓缸才開始下降，直到兩個(gè)液壓缸一前一后落到支座上為止。

4 尾車液壓系統(tǒng)問題分析

斗輪堆取料機(jī)尾車的升降主要通過柔性傳動(dòng)裝置，即液壓缸牽引鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)尾車的升降。但柔性傳動(dòng)裝置有一缺點(diǎn)，就是無法在運(yùn)作過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡負(fù)載，只能依靠液壓系統(tǒng)回油節(jié)流閥來進(jìn)行調(diào)整。因此，當(dāng)尾車兩側(cè)滑輪和滑道導(dǎo)向輪出現(xiàn)磨損現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)使兩個(gè)液壓缸的負(fù)載出現(xiàn)不同，進(jìn)而導(dǎo)致兩個(gè)液壓缸的速度出現(xiàn)不同。

斗輪堆取料機(jī)尾車在上升的過程中，若給液壓缸提供一定的動(dòng)力，同時(shí)給節(jié)流閥9 和10 進(jìn)行調(diào)整，雖然可以使兩個(gè)液壓缸基本保持同步上升，但會(huì)使液壓缸上升的速度變得緩慢，需要25 分鐘去運(yùn)行2.9 米的路程。還有斗輪堆取料機(jī)尾車在下降過程中，液壓缸起到緩沖的目的，以此確保尾車可以平穩(wěn)的進(jìn)行下降，但因?yàn)槲曹囋趯?shí)際運(yùn)行的過程中兩側(cè)滑輪以及滑道導(dǎo)向輪磨損的程度不同，從而導(dǎo)致兩側(cè)下降的阻力也就出現(xiàn)不同。另外，液壓缸兩側(cè)的阻力在下降的過程中也會(huì)出現(xiàn)改變，因此，即使在下降之初可以通過節(jié)流閥8 和11 來實(shí)現(xiàn)基本的同步，但因?yàn)樽枇Φ母淖兙蜁?huì)導(dǎo)致阻力大的一側(cè)下降速度變慢，而阻力小的一側(cè)下降速度加快，當(dāng)液壓缸兩側(cè)高度相差過大時(shí)，尾車就會(huì)出現(xiàn)卡阻的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)停運(yùn)問題。還有因下降速度的突然改變，會(huì)使尾車出現(xiàn)顫動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致液壓缸兩側(cè)滑輪以及滑道導(dǎo)向輪的磨損程度加劇的同時(shí)也會(huì)使尾車鋼架橫向工字鋼多次出現(xiàn)斷裂問題，進(jìn)而使尾車臂架出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形。

想要使斗輪堆取料機(jī)尾車平穩(wěn)的進(jìn)行下降，可以對(duì)2 個(gè)液壓缸的無桿腔回流閥加以利用。即減少其回油流量。但這種方法無法保證兩個(gè)液壓缸每次下降都能保持同步。還有斗輪堆取料機(jī)尾車在下降的過程中，負(fù)載會(huì)不斷出現(xiàn)改變，使尾車兩側(cè)的下降速度出現(xiàn)不一致現(xiàn)象，而這種不同步的下降速度所產(chǎn)生的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于尾車鋼架的抗扭剛度時(shí)，斗輪堆取料機(jī)尾車臂架就會(huì)出現(xiàn)變行現(xiàn)象，從而導(dǎo)致尾車和液壓缸連接處的橫向工字鋼出現(xiàn)頻繁斷裂情況。在對(duì)斗輪堆取料機(jī)尾車進(jìn)行改造時(shí)，想要降低改造成本，可對(duì)目前的液壓系統(tǒng)先進(jìn)行改造，即把分別設(shè)置在2 個(gè)液壓缸的回油節(jié)流閥去除，然后在2 個(gè)液壓缸分流之前的主管路上安裝1 個(gè)節(jié)流閥，以此來對(duì)2 個(gè)液壓缸的回油量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)2 個(gè)液壓缸的同步運(yùn)行。但通過實(shí)驗(yàn)后得出，在使用液壓缸活塞密封件一段時(shí)間以后，會(huì)出現(xiàn)磨損程度不用現(xiàn)象，使內(nèi)部產(chǎn)生泄漏問題，進(jìn)而導(dǎo)致2 個(gè)液壓缸在運(yùn)行過程中，壓力油出現(xiàn)不同程度的上跳下竄現(xiàn)象，并且2 個(gè)液壓缸的回油會(huì)因?yàn)橛土績(jī)?nèi)部泄漏而出現(xiàn)差別。另外，2 個(gè)液壓缸油量?jī)?nèi)部泄漏問題無法從主管路上對(duì)節(jié)流閥調(diào)整。因此得出，斗輪堆取料機(jī)尾車變幅使用液壓缸牽引繩進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)兩側(cè)不同步現(xiàn)象。

5 尾車液壓系統(tǒng)改造研究

想要對(duì)斗輪堆取料機(jī)尾車液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，就需要設(shè)計(jì)一種機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置，以此來代替之前的液壓裝置，并使其成為尾車升降的主要?jiǎng)恿Y(jié)構(gòu)。其中，機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置的組成包括門柱、單滑輪組、上定位裝置、三滑輪組、潤(rùn)滑裝置、走臺(tái)、減速機(jī)、電機(jī)以及滾筒。

斗輪堆取料機(jī)尾車在安裝機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置時(shí)，首先要在尾車后部配電房平臺(tái)位置安裝一個(gè)卷?yè)P(yáng)平臺(tái)，然后在平臺(tái)上安裝減速機(jī)、電機(jī)以及滾筒，以此形成卷?yè)P(yáng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)；其次，制定一個(gè)門形支架并將其安裝在尾車前部，但需要注意的是，其高度務(wù)必要比尾車的最高點(diǎn)還要高；再次，因門形支架要作為尾車升降的主要支撐點(diǎn)，所以要在門形支架上安裝一套三輪滑輪組和兩套單輪滑輪組，同時(shí)再將一套三輪滑輪組安裝在斗輪堆取料機(jī)尾車升降牽引點(diǎn)位置，使鋼絲繩和滑輪組組成執(zhí)行結(jié)構(gòu)，以此來牽引尾車的升降；還有減速機(jī)可使用雙報(bào)閘裝置對(duì)尾車升降過程中的運(yùn)行進(jìn)行控制，從而避免尾車在上限位出現(xiàn)鋼絲繩斷裂和報(bào)閘失效現(xiàn)象；最后，可在上限位設(shè)計(jì)一種保護(hù)裝置，然后對(duì)原有的液壓站加以利用，使其驅(qū)動(dòng)兩個(gè)小油缸的同時(shí)帶動(dòng)撥叉裝置，從而實(shí)現(xiàn)尾車上限的保護(hù)，進(jìn)而使斗輪堆取料機(jī)尾車安裝機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置的可靠性和安全性得到保證。

機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置的工作原理為：當(dāng)尾車開始上升時(shí)，報(bào)閘打開的同時(shí)電機(jī)也會(huì)啟動(dòng)，這時(shí)減速機(jī)也開始運(yùn)轉(zhuǎn)，而滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)鋼絲繩也會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，然后尾車由滑輪組帶動(dòng)開始上升，當(dāng)尾車上升到上限位時(shí)還要在升高30 厘米，確保上限位的撥叉可以順利插入，之后將液壓站啟動(dòng)，油缸開始運(yùn)行并將撥叉順利插入尾車下部使，尾車開始下降，同時(shí)低速落在上限位的保險(xiǎn)裝置上，使限位開關(guān)得到命令開始發(fā)信號(hào)指導(dǎo)電機(jī)停止，報(bào)閘關(guān)閉；當(dāng)尾車開始下降時(shí)，報(bào)閘再次打開的同時(shí)電機(jī)也會(huì)再次出現(xiàn)啟動(dòng)，使減速機(jī)受到驅(qū)動(dòng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，滾筒出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后將尾車先升高30 厘米以后，再將液壓站啟動(dòng)，使油缸開始運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動(dòng)撥叉將上限位保險(xiǎn)裝置打開，之后電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使尾車一直下降到低限位位置以后再將報(bào)閘關(guān)閉，最后電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

斗輪堆取料機(jī)尾車安裝機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置的優(yōu)點(diǎn)有：（1）工作效率得到提高。因以前的液壓裝置變換尾車至少需要25分鐘左右，而現(xiàn)在只需要5 分鐘左右的時(shí)間，使工作效率大大提高的同時(shí)工作強(qiáng)度也得到降低。（2）提高了安全性。在原有的液壓系統(tǒng)中加入一個(gè)尾車上限位的保護(hù)裝置。若尾車在上限位出現(xiàn)鋼絲繩斷裂或報(bào)閘松動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，其保護(hù)裝置就會(huì)將尾車進(jìn)行固定，從而防止出現(xiàn)人員傷亡和設(shè)備事故情況。（3）降低成本。使用機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置，使兩個(gè)液壓缸不同步現(xiàn)象得到消除，同時(shí)尾車升降時(shí)業(yè)不會(huì)在出現(xiàn)瞬時(shí)沖擊或上下擺動(dòng)情況，并且尾車鋼架橫向工字鋼也不再出現(xiàn)斷裂問題，還有尾車臂架也不會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形情況，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。

6 結(jié)語(yǔ)

總的來說，斗輪堆取料機(jī)尾車變幅改為機(jī)械卷?yè)P(yáng)裝置以后，通過華菱衡鋼煉鐵廠的使用，有效證明了尾車臂架不在出現(xiàn)一側(cè)低一側(cè)高的情況，同時(shí)尾車在升降的過程中也沒有出現(xiàn)瞬時(shí)沖擊或上下擺動(dòng)情況，使生產(chǎn)效率得到提高的同時(shí)安全性也進(jìn)一步得到提高，進(jìn)而也降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。