強(qiáng)夯機(jī)結(jié)構(gòu)研究及起升機(jī)構(gòu)壓繩器的改進(jìn)

田洪杰 侯文禮

摘?要：起升機(jī)構(gòu)在強(qiáng)夯上作為使用最頻繁的幾個(gè)部件之一，它使用的好壞很大程度上影響施工的效率，越來越受到大家的關(guān)注，但是作為附件的壓繩器卻很少得到關(guān)注。本文針對(duì)施工中出現(xiàn)的壓繩器問題提出了一些改進(jìn)建議，為后續(xù)壓繩器的設(shè)計(jì)提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯機(jī);起升機(jī)構(gòu);壓繩器

起升機(jī)構(gòu)作為工程機(jī)械常用的裝置，在履帶式起重機(jī)、強(qiáng)夯機(jī)、旋挖鉆機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。作為強(qiáng)夯機(jī)的起升機(jī)構(gòu)具有提升能力強(qiáng)、操作頻繁等狀況，所以很容易造成故障，因此越來越得到大家的關(guān)注，但是作為起升機(jī)構(gòu)的附件壓繩器關(guān)注的程度要小一點(diǎn)。本文介紹了起升機(jī)構(gòu)壓繩器的工作原理，并針對(duì)施工過程中出現(xiàn)的壓繩器問題進(jìn)行分析，對(duì)壓繩器提出了一些改進(jìn)建議，希望對(duì)后續(xù)壓繩器的設(shè)計(jì)能起到一定的指導(dǎo)作用。

1 強(qiáng)夯機(jī)設(shè)備基本構(gòu)成

強(qiáng)夯機(jī)主要用于處理土石方填平后的地基，作為一種特種機(jī)械設(shè)備，其具有起升、變幅以及回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)構(gòu)成。隨著技術(shù)成熟以及設(shè)備制造成本的下降，目前該設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)以及民用建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中。履帶式強(qiáng)夯機(jī)在外形方面與常規(guī)強(qiáng)夯機(jī)不存在明顯的差異，其主要結(jié)構(gòu)包括有臂架系統(tǒng)、人字架、配重組以及其他上車系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由履帶行走攜帶并實(shí)現(xiàn)起升、變幅以及回轉(zhuǎn)行走等動(dòng)作。在強(qiáng)夯機(jī)的使用過程中，還需要配備行走機(jī)構(gòu)來進(jìn)行使用，通過添加筋板的方式確保其能夠順利的完成泥濘地面上的行走能力。在轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)中通過添加動(dòng)力系統(tǒng)、人字架以及防后傾裝置等，可以在確?；臼褂霉δ艿那疤嵯逻M(jìn)行必要的操作，這樣才能夠確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2 強(qiáng)夯機(jī)液壓系統(tǒng)分析

在整個(gè)強(qiáng)夯機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主要涉及到行走機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)以及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)四個(gè)機(jī)構(gòu)，其構(gòu)成了多泵系統(tǒng)，現(xiàn)分析如下。

（1）行走機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)的液壓回路主要包括兩套類似的回路，分別用于驅(qū)動(dòng)左右兩側(cè)的液壓馬達(dá)來帶動(dòng)設(shè)備進(jìn)行行走。在這個(gè)過程中，壓力油從主閥出來，經(jīng)過回轉(zhuǎn)接頭、液控閥、梭閥進(jìn)入到制動(dòng)器當(dāng)中，隨后壓力油打開，單向閥進(jìn)入到馬達(dá)內(nèi)部從而實(shí)現(xiàn)履帶行走。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，為了確保設(shè)備的安全性與運(yùn)行的穩(wěn)定性，還在油路中添加了安全閥的設(shè)計(jì)，搭配二位三通的調(diào)速裝置，這樣就可以通過對(duì)回油節(jié)流口進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式來實(shí)現(xiàn)行走機(jī)構(gòu)回油流量的控制工作，這樣就能夠確保履帶式抓斗起重機(jī)能夠適應(yīng)設(shè)備的行走速度，實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的速度控制。

（2）起升機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)的液壓回路設(shè)計(jì)需要配合控制手柄來完成，所以可以借助于手柄液壓油進(jìn)行起升機(jī)構(gòu)的調(diào)整，調(diào)整的內(nèi)容包括上升、下降兩個(gè)主要?jiǎng)幼?。除此之外，在手柄?dòng)作按鈕按下后，此時(shí)機(jī)構(gòu)才可以動(dòng)作，隨后手柄控制電磁閥的開度，并進(jìn)行起升高度的調(diào)整。在制動(dòng)器打開時(shí)，馬達(dá)也會(huì)旋轉(zhuǎn)，隨后驅(qū)動(dòng)的卷筒也會(huì)進(jìn)行相同轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)鋼絲繩就可以有節(jié)律的上升、下降了。

（3）變幅機(jī)構(gòu)。變幅機(jī)構(gòu)的液壓回路設(shè)計(jì)原理較為簡(jiǎn)單，其同樣采用了手柄控制的模式，在回路當(dāng)中利用變量馬達(dá)來提供動(dòng)力，采用二位三通閥的壓差效果來實(shí)現(xiàn)變量缸活塞桿的移動(dòng)，這樣一來馬達(dá)的斜盤傾角的控制就可以在一個(gè)更加穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)，此時(shí)馬達(dá)可以調(diào)整成不同的轉(zhuǎn)速，通過這樣的方式來進(jìn)行變幅控制，對(duì)速度進(jìn)行精準(zhǔn)把握。

（4）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是強(qiáng)夯機(jī)最為重要的一個(gè)機(jī)構(gòu)，所以在進(jìn)行液壓回路的設(shè)計(jì)時(shí)也需要投入更多的時(shí)間和精力。該回路同樣采用了手柄控制的方式，借助于換向閥來實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備的回轉(zhuǎn)控制，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在額定的轉(zhuǎn)速條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，通過換向閥來回到中位，隨后馬達(dá)油口突然封閉，可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)，此時(shí)液壓馬達(dá)必然會(huì)面臨較大的回轉(zhuǎn)力矩的影響而出現(xiàn)機(jī)構(gòu)的慣性，會(huì)向前方繼續(xù)運(yùn)行一定的角度，這個(gè)時(shí)候可能會(huì)導(dǎo)致回路油壓異常升高，從而來不及排出這部分油。所以，可以采用安裝緩沖閥的方式來解決這個(gè)問題，借助于緩沖閥進(jìn)行油路的補(bǔ)充，從而使得馬達(dá)能夠回轉(zhuǎn)一定的角度，有效降低回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)慣性和加速度的變換，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在回轉(zhuǎn)液壓回路的設(shè)計(jì)過程中，緩沖補(bǔ)油設(shè)備是一個(gè)很關(guān)鍵的設(shè)備，在回轉(zhuǎn)操作時(shí)回油路也始終保持在一定的背壓狀態(tài)，這樣就可以有效降低換向帶來的不利沖擊。

3 壓繩器原理

起升機(jī)構(gòu)作為重要的動(dòng)力輸出源，它性能的好壞在一定程度上決定了整車的作業(yè)效率。壓繩器作為其上一個(gè)附件。其主要作用是防止鋼絲繩反彈帶來的安全隱患，而且有利于鋼絲繩的順利入槽，減少鋼絲繩的勒繩及磨損。

4 故障現(xiàn)象及原因分析

強(qiáng)夯機(jī)在施工過程中，起升機(jī)構(gòu)操作頻繁，承載力大，需要承受瞬間失重的交變載荷，這樣容易造成鋼絲繩反彈，持續(xù)不斷的反彈容易造成擋繩架損壞。壓繩器在工作過程中由于制造誤差等因素的影響，導(dǎo)致托輥間隙加大，很容易造成勒繩。由于初期設(shè)計(jì)時(shí)托輥形式為尼龍輥，鋼絲繩在托輥上的瞬時(shí)速度快，會(huì)加劇尼龍輥的磨損。同時(shí)彈簧力的大小也決定了托輥和鋼絲繩之間的力。在施工過程中曾出現(xiàn)過托輥間隙增加及銷軸斷裂的情況。

原因過程分析：在施工過程中由于托輥間隙增大，導(dǎo)致鋼絲繩勒進(jìn)托管進(jìn)而導(dǎo)致膨脹銷斷裂。鋼絲繩勒進(jìn)間隙中去后導(dǎo)致軸受力情況改變，變?yōu)楹?jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致銷軸斷裂。

在使用過程中還出現(xiàn)過安裝彈簧的板拉彎的問題，主要是板的強(qiáng)度不合適。

5 改進(jìn)措施

為避免在施工中出現(xiàn)上述問題，我們隊(duì)現(xiàn)有的壓繩器機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一下幾點(diǎn)優(yōu)化改進(jìn)：

（1）更改托輥固定方式，將原來的膨脹銷取消改制成軸端兩側(cè)用螺栓固定以此來防止托輥?zhàn)笥腋Z動(dòng)。對(duì)于軸的竄動(dòng)，將軸和固定連接板用螺釘連接以此來防止軸竄動(dòng)。

（2）托輥單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，用雙軸承，鋼絲繩和誰接觸，誰轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)再托輥上增加油杯，隨時(shí)打油潤(rùn)滑軸承。

（3）銷軸的材質(zhì)加強(qiáng)，防止出現(xiàn)銷軸斷裂的情況

（4）托管采用鋼制托輥，減小磨損

（5）壓繩器彈簧支架加強(qiáng)，防止彈簧拉彎

6. 總結(jié)

改進(jìn)后在施工過程中未出現(xiàn)銷軸斷裂及異常磨損情況，改制效果良好，為以后此類問題提供了一種解決思路。

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