宋光 李雪 李葆遠(yuǎn)

（北方重工集團(tuán)有限公司裝卸所，遼寧 沈陽(yáng) 110860）

側(cè)式懸臂堆料機(jī)是目前在水泥、煤炭、鋼鐵、港口、電力、水利等行業(yè)應(yīng)用范圍較為廣泛的一種預(yù)均化設(shè)備，可分別處理礬土、鐵粉、砂石等物料。

堆料機(jī)作為完成預(yù)均化過(guò)程的第一步混勻工序的設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)的合成(其中包括行走、變幅、膠帶機(jī)的運(yùn)行等)。在堆料機(jī)工作過(guò)程中，堆料臂隨著其它運(yùn)動(dòng)的變化在頻繁做變幅運(yùn)動(dòng)，堆料機(jī)的載荷、分布及其變幅機(jī)構(gòu)的配置直接影響堆料機(jī)的整機(jī)性能。

一、側(cè)式懸臂堆料機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)

側(cè)式懸臂堆料機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)是通過(guò)液壓系統(tǒng)油缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)懸臂的變幅運(yùn)動(dòng)。液壓系統(tǒng)由液壓站、油缸組成，液壓站安裝在三角形門架下部的平臺(tái)上，而油缸支撐在門架和懸臂之間。

二、變幅機(jī)構(gòu)的配置方式

為實(shí)現(xiàn)連續(xù)、多層、人字形的混勻料堆。堆料機(jī)在往復(fù)直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)。堆料臂要進(jìn)行上、下變幅運(yùn)動(dòng)。它的工作狀態(tài)有上仰、下俯。而每種工作狀態(tài)都有兩種工況。即空載運(yùn)行和負(fù)荷運(yùn)行不同的工作狀態(tài)下，不同工況下，堆料臂的重心位置是變化的。在保證整機(jī)的穩(wěn)定性的前提下。設(shè)計(jì)方法不同，堆料臂重心變化的范圍是不同的，相應(yīng)的變幅機(jī)構(gòu)有所不同。分為小功率、大配重，以及大功率、小配重兩種方式。

堆料機(jī)的堆料臂受自重和載荷的作用，其受力情況見下圖。當(dāng)堆料機(jī)空載時(shí)，堆料臂受G、P、F、x、Y的作用 當(dāng)有載荷時(shí)，堆料臂受G、P、F、x、Y和q的作用。通常將q看作是均勻作用在懸臂上的均布載荷。

1小功率、大配重變幅機(jī)構(gòu)的配置：

懸臂堆料機(jī)常見的一種設(shè)計(jì)方法是以堆料臂在水平工作位置時(shí)，油缸不受力為設(shè)計(jì)原則。即當(dāng)堆料臂在餃支點(diǎn)的支撐下水平放置時(shí)。堆料膠帶機(jī)和堆料臂架的重量與配重相平衡。

按上述方法設(shè)計(jì)的堆料機(jī)的特點(diǎn)是：

(1)在堆料臂的變幅過(guò)程中，機(jī)構(gòu)的重心在餃支點(diǎn)兩側(cè)變化，上仰重心后移，下俯重心前移。

(2)堆料臂從水平工作位置到最大仰角間的各個(gè)工作位置，液壓油缸受拉，從水平位置到最大俯角間的各個(gè)工作位置，液壓油缸受壓。

(3)堆料機(jī)的 重既要平鐫整機(jī)的穩(wěn)定性，同時(shí)還要平衡懸臂的重力。所以堆料量越大.相應(yīng)的堆料臂的重量越大，配重也就越大。

2大功率、小配重變幅機(jī)構(gòu)的配置

大功率液壓系統(tǒng)和小配重的堆料機(jī)設(shè)計(jì)思想是以變幅液壓油缸在任何工作

位置均受壓為原則。在這種設(shè)計(jì)方法配置下，堆料臂從最低工作位置到最高工

作位置，變幅液壓油缸始終受力，且受壓力。這種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)是.

(1)堆料機(jī)的重心始終在鉸支點(diǎn)和液壓變幅油缸上支點(diǎn)之間變化；

(2)堆料臂的負(fù)荷主要靠液壓變幅油缸支撐，配重只是用來(lái)調(diào)整整機(jī)重心的位置以保證整機(jī)穩(wěn)定性.而不承擔(dān)堆料臂的平衡作用，因此配重的重量較??；

(3)由于液莊油缸在變幅過(guò)程中始終承受較大的負(fù)荷，所以液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功率較大，相應(yīng)的液壓泵的排量也較大。油缸最大負(fù)荷發(fā)生在堆料臂下俯最低工作位置滿負(fù)荷工況。

3兩種配置方式的比較

小功率大配重的布置方法由于重力的大部分被配重平衡了。而油缸只是起到變幅驅(qū)動(dòng)的作用，加上整個(gè)變幅過(guò)程中。受力方向的變化，使得液壓變幅油缸的外負(fù)荷很小，所以液壓系統(tǒng)需要的功率較低。堆料量500t／h的堆料機(jī)變幅液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功率只需3kW就可以滿足工作需要。按"油缸在變幅過(guò)程中始終受壓"方式設(shè)計(jì)堆料機(jī).配重只用來(lái)平衡整機(jī)的重心穩(wěn)定性，液壓變幅油缸在工作中承受堆料臂大部分的負(fù)荷。在最低工作位置滿負(fù)荷工況時(shí)，油缸受最大壓力。這種設(shè)計(jì)方法，液壓系統(tǒng)需要較大的驅(qū)動(dòng)功率，液壓系統(tǒng)的電機(jī)較大，液壓泵排量較大。堆料量500t／h的堆料機(jī)液壓系統(tǒng)如果按照該種方法設(shè)計(jì)，則需要I5kW 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率。

重心變化趨勢(shì)不同。按照液壓缸始終受壓的原則設(shè)計(jì)。其整個(gè)工作過(guò)程中堆料機(jī)的重心始終在堆料臂餃支點(diǎn)和油缸支點(diǎn)之間變化；而根據(jù)液壓缸在不同的工作區(qū)填內(nèi)或受壓和或受拉的方式設(shè)計(jì)，在整個(gè)工作過(guò)程中。其堆料機(jī)的重心變化趨勢(shì)是在堆料臂的鉸支點(diǎn)兩側(cè)變換。

鉸支點(diǎn)受力狀態(tài)變化不同。按液壓油缸始終受壓的原則設(shè)計(jì)堆料機(jī)。堆料臂的鉸支點(diǎn)始終受一穩(wěn)定的壓力。變化極小.所以支座的受力狀態(tài)較好。而按懸臂在水平位置液壓缸受力為零的原則設(shè)計(jì)堆料機(jī)。其鉸支點(diǎn)處在懸臂處于不同工況時(shí)，受力的大小、方向都是變化的。此處的軸和軸承都要承受這種交變負(fù)荷的作用。所以支座的受力狀態(tài)是隨著系統(tǒng)的變幅過(guò)程在頻繁的發(fā)生變化。直接影響其軸和軸承及支座的壽命。

結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高更新，對(duì)于設(shè)備的要求也在逐步變化。選擇不同的設(shè)計(jì)方案，其整機(jī)的效果是不同的。采用哪種設(shè)計(jì)原則，取決于設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)程度和對(duì)設(shè)備的整機(jī)考慮。側(cè)重于哪種設(shè)計(jì)方法的原則。應(yīng)是在滿足設(shè)備基本功能的前提下，力求使設(shè)備的各方面綜合性能都得到完善，整機(jī)的設(shè)計(jì)水平得到提高，從而使所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能夠始終工作在最佳狀態(tài)。

[1]高長(zhǎng)明.礦物原料預(yù)均化[M].中國(guó)建筑式業(yè)出版社,1983.

[2]石必孝,高譯.國(guó)際先進(jìn)水泥工藝裝備手冊(cè).武漢[M].工業(yè)大學(xué)出版社,1989.

[3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.