苗 闖

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110141）

堆取料機(jī)配重研究與整機(jī)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(jī)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?duì)堆取料機(jī)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(jī)；配重；穩(wěn)定性

1 配重的分類與作用

目前堆取料機(jī)配重有固定配重和活動(dòng)配重兩種形式，由于活動(dòng)配重可以與斗輪位置的變化相適應(yīng)，減小整機(jī)重心位置的變化而得到廣泛應(yīng)用。一般活動(dòng)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(jī)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(dòng)配重不能充分的調(diào)整整機(jī)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(jī)的穩(wěn)定；當(dāng)活動(dòng)配重已滿足要求，就不使用固定配重。為保證堆取料機(jī)在生產(chǎn)過程中穩(wěn)定，需要對(duì)整機(jī)或局部進(jìn)行配重平衡。

①通過配重來減少俯仰機(jī)構(gòu)油缸和驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(jī)重心到回轉(zhuǎn)軸承中心的距離變化越小，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性越高，反之越低。當(dāng)配重過小時(shí)，相對(duì)系統(tǒng)的不平衡力矩過大，從而使驅(qū)動(dòng)功率增加，油缸推力增大；當(dāng)配重過大時(shí)，相對(duì)系統(tǒng)的不平衡力矩變小或小于零，也會(huì)使系統(tǒng)的俯仰機(jī)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)甚至傾覆。另外，配重也可以減小對(duì)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(dòng)功率；③減少俯仰機(jī)構(gòu)液壓油缸受力，最終減小電機(jī)功率和減速器型號(hào)等。

2 配重的維護(hù)調(diào)整

堆取料機(jī)在運(yùn)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(dòng)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(zhǎng)期處于額定壓強(qiáng)或超額定壓強(qiáng)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(duì)斗輪驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)清除，當(dāng)遇到雨雪天氣，空氣濕度大時(shí)，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(duì)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(jī)達(dá)到相對(duì)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(jī)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(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，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(tái)之間通過鉸接，利用油缸推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)做俯仰動(dòng)作。

圖1 舞鋼中加礦業(yè)斗輪堆取料機(jī)

該取料機(jī)存在的問題：在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中懸臂梁經(jīng)常在下降至最低位，即-15度時(shí)，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(dòng)力不夠，不足以推動(dòng)懸臂梁提升。②配重不夠，一般來說，采用測(cè)接地力的方法安裝調(diào)整配重塊，測(cè)接地力是指俯仰系統(tǒng)在某個(gè)俯仰角度時(shí)，斗輪由地面所承受的載荷大小，此時(shí)俯仰系統(tǒng)的液壓缸不受力。

解決辦法：①多次提高2個(gè)伸縮油缸的工作壓力，懸臂梁工作狀況有所緩解，但運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)又多次出現(xiàn)懸臂梁提不起來的情況。②對(duì)取料機(jī)配重進(jìn)行校核與調(diào)整。一般在在基建安裝過程中，測(cè)接地力時(shí)，首先將油缸解開，用汽車起重機(jī)將斗輪吊起，通過起重機(jī)上的電子秤測(cè)量斗輪處的重力大小，邊添加配重邊測(cè)量，直到滿足要求為止。對(duì)于已投運(yùn)的取料機(jī)則困難很大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)、影響生產(chǎn)。最終由于現(xiàn)場(chǎng)的特殊情況，場(chǎng)地小及工期長(zhǎng)等原因無法實(shí)施。最后提出了通過測(cè)量計(jì)算液壓缸受力，間接校核接地力的方法來調(diào)整配重，簡(jiǎn)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(xiàng)

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(jì)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?yàn)榕渲匕惭b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(xiàng)工作同樣也會(huì)涉及到人身和設(shè)備的安全。

結(jié)語

堆取料機(jī)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(jī)械，由于整機(jī)尺寸較大并且工作位置變化頻繁，整機(jī)平衡尤為重要。對(duì)其平衡穩(wěn)定性的研究與分析，配重的合理設(shè)計(jì)和調(diào)整，不僅能夠保護(hù)人機(jī)安全，同時(shí)能減少大量的維修和節(jié)約成本，大大提高現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的作業(yè)效率和質(zhì)量。

[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，2007.

[2]石必孝，高譯.國(guó)際先進(jìn)水泥工藝裝備手冊(cè)[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