郭成俊

(四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川 廣安 638000)

四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司翻車(chē)機(jī)主要承擔(dān)發(fā)電燃煤接卸任務(wù)。現(xiàn)有翻車(chē)機(jī)的撥車(chē)機(jī)大臂原設(shè)計(jì)存在升降平衡裝置可靠性不夠的問(wèn)題，造成撥車(chē)機(jī)大臂抬起不到位而故障頻繁，采用消缺方式也無(wú)法徹底消除故障。

1 撥車(chē)機(jī)平衡裝置存在的問(wèn)題

1.1 撥車(chē)機(jī)大臂升降設(shè)計(jì)原理

撥車(chē)機(jī)大臂升降液壓原理如圖1所示， 撥車(chē)機(jī)大臂結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 改造前大臂升降液壓原理圖

圖2 撥車(chē)機(jī)大臂結(jié)構(gòu)

撥車(chē)機(jī)大臂在齒條油缸(油壓穩(wěn)定12.0 MPa)和平衡油缸(油壓不穩(wěn)定，抬臂9.0 MPa，放臂5.5 MPa)的作用下完成升降。

1.2 撥車(chē)機(jī)大臂頻繁抬起不到位故障原因

撥車(chē)機(jī)大臂齒條油缸油壓通過(guò)電磁溢流閥和電磁換向閥控制，油壓穩(wěn)定，而且齒條油缸作用力也較為穩(wěn)定。在大臂升降過(guò)程中，通過(guò)平衡油缸活塞桿長(zhǎng)度變化使其有桿腔容積變化，導(dǎo)致蓄能器皮囊受到相應(yīng)壓縮或膨脹，從而造成蓄能器壓力相應(yīng)升高或降低，平衡油缸油壓隨大臂升降的重心變化而相應(yīng)變化(大臂水平0°位，平衡油缸油壓9.0 MPa；大臂垂直90°位，平衡油缸油壓5.5 MPa，蓄能器皮囊充氮壓力5.0 MPa)，從而保持大臂升降平穩(wěn)。平衡油缸有桿腔至蓄能器之間的管路、接頭、閥件、活塞密封等部位必須長(zhǎng)時(shí)間保壓并保持100%不漏，然而在實(shí)際情況下很難保證100%不漏,一旦有泄漏，就會(huì)使平衡油缸有桿腔至蓄能器之間的油液減少，導(dǎo)致蓄能器壓力降低。當(dāng)大臂處于水平位置時(shí)，平衡油缸油壓小于9 MPa，抬起大臂的作用力降低，大臂抬起變緩以至不能升到垂直90°位。

2 改造方案

(1)將平衡油缸及其液壓軟管拆除，在液壓鋼管接頭處加裝堵頭，關(guān)閉蓄能器液壓手動(dòng)閥。

(2)將平衡油缸安裝支架拆除，在該位置另外安裝平衡錘及其支架和連接平衡錘與大臂的連桿。

(3)齒條油缸及液壓系統(tǒng)保持不變。

3 撥車(chē)機(jī)大臂受力分析和計(jì)算

為了計(jì)算簡(jiǎn)便，只進(jìn)行改造前平衡油缸對(duì)大臂抬起作用力矩計(jì)算和改造后平衡錘對(duì)大臂抬起作用力矩計(jì)算對(duì)比。改造前、后大臂受力情況如圖3～圖6所示。

3.1 改造前平衡油缸對(duì)大臂抬起作用力力矩計(jì)算

(1)改造前大臂水平位力矩計(jì)算。

平衡油缸有桿腔活塞面積

S=π(0.0752-0.042)=0.012 6 (m2) 。

平衡缸活塞桿對(duì)大臂抬起拉力

F=pS=9×106×0.012 6=

1.134×105(N) ,

式中：p為壓力；S為面積。

平衡缸活塞桿對(duì)大臂抬起拉力矩

M=FL=1.134×105×0.645=

7.31×104(N·m) ，

式中：F為拉力；L為活塞桿到大臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離。

圖3 改造前大臂水平位受力情況

圖4 改造前大臂90°位受力情況

圖5 改造后大臂水平位受力情況

圖6 改造后大臂90°位受力情況

(2)改造前大臂90°位力矩計(jì)算。

平衡缸活塞桿對(duì)大臂抬起拉力

F=pS=5.5×106×0.0126=

6.93×104(N) 。

平衡缸活塞桿對(duì)大臂抬起拉力力矩

M=FL=6.93×104×0.091=

6.31×103(N·m) 。

3.2 改造后平衡錘對(duì)大臂抬起作用力力矩計(jì)算

(1)改造后大臂水平位力矩計(jì)算。

平衡錘連桿對(duì)大臂抬起拉力

F=mgL2/L1=56 230×1.3/0.747=

9.786×104(N) ，

式中：m為平衡錘質(zhì)量；L1為連桿拉力力臂；L2為重力臂。

平衡錘連桿對(duì)大臂抬起拉力力矩

M=FL1=9.786×104×0.747=

7.31×104(N·m) 。

(2)改造后大臂90°位力矩計(jì)算。

平衡錘連桿對(duì)大臂抬起拉力

F=mgL2/L1=56 230×0.112 2/0.086=

7.336×104(N) 。

平衡錘連桿對(duì)大臂抬起拉力力矩

M=FL1=7.336×104×0.086=

6.31×103(N·m) 。

3.3 平衡油缸和平衡錘對(duì)大臂抬起作用力力矩比較

在大臂水平位時(shí)，改造前的平衡油缸和改造后的平衡錘對(duì)大臂的拉力力矩均為7.31×104N·m。

在大臂90°位時(shí)，改造前的平衡油缸和改造后的平衡錘對(duì)大臂的拉力力矩均為6.31×103N·m。

因此，大臂平衡裝置改造后大臂的升降效果將保持不變。

4 撥車(chē)機(jī)平衡裝置改造效果

(1)因平衡油缸保壓部分的油系統(tǒng)漏油降壓而造成大臂升降故障缺陷已徹底消除。

(2)節(jié)約了平衡油缸及保壓部分的油系統(tǒng)檢修費(fèi)用，減少了工作量。

(3)徹底消除了撥車(chē)機(jī)大臂頻繁抬起不到位故障，有利于四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司的火車(chē)煤的接卸。