蘇 杰

（哈爾濱博強機器人技術(shù)有限公司，黑龍江 哈爾濱150000)

斗輪堆取料機是在斗輪挖掘機的基礎之上慢慢發(fā)展起來的，是斗輪挖掘機發(fā)展過程中，伴隨著技術(shù)的不斷成熟派生出來的一個分支，毋庸置疑，斗輪堆取料機的參數(shù)設計以及結(jié)構(gòu)設計借鑒了斗輪挖掘機的設計經(jīng)驗。國外許多著名的斗輪挖掘機生產(chǎn)廠也都在生產(chǎn)斗輪堆取料機，如德國的曼——塔克拉夫公司以及奧地利鋼鐵聯(lián)合公司(簡稱:奧鋼聯(lián))等。

1 斗輪堆取料機在國內(nèi)的發(fā)展歷程

跟國外相比較，我國斗輪堆取料機的應用起步比較晚，最早的斗輪堆取料機設計可以追溯到1966年。當時那個年代國內(nèi)部分鋼廠以及碼頭急需使用斗輪堆取料機設備。為滿足當時的社會要求，科研工作人員開發(fā)了我國第一代的斗輪堆取料機。這標志著我國已經(jīng)具備了制造大型散料輸送機械的能力。進入20世紀80年代，伴隨著電力工業(yè)和鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，斗輪堆取料機的發(fā)展事業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，并且在電力部門的使用數(shù)量有了很大的提高，同時在港口上的使用量日益劇增。20世紀90年代，國內(nèi)斗輪堆取料機的事業(yè)向著數(shù)量更多，應用更廣泛的方向發(fā)展。在鋼鐵企業(yè)、電力企業(yè)以及各大港口都可以看到斗輪堆取料機的應用場景。尤其在港口，人們已經(jīng)把斗輪堆取料機當作了一種港口機械使用了。在斗輪堆取料機的出口方面，國內(nèi)的產(chǎn)品還比較少，大多數(shù)出口的產(chǎn)品是和某些成套項目共同出口到其他國家。其次是和國外的某些公司聯(lián)合制造，目的是為了斗輪堆取料機制造焊接件和機械加工件出口。產(chǎn)品的出口和技術(shù)的引進在一定程度上，大大縮小了國產(chǎn)設備和國外設備的差距，使國內(nèi)本行業(yè)的產(chǎn)品在質(zhì)量上有了很大的提高。目前國內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量基本可以滿足國內(nèi)用戶的需求。國內(nèi)生產(chǎn)的第一臺用于高寒地區(qū)的斗輪堆取料機是DQL1600/1600·35機型，如今正運行于內(nèi)蒙古地區(qū)的霍林河礦區(qū)。國內(nèi)已經(jīng)開展了斗輪堆取料機自動化控制方面的研究，已經(jīng)有能力生產(chǎn)帶有半自動微機程控系統(tǒng)的機型，并且控制水平已到20世紀70年代末國際水平。

2 斗輪堆取料機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

根據(jù)懸臂式斗輪堆取料機前臂架變幅形式的不同，可以分為整體變幅式和臂架變幅系統(tǒng)平衡配重式。斗輪堆取料機能夠完成兩種工況的作業(yè)方式一個是堆料，另一個是取料工況。堆料作業(yè)時，首先利用液壓油虹做升降運動把尾車頭部升高到堆料位置，然后啟動回轉(zhuǎn)機構(gòu)和俯仰機構(gòu)配合運動將斗輪堆取料機前臂架轉(zhuǎn)到堆料位置，然后啟前臂架帶式輸送機和斗輪機構(gòu)。物料經(jīng)地面帶式輸送機轉(zhuǎn)運到尾車皮帶輸送機，并將物料卸到前臂架帶式輸送機上，物料運至斗輪堆取料機前臂架頭部處經(jīng)斗輪機構(gòu)卸至料場。一般情況下堆料模式分為：斷續(xù)行走堆料，連續(xù)旋轉(zhuǎn)堆料，以及定點堆料。其中定點堆料就是先在初始點堆到一定高度后，大車行走一步距離繼續(xù)堆料，料堆到一定高度之后，前臂架回轉(zhuǎn)一定角度繼續(xù)堆料，料堆到規(guī)定的高度后再回轉(zhuǎn)角度，當前臂架回轉(zhuǎn)到和軌道恰恰垂直時，大車后退一步距離，前臂架反向回轉(zhuǎn)堆料，來回重復，直到完成設定的長度，這種堆料方式動作單一，而且操作簡單。物料堆放在軌道兩側(cè)的具體位置和物料堆積的實際高度可由斗輪堆取料機各機構(gòu)的合理配合運動來完成。斗輪堆取料機堆料有人工手動操作和自動化控制操作兩種方法。人工手動操作方法適用于少量物料隨意的堆放，自動化控制操作適用于大量物料并且按一定要求合理的堆放。另外在取料作業(yè)時，首先需要解開尾車上的掛鉤裝置，讓尾車架與堆取料機脫離后，通過液壓油缺升降運動使尾部帶式輸送機慢慢地下降到水平位置，然后接著啟動斗輪驅(qū)動機構(gòu)使斗輪轉(zhuǎn)動，這時候斗輪堆取料機前臂架繞回轉(zhuǎn)中心作往復回轉(zhuǎn)運動，滬斗便切入料堆挖取物料，等到物料提升到輪體上部時靠物料自重落到卸料槽區(qū)域內(nèi)，再通過溜料裝置進而滑到前臂架帶式輸送機上，最后通過安裝在回轉(zhuǎn)平臺和門座上的料斗卸到地面帶式輸送機膠帶上，前臂架每完成一次回轉(zhuǎn)動作，主機前進一個吃料深度466mm(額定取料為2500t/h時)。然后前臂架朝著相反的方向轉(zhuǎn)動去取料，取完一工藝料層后，前臂架重新回轉(zhuǎn)到另一個工藝料層起點并將斗輪機構(gòu)下降或者上升2600mrn(斗輪半徑)重復上述動作再進行取料作業(yè)。每次開始新的料層時，要控制好斗輪堆取料機向后行走的距離和前臂架向下俯仰的角度，目的是為了確保料層縱向和垂直兩個方向的取料深度。一個工藝料層的長度以前臂架不碰到料堆是為了依據(jù)確定，每個工藝料層的切取是通過人工選好初始點，利用PLC程序控制，直至將這個工藝料層的物料取走。

3 斗輪堆取料機的工作裝置的運動分析

總的來說，斗輪堆取料機有大車行走，上部結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)和臂架俯仰三種主要運動配合，主要工作原理是通過斗輪機構(gòu)，懸臂膠帶機以及尾車膠帶機的運轉(zhuǎn)之后，最終實現(xiàn)對物料的高低位取送和堆存。斗輪堆取料機的堆料作業(yè)工況可以分為三類，第一是斷續(xù)性的行走堆料，一般情況下，工作時進行行走定點分層堆積，并且料堆的形狀是矩形狀，這樣不但使堆場利用率提高，而且還有利于環(huán)境的保護。第二是連續(xù)旋轉(zhuǎn)堆料，斗輪堆取料機作業(yè)過程中，臂架始終固定在預定堆積高度上，目的是為了能夠往返旋轉(zhuǎn)堆積，在斗輪堆取料機工作達到設定次數(shù)之后，行走機構(gòu)稍微地移動，重新設定一個距離，然后讓斗輪堆取料機連續(xù)進行堆料作業(yè)。第三是斷續(xù)旋轉(zhuǎn)外加斷續(xù)行走定點堆料，第一堆分成數(shù)層進行堆積，目的是為了減少塵土飛揚。至于換層則需要由高度檢測器發(fā)出指令，最后一層堆完后，臂架高度依然保持不變。按預先設定好的旋轉(zhuǎn)方向和角度依次旋轉(zhuǎn)到第二料堆，然后繼續(xù)堆積，每次達到一個旋轉(zhuǎn)范圍后，就需要開動行走機構(gòu)稍微地移動一個設定距離，依照這樣下去，一直堆積到原本設定好的料堆長度后停止作業(yè)即可。

4 結(jié)語

由于斗輪堆取料機前臂架結(jié)構(gòu)復雜，外型龐大以及體積笨重，并且斗輪堆取料機工作的外部環(huán)境比較惡劣，另外前臂架本身的運行情況也比較復雜，在未來使用斗輪堆取料機時可以對前臂架結(jié)構(gòu)的受力情況做更加詳細的分析，例如考慮斗輪和物料間的摩擦力、斗輪卸料時對前臂架的沖擊力、前臂架回轉(zhuǎn)啟動及停止時的慣性力以及工作過程中的風載荷。做好這些細節(jié)工作，相信斗輪堆取料機的前景會更加輝煌。