董家君 牛艷平（北方重工裝卸設(shè)備分公司設(shè)計所，遼寧 沈陽 110141）

圓料場刮板堆取料機走行端梁的結(jié)構(gòu)分析

董家君 牛艷平
（北方重工裝卸設(shè)備分公司設(shè)計所，遼寧 沈陽 110141）

摘 要：圓形料場刮板取料機是散料領(lǐng)域的環(huán)保設(shè)備，因門架式構(gòu)造，它的走行端梁遠離回轉(zhuǎn)中心。如果在現(xiàn)場運行過程中行走機構(gòu)發(fā)生問題，將嚴重影響設(shè)備的運行精度，甚至造成巨大的經(jīng)濟損失。本文介紹和分析了原料場刮板取料機端梁的一些常見結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的問題，并根據(jù)現(xiàn)場出現(xiàn)的實際問題對結(jié)構(gòu)加以改進。

關(guān)鍵詞：端梁；車輪；寬踏面；經(jīng)濟適用

圓形料場門式刮板取料機的回轉(zhuǎn)動作是靠布置在軌道上的走行端梁來實現(xiàn)的。由于圓形料場的軌道是環(huán)形軌道，且直徑都在90~120m之間。所以走行端梁的結(jié)構(gòu)布置直接影響的設(shè)備的質(zhì)量、運行、工作效率等。

行走端梁目前均采用4組車輪，每兩組構(gòu)成一體，每組配置一套驅(qū)動，有帶輪緣和不帶輪緣兩種結(jié)構(gòu)。帶輪緣車輪又有平衡梁和燕尾槽兩種結(jié)構(gòu)，不帶輪緣的只有一種結(jié)構(gòu)。

1 平衡梁結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)源于長形料場的擺動端梁，兩組二輪架通過鉸軸與平衡梁相連接，平衡梁再通過一個球鉸（關(guān)節(jié)軸承）與門架相連，形成一個支點（如圖1所示）。加上中心柱位置的兩個支撐點，使門架形成三支點的靜定結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)允許車輪偏轉(zhuǎn)，并通過車輪輪緣（或擋輪）保證車輪不會偏出軌道。該結(jié)構(gòu)靠輪緣解決車輪在運行過程中的回轉(zhuǎn)問題。該結(jié)構(gòu)缺點是端梁垂直度要求限制了軌道的較大偏移，且要求軌道安裝精度較高，如軌道圓與回轉(zhuǎn)立柱的同心度、軌道本身的圓度等。在現(xiàn)場運行的過程中受地質(zhì)條件、施工精度、門架剛度等影響較大。運行過程中常會出現(xiàn)啃軌問題，導致車輪、軌道壽命降低，若出現(xiàn)持續(xù)啃軌后果更加嚴重，還會導致經(jīng)濟損失，久而久之就會導致設(shè)備失去原有的功能，發(fā)生安全隱患。

圖1

圖2

2 燕尾槽結(jié)構(gòu)

燕尾槽結(jié)構(gòu)是擋墻受物料產(chǎn)生的倉壓影響產(chǎn)生較大變形，而原有的帶輪緣平衡梁結(jié)構(gòu)以及光輪結(jié)構(gòu)不能滿足要求，研發(fā)出來的一種新型結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特點是去掉平衡梁，兩個二輪架上裝有關(guān)節(jié)軸承和燕尾滑移結(jié)構(gòu)，車輪架下裝有擋輪。當設(shè)備回轉(zhuǎn)運行時，通過擋輪與軌道接觸保證設(shè)備不脫軌。球鉸允許車輪組在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生縱向及橫向轉(zhuǎn)動，通過燕尾槽的滑動解決掉軌道精度問題。該結(jié)構(gòu)相對復雜，理論分析嚴謹，但設(shè)計忽略了燕尾槽運動力學問題。由于車輪架起到支撐門架作用，車輪的輪壓較大。燕尾槽達到滑動狀態(tài)需要擋輪所受的側(cè)向力大于燕尾槽由于受壓所產(chǎn)生的摩擦力，在具體設(shè)計過程中對燕尾槽內(nèi)部的滑動阻力估計不足，造成在實際運行中燕尾槽不會產(chǎn)生滑動。

補擋輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容如圖4所示。

圖3

圖4

3 光輪寬踏面結(jié)構(gòu)

寬輪不帶輪緣結(jié)構(gòu)是針對帶輪緣結(jié)構(gòu)制造成本較高的問題，而研發(fā)出來的一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)分為兩組獨立的車輪組，每組車輪通過鉸軸與門架相連，理論上構(gòu)成兩個支點。軸鉸結(jié)構(gòu)限制了車輪在垂直軌道方向上的，同時允許兩車輪同時接觸軌道。該結(jié)構(gòu)通過車輪踏面寬度來適應軌道的安裝誤差，保證運行期間不脫軌。

該結(jié)構(gòu)如圖5所示，車輪架與門架通過鞍座采用法蘭面連接。在門架端的法蘭座設(shè)置多空結(jié)構(gòu)，保證鞍座的安裝有一定的可調(diào)范圍。在設(shè)備安裝時通過調(diào)整鞍座的位置，解決掉由于門架產(chǎn)生的變形量。通過加大車輪踏面寬度解決設(shè)備運行時不同位置的軌道出現(xiàn)的誤差，由于車輪沒有輪緣，從而徹底解決端梁運行的啃軌問題。為了確保運行過程中車輪不脫軌，在二輪架的適當位置安裝檢測開關(guān)，開關(guān)與中控室連鎖。當車輪運行偏離設(shè)定范圍時，開關(guān)實現(xiàn)報警停機功能，從而確保走行的安全性。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、成本低，便于調(diào)整，且軌道的安裝精度也不需要太高。該結(jié)構(gòu)的缺點是車輪踏面寬，結(jié)構(gòu)不夠美觀，顯得笨拙。走行端梁的設(shè)計要點在于，不論采用什么結(jié)構(gòu)，只要能滿足設(shè)備的使用要求，不啃軌、不脫軌、運行平穩(wěn)，要保證結(jié)構(gòu)可靠，經(jīng)濟耐用就是好的方案。

圖5

參考文獻

[1]王英潔，李毅民.圓形料場堆取料機的形式及其應用[J].重工與起重技術(shù)，2011（01）：16.

[2]成大先，王德夫，等.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.

[3]JB/T8894-2005，移動式散料連續(xù)搬運設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] 69/10 247-6-1974，散料連續(xù)裝卸機械設(shè)計規(guī)范[S].

中圖分類號：TH24

文獻標識碼：A