王東升

舟山市衢黃港口開(kāi)發(fā)建設(shè)有限公司

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斗輪機(jī)臂架皮帶張緊形式創(chuàng)新

王東升

舟山市衢黃港口開(kāi)發(fā)建設(shè)有限公司

摘 要：分析了斗輪機(jī)懸臂皮帶不同張緊形式的優(yōu)缺點(diǎn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了新的皮帶張緊形式，在新采購(gòu)的斗輪機(jī)上試用后，設(shè)備使用可靠性得到了有效提升。

關(guān)鍵詞：斗輪機(jī)； 臂架皮帶； 張緊形式

1前言

舟山市衢山港區(qū)鼠浪島擬建年吞吐量為7 500萬(wàn)t散貨中轉(zhuǎn)碼頭。該島為懸水孤島，陸域堆場(chǎng)是吹沙填海而成，雖然經(jīng)過(guò)荷載10 m的預(yù)壓載，但堆場(chǎng)及軌道沉降還是比較嚴(yán)重，其中堆場(chǎng)配置額定生產(chǎn)率堆料7 500 t/h、取料6 000 t/h的斗輪堆取料機(jī)。根據(jù)上述情況，既要使設(shè)計(jì)的斗輪機(jī)符合額定生產(chǎn)率，又要控制斗輪機(jī)的總重和輪壓符合軌道的要求，把臂架皮帶張緊形式作為減重的一個(gè)突破口。懸臂皮帶張緊裝置，除了考慮整體減重以外，安全方便快捷的調(diào)整也是必須考慮的重點(diǎn)。另外，懸臂皮帶作為易損物件，從使用成本和設(shè)計(jì)上考慮，延長(zhǎng)皮帶的壽命也是很有必要的。經(jīng)過(guò)分析以及與生產(chǎn)廠家的探討，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終創(chuàng)新了臂架皮帶張緊形式，解決了上述問(wèn)題。

2斗輪機(jī)主要張緊形式分析

斗輪機(jī)的懸臂皮帶機(jī)的張緊裝置是為懸臂皮帶的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供張緊力，使皮帶和驅(qū)動(dòng)滾筒之間產(chǎn)生足夠的摩擦力，保證傳動(dòng)滾筒帶動(dòng)皮帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)。具體來(lái)說(shuō)，皮帶機(jī)張緊裝置必須滿(mǎn)足皮帶在最小張力區(qū)域的最小垂度條件；必須保證皮帶在驅(qū)動(dòng)滾筒分離點(diǎn)有足夠的張力；能夠補(bǔ)償皮帶運(yùn)行一段時(shí)間后的伸長(zhǎng)量。

目前國(guó)內(nèi)外港口的斗輪機(jī)上配置的皮帶機(jī)張緊裝置主要有重錘張緊、螺旋張緊、液壓張緊等3種。

2.1重錘張緊裝置

重錘張緊裝置由張緊框架、重錘塊和張緊滾筒的合重力產(chǎn)生的張緊力張緊皮帶，通過(guò)配重塊的增減來(lái)調(diào)整皮帶的張緊力。由于機(jī)上的空間比較小，整個(gè)張緊裝置結(jié)構(gòu)比較緊湊。

這種形式的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)方便可靠，確保驅(qū)動(dòng)滾筒有合理的張緊力，但缺點(diǎn)是由于臂架上增加了配重，包括臂架在內(nèi)的整機(jī)的其余的相應(yīng)部位都需要加強(qiáng)，導(dǎo)致整臺(tái)設(shè)備重量增加很多，從而大幅度增加了輪壓。另外，這種張緊裝置還存在一個(gè)致命的安全隱患，就是為了減重，一般把張緊裝置設(shè)計(jì)在盡量靠起伏鉸點(diǎn)位置，這樣導(dǎo)致在懸臂皮帶突然斷裂時(shí)，4根保險(xiǎn)鋼絲繩由于在斷裂的瞬間不可能同時(shí)受力，也會(huì)有很大的概率出現(xiàn)斷裂，導(dǎo)致配重下方的大車(chē)行走的驅(qū)動(dòng)、地面的水管、噴槍或地面皮帶及機(jī)架被砸壞。因此，現(xiàn)在這種張緊形式在通過(guò)填?；蛘邍Ｐ纬傻亩褕?chǎng)上基本已經(jīng)淘汰。

2.2螺旋張緊裝置

根據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)置部位的不同，螺旋張緊裝置也分為臂架頭部張緊、中部張緊和尾部張緊。這種張緊形式原理簡(jiǎn)單，即通過(guò)張緊螺桿上螺母的正反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)張緊滾筒張緊和釋放。

頭部張緊由于受斗輪和頭部料斗位置的影響，可調(diào)的距離不是太大，在1 m左右。如果離斗輪頭部距離過(guò)近，在往皮帶機(jī)一側(cè)取料時(shí)，會(huì)發(fā)生臂架頭部凸出部位與堆場(chǎng)礦石干涉的現(xiàn)象。

尾部張緊根據(jù)驅(qū)動(dòng)的位置是否在尾部分2種：

一種是驅(qū)動(dòng)在尾部，包括尾部帶驅(qū)動(dòng)整體移動(dòng)和只移動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒。尾部帶驅(qū)動(dòng)整體移動(dòng)，例如采用滑道方式，優(yōu)點(diǎn)是克服了頭部張緊的缺陷，缺點(diǎn)是調(diào)整困難，調(diào)整部位容易損壞，現(xiàn)在很少采用；只移動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒的方式是其余的齒輪箱和電機(jī)不動(dòng)，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒，這種方式優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整方便，缺點(diǎn)是調(diào)整距離不多，萬(wàn)向節(jié)容易損壞，只能作為頭部調(diào)整時(shí)距離不夠時(shí)的補(bǔ)充方式。尾部調(diào)整有一個(gè)比較大的問(wèn)題，由于臂架的回轉(zhuǎn)中心已經(jīng)固定了，如果要增大尾部滾筒調(diào)節(jié)的距離，必須要增大回轉(zhuǎn)平臺(tái)，而回轉(zhuǎn)半徑增加以后，會(huì)與中繼尾車(chē)相關(guān)部位干涉，使中繼尾車(chē)與主機(jī)的貼合度大大降低，因此會(huì)比較大地增大整機(jī)的重量。

另一種是驅(qū)動(dòng)不在尾部，可以在臂架中間或者靠近尾部的位置，尾部滾筒調(diào)整的距離可以比頭部滾筒長(zhǎng)，但調(diào)整不方便，與頭尾部張緊相比，多了2只改向滾筒，相應(yīng)的鋼構(gòu)量增加較多。

上述螺旋張緊的最大的缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)只能根據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，會(huì)出現(xiàn)多次調(diào)整的情況。另外在皮帶使用一段時(shí)間后，調(diào)整時(shí)間控制不好，經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)調(diào)導(dǎo)致皮帶人為拉長(zhǎng)損壞，或者調(diào)整不到位導(dǎo)致皮帶打滑的情況。

2.3液壓張緊裝置

液壓張緊裝置是為了解決螺旋張緊裝置存在的最大缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，分為手動(dòng)張緊和自動(dòng)液壓張緊兩種形式。

手動(dòng)液壓張緊裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以解決螺旋張緊花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)的問(wèn)題，一次性調(diào)整到位，通過(guò)手動(dòng)液壓站上壓力表的顯示直接換算成張緊力，在到位后鎖死液壓回路。缺點(diǎn)是由于回路中始終保持壓力，再加上該調(diào)整部位震動(dòng)比較大，連接油管等連接部位容易松動(dòng)，使油液泄露導(dǎo)致油壓降低，張緊力不夠而打滑。

自動(dòng)液壓張緊是為了克服手動(dòng)張緊存在的問(wèn)題而設(shè)計(jì)制造的。其優(yōu)點(diǎn)是：張緊力自動(dòng)可調(diào)，可與整機(jī)控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離調(diào)控。但在應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，如設(shè)備的響應(yīng)速度跟不上皮帶張緊力連續(xù)變化時(shí)的要求，不能滿(mǎn)足皮帶恒張力控制的要求；液壓元件存在重復(fù)性誤差和壓力的重疊誤差，導(dǎo)致張緊力調(diào)整過(guò)程不可控，經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)調(diào)或欠調(diào)的問(wèn)題。這些問(wèn)題可能影響控制的精度和系統(tǒng)的安全性。

3新的張緊形式

經(jīng)過(guò)對(duì)各種張緊形式的分析，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有一種現(xiàn)成的張緊形式符合要求。通過(guò)綜合分析上述3種張緊裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種臂架皮帶張緊裝置，能較好的滿(mǎn)足上述要求，見(jiàn)圖1。

1.改向滾筒 　2.手動(dòng)液壓張緊油缸 　3.彈簧緩存器 　4.張緊滾筒 　5.直塊張緊框架　6.斜撐圖1　新的張緊形式

(1)將臂架皮帶張緊形式設(shè)計(jì)成垂直于臂架的張緊框架。這種形式的框架在皮帶啟動(dòng)、停止時(shí)會(huì)晃動(dòng)。為了釋放這種左右晃動(dòng)的力，整個(gè)框架與臂架采用鉸點(diǎn)形式相連，并采用2根與臂架相連的斜撐進(jìn)行約束，以避免框架左右晃動(dòng)幅度過(guò)大。

(2)采用手動(dòng)液壓站加2根液壓油缸作為頂升動(dòng)力源，根據(jù)壓力表的顯示調(diào)到預(yù)定的力，并通過(guò)銷(xiāo)軸將液壓油缸相連的水平橫梁與框架固定。

(3)在皮帶啟動(dòng)和停止的時(shí)候，皮帶會(huì)被拉伸或者產(chǎn)生裕量，張緊力變化較大，重錘垂直塊張緊能夠迅速地做相應(yīng)的調(diào)整，使皮帶的張緊力保持恒定，從而延長(zhǎng)皮帶的使用壽命。為了解決張緊力的變化，在液壓油缸相連的水平橫梁與滾筒軸承座固定的水平橫梁之間增加一個(gè)彈簧緩存器，用來(lái)緩和張緊力的變化，從而達(dá)到延長(zhǎng)皮帶的使用壽命的目的。

4結(jié)語(yǔ)

該設(shè)計(jì)方案吸取重錘垂直塊張緊和液壓張緊的優(yōu)點(diǎn)，既減輕整機(jī)的重量，減少輪壓，又能適應(yīng)皮帶張緊力變化，并且調(diào)整的長(zhǎng)度可以達(dá)到1.5 m以上。在新的斗輪機(jī)上安裝使用后，達(dá)到了預(yù)設(shè)目標(biāo)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王東升，鄭鐵樹(shù). 礦石抓斗導(dǎo)向輪卡死原因及其解決方法[J]. 港口裝卸，2015(1)：25-26.

王東升: 315800, 浙江省寧波市北侖大碶香榭家園11幢504室

Innovation of the Tensioning Form of the Belt in Bucket Wheel Machine's Cantilever

Zhoushan Quhuang Port Development and Construction Co., Ltd.Wang Dongsheng

Abstract：This paper analyses the advantages and disadvantages of the different tensioning form of the belt in bucket wheel machine's cantilever belt and innovative designs the new belt tensioning form. The results of applying on the new bucket wheel machine show solving the above problems and improving the reliability of equipment.

Key words：bucket wheel machine; belt in cantilever; tensioning form

收稿日期：2016-01-23

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2016.03.020