黃維 張飛華

摘 要： 利用用三合一走行三輪組臺(tái)車組對(duì)混勻堆料機(jī)走行臺(tái)車組的改造，來降低輪壓，提高制動(dòng)性。提高走行穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞： 混勻堆料機(jī)；三合一減速機(jī)；走行臺(tái)車組；輪壓

1、引言

馬鋼港務(wù)原料總廠新區(qū)兩臺(tái)混勻堆料機(jī)（2#BST、3#BST）是生產(chǎn)混勻礦的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)前堆料能力為1538t/h，設(shè)計(jì)能力2000t/h。達(dá)不到設(shè)計(jì)能力的主要因素為走行機(jī)構(gòu)的不穩(wěn)定性?；靹蚨蚜蠙C(jī)工作表現(xiàn)為連續(xù)不間斷的進(jìn)行大車往返走行，一個(gè)混勻礦大堆要堆積至少400層，因此其大車走行機(jī)構(gòu)的工作穩(wěn)定性顯得尤為重要。

2、設(shè)備結(jié)構(gòu)及問題簡(jiǎn)述

混勻新區(qū)的兩臺(tái)混勻堆料機(jī)走行機(jī)構(gòu)共8個(gè)臺(tái)車組，北側(cè)四個(gè)臺(tái)車組設(shè)主動(dòng)輪，尾車四個(gè)臺(tái)車組均為從動(dòng)輪?；靹蚨蚜蠙C(jī)在目前生產(chǎn)過程中存如下問題： 走行主動(dòng)輪車輪軸彎矩過大長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷導(dǎo)致斷裂事故，現(xiàn)為避免斷車軸現(xiàn)象，縮短周期提前更換車輪軸；走行主動(dòng)輪輪壓過高，踏面產(chǎn)生裂紋；各走行驅(qū)動(dòng)中制動(dòng)器選用的是電力液壓制動(dòng)器，4個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力都要一致，但實(shí)際中4個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力很難一致，且調(diào)整時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致滑車、啃軌現(xiàn)象；欲在尾車北側(cè)輪組上足添加現(xiàn)有一樣的一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因輪組上空間不足難以實(shí)施。

2.1主動(dòng)臺(tái)車組及主動(dòng)軸結(jié)構(gòu)

四臺(tái)主動(dòng)臺(tái)車組的電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過彈性梅花瓣聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速機(jī)連接齒輪箱至車輪軸。

2.2走行主動(dòng)軸彎矩計(jì)算

主動(dòng)臺(tái)車組行走軸斷裂的位置位置為左側(cè)軸承的軸肩處。下面對(duì)比混勻老區(qū)和新區(qū)混勻堆料機(jī)走行輪主動(dòng)軸所受彎矩。

2#混堆主動(dòng)輪系承受的重量為142684kg，總共8個(gè)車輪。由于1#BST與2#BST混堆主機(jī)重量相近， 為了簡(jiǎn)化計(jì)算， 假設(shè)其重量都為150000KG， 且只對(duì)其危險(xiǎn)截面即左側(cè)軸承的軸肩處的彎矩進(jìn)行討論。

1#混堆：左側(cè)軸承的軸肩處彎矩M max = Q×B/ （ m×2×2） = 720（ N*m）式中， Q 為主機(jī)重量， 取150t； B 為軸承寬度， B=64mm； m 為主機(jī)車輪數(shù)量， m= 12。σmax = M max / W式中， W =πd2/32≈0.1W ，W為抗彎截面模量， ， D= 130mm。

2#混堆：左側(cè)軸承的軸肩處彎矩M max`=Q ×B/ （ m×2×2） = 3353. 44（ N*m） ≈4M max，式中， Q 為主機(jī)重量， 取值150t； B 為軸承寬度， B=73mm； m 為主機(jī)車輪數(shù)量， m= 8。σmax` = M max ，W n≈7.53σmax式中， W n 為抗彎截面模量， W =π/32≈0.1W ，d= 100mm， 則 W n ≈0. 455W。

通過上面的計(jì)算可以看出， 理論上因?yàn)樵O(shè)備自重引起的行走軸應(yīng)力2#、3#混堆是1#混堆的7.53倍， 加上其他因素影響，2#混堆該位置的應(yīng)力會(huì)達(dá)到是1#混堆的 8 倍或更大。

2.3主動(dòng)輪臺(tái)車組輪壓計(jì)算

2#混堆為單側(cè)堆料機(jī)構(gòu)，工況為鋼絲繩帶動(dòng)懸臂進(jìn)行俯仰動(dòng)作，每層提升，上限位14°，下限位12°。

2#混堆共四組走行輪組，且為四支撐超靜定機(jī)構(gòu)，每個(gè)支撐下的兩個(gè)車輪輪壓相同。G1為混堆不參與俯仰部分重力，G2為懸臂前部俯仰部位重心，e1為懸臂前部重心距整機(jī)重心偏心距，G3為懸臂后部俯仰部位重心，e2為懸臂后部重心距整機(jī)重心偏心距。軌距K=6m，輪距L=6m。

懸臂梁及懸臂膠帶機(jī)重量為56048kg，加上堆料時(shí)懸臂帶料的重量即為參與俯仰的懸臂所有重量，此處為簡(jiǎn)化運(yùn)算，視出懸臂帶料外重量均勻分布。

懸臂頭部距俯仰中心距離24.5m，懸臂尾部距俯仰中心距離8.31m，總長(zhǎng)為L(zhǎng)=32.81m。則懸臂前部重量為41.852kg，懸臂后部重量為14.196kg。

2#BST最大堆料能力為2000t/h。懸臂膠帶轉(zhuǎn)速為v=2.5m/s，懸臂膠帶上層帶料長(zhǎng)度為l=23.88m。當(dāng)堆料能力為2000t/h時(shí)，懸臂帶料重為5.306t。通過計(jì)算可得出A、C側(cè)每個(gè)輪上的壓力為1997739.5N，B、D側(cè)每個(gè)輪上的壓力為413926N，綜上在懸臂一側(cè)輪壓均超過250KN。由于計(jì)算時(shí)將懸臂均勻分布，實(shí)際上懸臂重心是靠近回轉(zhuǎn)重心，輪壓要比上述計(jì)算所得偏小，但亦超過250KN。

3、改造方案及應(yīng)用

混勻堆料機(jī)主動(dòng)臺(tái)車組改造，每個(gè)主動(dòng)臺(tái)車組均增加一車輪，且使用三合一減速機(jī)來升級(jí)原驅(qū)動(dòng)裝置。

4、結(jié)論

當(dāng)主動(dòng)臺(tái)車組車輪從8個(gè)增加到12個(gè)后，懸臂一側(cè)車輪輪壓降低到250KN以下。同時(shí)施加到主動(dòng)軸上的彎矩亦極大縮小。三合一減速機(jī)的制動(dòng)性能相比原電力液壓制動(dòng)器提高了同步性及剎車性能。

改造臺(tái)車組后，混勻堆料機(jī)的穩(wěn)定性大大提高，堆料能力提升，走行穩(wěn)定。

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