王文軍，肖正娟，彭洪友

（1.四川鴻艦重型機械制造有限責任公司，四川攀枝花 617063；2.攀鋼鈦業(yè)有限責任公司鈦冶煉廠，四川攀枝花 617063）

0 引言

斗輪堆取料機是現(xiàn)代化工業(yè)大宗散狀物料連續(xù)裝卸的高效設備，廣泛應用于港口、碼頭、冶金、水泥、鋼鐵廠、焦化廠、儲煤廠、發(fā)電廠等散料（礦石、煤、焦碳、砂石）存儲料場的堆取作業(yè)。斗輪是取料機構(gòu)，裝于臂架的頭部，由液壓馬達驅(qū)動，通過斗輪的旋轉(zhuǎn)，配合堆取料機的行走、俯仰，逐層或按階梯形方式分層取料。

煉鐵廠原1號斗輪堆取料機作為原料場的重要設備直接影響煉鐵廠原料供應，運行時斗輪機構(gòu)故障率較高，嚴重制約了正常生產(chǎn)。

1 改造前狀況

（1）煉鐵廠原料場1號堆取料機主要技術(shù)參數(shù)：額定取料能力600 t/h，額定堆料能力1000 t/h，懸臂皮帶機寬度1 m，懸臂皮帶機帶速2 m/s，斗輪回轉(zhuǎn)直徑5 m，斗數(shù)8個，斗容0.23 m3，斗輪額定轉(zhuǎn)速（0～8）r/min，回轉(zhuǎn)半徑 30 m。

（2）堆取散料的種類。塊礦：堆比重（2～2.3）t/m3，粒度（10～40）mm。粉礦：堆比重（2.2～2.7）t/m3，粒度＜6 mm。球團礦：堆比重（2.4～2.6）t/m3，粒度（9～16）mm。

（3）煉鐵廠原料場現(xiàn)場為露天作業(yè)，粉塵較大，堆取料機為24 h連續(xù)工作制，全年360 d不間歇工作，工況十分惡劣。

2 改造前的問題

2.1 結(jié)構(gòu)組成

斗輪驅(qū)動裝置由液壓馬達、油泵、電動機、溢流閥等組成。電機接通電源后旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器帶動油泵在額定轉(zhuǎn)速下工作，壓力油通過管路作用于液壓馬達。液壓馬達通過減速裝置驅(qū)動斗輪旋轉(zhuǎn)，完成取料作業(yè)。改造前的斗輪機構(gòu)如圖1所示，主要由鏟斗、斗輪、溜料板、斗輪軸、斗輪減速機等部件組成。

圖1 改造前斗輪機構(gòu)

2.2 工作原理

斗輪機構(gòu)工作時，斗輪減速機和液壓馬達驅(qū)動斗輪軸旋轉(zhuǎn)，使斗輪轉(zhuǎn)動，鏟斗切入物料堆挖取物料，物料沿弧形導料板轉(zhuǎn)動到卸料區(qū)，由于卸料區(qū)沒有弧形導料板擋住物料，物料依靠自重卸到溜料板上，最后落到皮帶上，通過皮帶的運轉(zhuǎn)輸送物料。

2.3 存在的問題

（1）原斗輪體為有格式結(jié)構(gòu)，物料要經(jīng)過斗輪體的內(nèi)表面卸出，卸料區(qū)間較小，卸料角70°～93°，故斗輪轉(zhuǎn)速較低，否則物料來不及卸出。對于相同尺寸的斗輪，有格式斗輪卸料能力較無格式結(jié)構(gòu)低。且有格式斗輪卸料慢，需較大的斗輪直徑。有格式斗輪體工作表面大，較容易粘結(jié)物料，清掃格子內(nèi)表面比較困難。

（2）原斗輪機構(gòu)靠近輪體一側(cè)的軸承因負荷較大，且密封不可靠，粉塵容易進入軸承內(nèi)部，造成軸承損壞，軸承須經(jīng)常更換，更換軸承時須從減速機一側(cè)拆裝，結(jié)構(gòu)合理造成拆裝的部件較多，耗時費力。

（3）原斗輪體與斗輪軸采用法蘭盤聯(lián)接，用18顆M24 mm螺栓固定，由于法蘭盤焊接在斗輪軸上，結(jié)構(gòu)、工藝性差，且聯(lián)接強度低。原料場現(xiàn)場24 h不間斷作業(yè)，工作強度大，法蘭盤抗剪切強度不夠，作業(yè)時焊縫處經(jīng)常開裂，也經(jīng)常發(fā)生螺栓被剪斷的情況，法蘭盤需經(jīng)常更換、檢修。法蘭盤拆裝困難，影響了取料進度，嚴重制約了正常的生產(chǎn)。

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3 改造方案

3.1 斗輪體格式

為提高斗輪機構(gòu)的取料效率，斗輪體由有格式改為無格式結(jié)構(gòu)（圖2）。與有格式斗輪相比，無格式斗輪具有以下優(yōu)缺點。

（1）在無格式斗輪中，物料在重力的作用下直接脫離斗壁和斗底，不需要經(jīng)過斗輪體的內(nèi)表面，直接落入卸料裝置（溜料板）上，卸料區(qū)間增大，卸料角能達到130°。

（2）無格式斗輪可以取較高的斗輪轉(zhuǎn)速，為有格式斗輪轉(zhuǎn)速的（1.5～2）倍。同樣尺寸和重量的斗輪，無格式斗輪的生產(chǎn)能力可以提高1倍。

（3）無格式斗輪的缺點是卸料高度大，需要在斗輪內(nèi)設置較復雜的圓弧擋板和卸料裝置，并且卸料時對圓弧擋板和卸料裝置的磨損較大。

圖2 斗輪體結(jié)構(gòu)形式

3.2 斗輪體結(jié)構(gòu)

原料場現(xiàn)場裝卸料車輛較多，容易造成物料受碾壓，取料阻力增大。為適應取塊礦的沖擊及料堆受碾壓造成的取料阻力增大的工況，斗輪體采用輪輻式結(jié)構(gòu)，斗輪體輪輻加厚，輪輻蓋板厚度16 mm，腹板厚度12 mm，主要材料均采用Q345B。

3.3 聯(lián)接方式

（1）為提高斗輪體與花鍵套聯(lián)接的抗剪能力，采用8顆M36 mm鉸制孔螺栓連接，其分布圓周直徑加大到Φ580 mm。

（3）斗輪體與斗輪軸的聯(lián)接由法蘭盤聯(lián)接改為花鍵套聯(lián)接，并用雙圓螺母固定，為提高螺紋強度，采用梯形螺紋。加長斗輪軸端頭，把雙圓螺母壓在斗輪體外部，方便斗輪體的拆裝。

3.4 軸承密封結(jié)構(gòu)

（1）為便于維護，靠近輪體一側(cè)的軸承改為可以從輪體的一側(cè)進行裝拆，軸承定位采用帶梯形螺紋的圓螺母，并用鎖緊扣防松。

（2）為解決靠近輪體一側(cè)的軸承因密封不可靠，粉塵易進入軸承內(nèi)部，造成軸承損壞的問題。采用雙層密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)層采用進口剖分式油封，外層采用氈圈，為便于更換油封，密封蓋采用剖分式結(jié)構(gòu)，斗輪軸承潤滑配置手動干油泵及配管。

3.5 裝卸機構(gòu)

（1）鏟斗斗齒與斗子采用螺栓緊固后再焊接，斗齒材料為ZGMn13耐磨鑄鋼，斗體、斗刃、耳座等部位材料均為Q345B。

（2）卸料裝置（溜料板），圓弧擋板均裝有耐磨襯板，襯板厚度16 mm，卸料裝置襯板與水平方向的夾角為60°。

3.6 減速機構(gòu)

斗輪減速機采用中硬齒面，低速級傳動采用人字齒，焊接箱體，配套液壓馬達型號為NHM31-3500B。

4 改造效果

改造后的斗輪機構(gòu)主要增重部分是斗輪體輪輻的加厚和斗輪軸的加長，斗輪體重約3080 kg，斗輪機構(gòu)（包括斗輪減速機、液壓馬達）重11 300 kg，重量與已完成改造的3號堆取料機接近。改造后的斗輪機構(gòu)經(jīng)過數(shù)年使用，運行平穩(wěn)，卸料能力由改造前的600 t/h提高到800 t/h。斗輪軸聯(lián)接牢靠，軸承密封可靠，設備運行數(shù)年未出現(xiàn)斗輪軸損壞，聯(lián)接失效，軸承密封良好，未發(fā)生因粉塵進入而損壞的情況。卸料裝置和圓弧擋板加裝耐磨襯板，提高了斗輪機構(gòu)的使用壽命。改造后，斗輪機構(gòu)故障率明顯降低、可維護性好，維護費用降低，滿足使用壽命要求，取料能力得到較大的提高。

［1］成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2002.

［2］汪建業(yè).重型機械標準［M］.云南：云南科技出版社，2008.

［3］洪致育，林良明.連續(xù)運輸機［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1982.