王喜龍

（通化鋼鐵股份公司煉鐵事業(yè)部，吉林 通化 134003）

1 尾車液壓系統(tǒng)介紹

斗輪堆取料機尾車液壓系統(tǒng)的動力部分由液壓缸和液壓泵組成。其中，液壓缸的數(shù)量為兩臺，單個液壓缸的負(fù)載為12t, 其升降的速度在0.3 ～0.5m/min 之間；液壓泵的數(shù)量為1 臺，由北京華德廠商成產(chǎn)，型號為A2F28R3P1，該液壓泵的額定壓力是10MPa，污染級別為NAS9，油液介質(zhì)為VG46。

2 尾車液壓系統(tǒng)的工作流程

尾車液壓系統(tǒng)的工作流程如圖1 所示。即由液壓泵1 進(jìn)行供油，使液壓缸動作達(dá)到尾車臂架位置時進(jìn)行升降。

當(dāng)尾車臂架在上升的過程中，1DT 和4DT 電磁鐵會獲得電流，使溢流閥5 開始運作，從而獲得10MPa 的壓力油，當(dāng)液壓油流向三位四通換向閥7 以后通過節(jié)流閥8、11，并經(jīng)液控單向閥12 和13，然后進(jìn)入液壓缸無桿腔，使液壓缸活塞桿14 和15 上升，從而帶動尾車臂架的上升。

當(dāng)液壓缸有桿腔回油經(jīng)過節(jié)流閥9 和10 時，三位四通換向閥就會返回到油箱，而尾車臂架在下降的過程中，2DT和3DT 電磁鐵就會得到電流，使溢流閥6 開始運作，從而得到5MPa 的壓力油，使液壓油流向三位四通換向閥以后通過節(jié)流閥9 和10，并通過液壓缸有桿腔，使液壓缸活塞桿14和15 開始下降，從而使尾車臂架下降的同時液控單向閥12和13 被壓力油打開，經(jīng)換向閥7 和節(jié)流閥8、11 回到油箱。也就是說，斗輪堆取料機的液壓系統(tǒng)使用回油節(jié)流方法可對其速度進(jìn)行調(diào)整。即當(dāng)尾車上升時，將節(jié)流閥9 和10 的閥口開度進(jìn)行調(diào)整，從而得出上升速度；當(dāng)尾車下降時，可將節(jié)流閥8 和11 的閥口開度進(jìn)行調(diào)整，從而得出下降速度。

圖1 斗輪堆取料機尾車工作原理

3 尾車液壓系統(tǒng)存在問題

華菱衡鋼煉鐵廠斗輪堆取料機的使用時間已有10 年，因尾車在升降過程中出現(xiàn)兩個液壓缸不同步現(xiàn)象，導(dǎo)致尾車升降兩側(cè)的滑輪和滑到導(dǎo)向輪經(jīng)常出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，同時尾車鋼架橫向工字鋼也出現(xiàn)頻繁斷裂問題，還有斗輪堆取料機尾車臂架也出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)變形現(xiàn)象。也就是說，當(dāng)尾車臂架開始上升時，左側(cè)的液壓缸會先起升100mm 最后，然后右邊的液壓缸才會開始起升，兩個液壓缸在上升到制定位置后，左側(cè)的液壓缸會先停止，而右側(cè)的液壓缸因起升相差100mm 而后停止；兩個液壓缸在下降的過程中也是一樣，只是右側(cè)的液壓缸會先下降，當(dāng)兩個液壓缸之間相差100mm 左右的距離后，左側(cè)的液壓缸才開始下降，直到兩個液壓缸一前一后落到支座上為止。

4 尾車液壓系統(tǒng)問題分析

斗輪堆取料機尾車的升降主要通過柔性傳動裝置，即液壓缸牽引鋼絲繩來實現(xiàn)尾車的升降。但柔性傳動裝置有一缺點，就是無法在運作過程中實現(xiàn)自動平衡負(fù)載，只能依靠液壓系統(tǒng)回油節(jié)流閥來進(jìn)行調(diào)整。因此，當(dāng)尾車兩側(cè)滑輪和滑道導(dǎo)向輪出現(xiàn)磨損現(xiàn)象時，就會使兩個液壓缸的負(fù)載出現(xiàn)不同，進(jìn)而導(dǎo)致兩個液壓缸的速度出現(xiàn)不同。

斗輪堆取料機尾車在上升的過程中，若給液壓缸提供一定的動力，同時給節(jié)流閥9 和10 進(jìn)行調(diào)整，雖然可以使兩個液壓缸基本保持同步上升，但會使液壓缸上升的速度變得緩慢，需要25 分鐘去運行2.9 米的路程。還有斗輪堆取料機尾車在下降過程中，液壓缸起到緩沖的目的，以此確保尾車可以平穩(wěn)的進(jìn)行下降，但因為尾車在實際運行的過程中兩側(cè)滑輪以及滑道導(dǎo)向輪磨損的程度不同，從而導(dǎo)致兩側(cè)下降的阻力也就出現(xiàn)不同。另外，液壓缸兩側(cè)的阻力在下降的過程中也會出現(xiàn)改變，因此，即使在下降之初可以通過節(jié)流閥8 和11 來實現(xiàn)基本的同步，但因為阻力的改變就會導(dǎo)致阻力大的一側(cè)下降速度變慢，而阻力小的一側(cè)下降速度加快，當(dāng)液壓缸兩側(cè)高度相差過大時，尾車就會出現(xiàn)卡阻的現(xiàn)象，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)停運問題。還有因下降速度的突然改變，會使尾車出現(xiàn)顫動現(xiàn)象，導(dǎo)致液壓缸兩側(cè)滑輪以及滑道導(dǎo)向輪的磨損程度加劇的同時也會使尾車鋼架橫向工字鋼多次出現(xiàn)斷裂問題，進(jìn)而使尾車臂架出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形。

想要使斗輪堆取料機尾車平穩(wěn)的進(jìn)行下降，可以對2 個液壓缸的無桿腔回流閥加以利用。即減少其回油流量。但這種方法無法保證兩個液壓缸每次下降都能保持同步。還有斗輪堆取料機尾車在下降的過程中，負(fù)載會不斷出現(xiàn)改變，使尾車兩側(cè)的下降速度出現(xiàn)不一致現(xiàn)象，而這種不同步的下降速度所產(chǎn)生的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于尾車鋼架的抗扭剛度時，斗輪堆取料機尾車臂架就會出現(xiàn)變行現(xiàn)象，從而導(dǎo)致尾車和液壓缸連接處的橫向工字鋼出現(xiàn)頻繁斷裂情況。在對斗輪堆取料機尾車進(jìn)行改造時，想要降低改造成本，可對目前的液壓系統(tǒng)先進(jìn)行改造，即把分別設(shè)置在2 個液壓缸的回油節(jié)流閥去除，然后在2 個液壓缸分流之前的主管路上安裝1 個節(jié)流閥，以此來對2 個液壓缸的回油量進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)2 個液壓缸的同步運行。但通過實驗后得出，在使用液壓缸活塞密封件一段時間以后，會出現(xiàn)磨損程度不用現(xiàn)象，使內(nèi)部產(chǎn)生泄漏問題，進(jìn)而導(dǎo)致2 個液壓缸在運行過程中，壓力油出現(xiàn)不同程度的上跳下竄現(xiàn)象，并且2 個液壓缸的回油會因為油量內(nèi)部泄漏而出現(xiàn)差別。另外，2 個液壓缸油量內(nèi)部泄漏問題無法從主管路上對節(jié)流閥調(diào)整。因此得出，斗輪堆取料機尾車變幅使用液壓缸牽引繩進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)動會隨時出現(xiàn)兩側(cè)不同步現(xiàn)象。

5 尾車液壓系統(tǒng)改造研究

想要對斗輪堆取料機尾車液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，就需要設(shè)計一種機械卷揚裝置，以此來代替之前的液壓裝置，并使其成為尾車升降的主要動力結(jié)構(gòu)。其中，機械卷揚裝置的組成包括門柱、單滑輪組、上定位裝置、三滑輪組、潤滑裝置、走臺、減速機、電機以及滾筒。

斗輪堆取料機尾車在安裝機械卷揚裝置時，首先要在尾車后部配電房平臺位置安裝一個卷揚平臺，然后在平臺上安裝減速機、電機以及滾筒，以此形成卷揚動力結(jié)構(gòu)；其次，制定一個門形支架并將其安裝在尾車前部，但需要注意的是，其高度務(wù)必要比尾車的最高點還要高；再次，因門形支架要作為尾車升降的主要支撐點，所以要在門形支架上安裝一套三輪滑輪組和兩套單輪滑輪組，同時再將一套三輪滑輪組安裝在斗輪堆取料機尾車升降牽引點位置，使鋼絲繩和滑輪組組成執(zhí)行結(jié)構(gòu)，以此來牽引尾車的升降；還有減速機可使用雙報閘裝置對尾車升降過程中的運行進(jìn)行控制，從而避免尾車在上限位出現(xiàn)鋼絲繩斷裂和報閘失效現(xiàn)象；最后，可在上限位設(shè)計一種保護裝置，然后對原有的液壓站加以利用，使其驅(qū)動兩個小油缸的同時帶動撥叉裝置，從而實現(xiàn)尾車上限的保護，進(jìn)而使斗輪堆取料機尾車安裝機械卷揚裝置的可靠性和安全性得到保證。

機械卷揚裝置的工作原理為：當(dāng)尾車開始上升時，報閘打開的同時電機也會啟動，這時減速機也開始運轉(zhuǎn)，而滾筒轉(zhuǎn)動的同時鋼絲繩也會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，然后尾車由滑輪組帶動開始上升，當(dāng)尾車上升到上限位時還要在升高30 厘米，確保上限位的撥叉可以順利插入，之后將液壓站啟動，油缸開始運行并將撥叉順利插入尾車下部使，尾車開始下降，同時低速落在上限位的保險裝置上，使限位開關(guān)得到命令開始發(fā)信號指導(dǎo)電機停止，報閘關(guān)閉；當(dāng)尾車開始下降時，報閘再次打開的同時電機也會再次出現(xiàn)啟動，使減速機受到驅(qū)動開始運轉(zhuǎn)，滾筒出現(xiàn)轉(zhuǎn)動，然后將尾車先升高30 厘米以后，再將液壓站啟動，使油缸開始運轉(zhuǎn)并帶動撥叉將上限位保險裝置打開，之后電機持續(xù)運轉(zhuǎn)使尾車一直下降到低限位位置以后再將報閘關(guān)閉，最后電機停止運轉(zhuǎn)。

斗輪堆取料機尾車安裝機械卷揚裝置的優(yōu)點有：（1）工作效率得到提高。因以前的液壓裝置變換尾車至少需要25分鐘左右，而現(xiàn)在只需要5 分鐘左右的時間，使工作效率大大提高的同時工作強度也得到降低。（2）提高了安全性。在原有的液壓系統(tǒng)中加入一個尾車上限位的保護裝置。若尾車在上限位出現(xiàn)鋼絲繩斷裂或報閘松動現(xiàn)象時，其保護裝置就會將尾車進(jìn)行固定，從而防止出現(xiàn)人員傷亡和設(shè)備事故情況。（3）降低成本。使用機械卷揚裝置，使兩個液壓缸不同步現(xiàn)象得到消除，同時尾車升降時業(yè)不會在出現(xiàn)瞬時沖擊或上下擺動情況，并且尾車鋼架橫向工字鋼也不再出現(xiàn)斷裂問題，還有尾車臂架也不會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形情況，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。

6 結(jié)語

總的來說，斗輪堆取料機尾車變幅改為機械卷揚裝置以后，通過華菱衡鋼煉鐵廠的使用，有效證明了尾車臂架不在出現(xiàn)一側(cè)低一側(cè)高的情況，同時尾車在升降的過程中也沒有出現(xiàn)瞬時沖擊或上下擺動情況，使生產(chǎn)效率得到提高的同時安全性也進(jìn)一步得到提高，進(jìn)而也降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。