斗輪堆取料機(jī)兩種俯仰形式的對比分析

孫玉東　王曉生

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，斗輪堆取料機(jī)在我國的礦場、電廠、港口碼頭等地方的使用逐漸增多，通過使用斗輪堆取料機(jī)可以較為方便的完成物料短距輸送與裝卸，是一種非常實(shí)用的機(jī)械設(shè)備。其中，在斗輪堆取料機(jī)的動作中，其俯仰動作是一種較為常用的動作，其通過采用相應(yīng)的俯仰驅(qū)動來帶動懸臂、懸臂傳送帶一級斗輪和配重的運(yùn)動，同時(shí)由于斗輪堆取料機(jī)常年工作在露天的環(huán)境中，選用合理的俯仰驅(qū)動方式對于斗輪堆取料機(jī)的穩(wěn)定性與可靠性有著巨大的影響。文章將就斗輪堆取料機(jī)的俯仰驅(qū)動方式進(jìn)行介紹.

關(guān)鍵詞：斗輪堆取料機(jī)；俯仰方式；優(yōu)缺點(diǎn)

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，斗輪堆取料機(jī)是一種能夠高效進(jìn)行散裝料的大型設(shè)備，現(xiàn)今廣泛使用于各種港口、碼頭以及發(fā)電廠中的存儲料堆取作業(yè)中，其裝卸能力可以達(dá)到每小時(shí)萬噸以上。其中斗輪堆取料機(jī)的俯仰是其動作的重要一種，對于進(jìn)行堆取料的作業(yè)有著重要的作用。由于堆取料機(jī)長期處于露天作業(yè)下，周邊的環(huán)境對其工作特性有著重要的影響，文章將就斗輪堆取料機(jī)的兩種俯仰特性進(jìn)行介紹。

1 斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰形式

斗輪堆取料機(jī)主要是由斗輪機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、帶式輸送機(jī)、尾車以及俯仰與運(yùn)行機(jī)構(gòu)等組成，其中斗輪堆取料機(jī)的俯仰主要是通過帶動懸臂中的斗輪機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等的上下運(yùn)動。斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰采用的是卷揚(yáng)機(jī)帶動鋼絲來提升或降低懸臂，斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰主要是由電動卷揚(yáng)機(jī)、動/定滑輪組，懸臂平衡裝置以及鋼絲繩的組成，其中鋼絲卷揚(yáng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用的是由電動機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)來帶動卷揚(yáng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過鋼絲繩來帶動懸臂以及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和斗輪機(jī)構(gòu)等運(yùn)動，對于斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)的制動采用的是電力液壓式的制動方式，推動器Ed型帶下降閥，通過下降閥進(jìn)行一定的調(diào)整可以有效的延長推動器的下降時(shí)間，從而減少因下降所帶來的沖擊力，延長斗輪堆取料機(jī)的使用壽命。由于斗輪堆取料機(jī)的懸臂的吊升采用的雙鋼絲繩的方式，因此，在斗輪堆取料機(jī)的鋼絲繩卷揚(yáng)系統(tǒng)中，需要采用平衡卷筒來確保兩側(cè)鋼絲繩的受力保持均衡，避免因鋼絲繩受力不均而導(dǎo)致的鋼絲繩斷裂，同時(shí)還需要確保當(dāng)一根鋼絲繩因故障發(fā)生斷裂時(shí)，斗輪堆取料機(jī)的懸臂梁不會墜落而產(chǎn)生事故。

在進(jìn)行斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰形式的穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，也需要對整個(gè)斗輪堆取料機(jī)的重心進(jìn)行一定的計(jì)算，從而確保斗輪堆取料機(jī)的懸臂在進(jìn)行運(yùn)動時(shí)斗輪堆取料機(jī)的重心保持穩(wěn)定，不會由于斗輪堆取料機(jī)的懸臂運(yùn)動而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。在完成了對于斗輪堆取料機(jī)的重心計(jì)算基礎(chǔ)上還需要額外考慮一個(gè)問題，就是鋼絲繩的拉力問題，相較于采用液壓斗輪堆取料機(jī)俯仰驅(qū)動方式，由于液壓油缸既可以承受拉力又可以承受壓力，而鋼絲繩僅可以承受拉力，而無法承受一定的壓力，在斗輪堆取料機(jī)進(jìn)行動作時(shí)，斗輪堆取料機(jī)的懸臂的動作是通過卷揚(yáng)機(jī)來帶動鋼絲繩的運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)的，在進(jìn)行俯仰運(yùn)動時(shí)，當(dāng)運(yùn)動到一定的角度導(dǎo)致斗輪堆取料機(jī)的后部配重部分相對鉸點(diǎn)的力矩要小于前部的力矩之和時(shí)，俯仰結(jié)構(gòu)中所采用的鋼絲繩僅僅需要承受的是以上兩者之間的差值拉力，而當(dāng)后部配重部分相對鉸點(diǎn)的力矩超過了前部的力矩之和時(shí)，而此時(shí)鋼絲繩不受力，從而導(dǎo)致斗輪堆取料機(jī)的懸臂梁上升，當(dāng)上升到一定的程度而導(dǎo)致斗輪堆取料機(jī)的整體重心發(fā)生變化，極易造成斗輪堆取料機(jī)后翻，以此導(dǎo)致危險(xiǎn)事故的發(fā)生。因此，在斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰動作中，要時(shí)刻注意保持配重的力矩不超過前部力矩，并確保鋼絲繩的實(shí)際拉力控制在允許的范圍內(nèi)，從而確保斗輪堆取料機(jī)機(jī)械俯仰的正常運(yùn)行。相較于斗輪堆取料機(jī)的液壓俯仰機(jī)構(gòu)，兩者由于結(jié)構(gòu)形式的不同導(dǎo)致斗輪堆取料機(jī)在整體結(jié)構(gòu)方面也存在著一定的差別，從而導(dǎo)致斗輪堆取料機(jī)的整體造價(jià)存在的著很大的差異，嚴(yán)重的情況下兩種形式的造價(jià)甚至相差數(shù)倍，因此，如果從斗輪堆取料機(jī)的經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行考慮，斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰形式具有較大的優(yōu)勢，但是，由于斗輪堆取料機(jī)機(jī)械俯仰形式中所采用的鋼絲繩所承受的拉力有限，因此，在需要進(jìn)行大噸位的原料裝載輸送或者是斗輪堆取料機(jī)的懸臂較長時(shí)，由于斗輪堆取料機(jī)前段的斗輪結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及皮帶輸送機(jī)構(gòu)的重量較重，這樣就會造成斗輪堆取料機(jī)機(jī)械俯仰中的鋼絲繩所承受的附加拉力增大，而且由于并且由懸臂物料產(chǎn)生的前部重力也會使堆取料機(jī)的重心前移很多，使得斗輪堆取料機(jī)的整體重心存在著極大的偏差，從而造成斗輪堆取料機(jī)具有極大的前傾風(fēng)險(xiǎn)。

由于斗輪堆取料機(jī)具有以上介紹的這些缺點(diǎn)，導(dǎo)致機(jī)械俯仰在斗輪堆取料機(jī)的使用中存在著較大的局限性，在一些大型的或者是懸臂較長的斗輪堆取料機(jī)中無法使用機(jī)械俯仰，而只能依靠液壓俯仰驅(qū)動，且僅能依靠增加配重在空載時(shí)的大幅度后調(diào)重心來解決由于懸臂過長等而導(dǎo)致的重心前移的問題，這一問題采用斗輪堆取料機(jī)機(jī)械俯仰驅(qū)動方式是無法解決的。

2 斗輪堆取料機(jī)的液壓俯仰驅(qū)動形式

以上通過對斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰驅(qū)動進(jìn)行了介紹，機(jī)械俯仰驅(qū)動適用于懸臂較短或者是斗輪機(jī)構(gòu)較小的斗輪堆取料機(jī)。而采用液壓俯仰驅(qū)動形式則可以規(guī)避這些問題，下文將就斗輪堆取料機(jī)的液壓俯仰驅(qū)動進(jìn)行介紹。

斗輪堆取料機(jī)的液壓俯仰驅(qū)動組成：斗輪堆取料機(jī)的液壓俯仰驅(qū)動主要是由俯仰液壓站、液壓鎖塊、液壓缸、管路、管接頭、膠管、密封圈等組成。俯仰液壓站由電動機(jī)、液壓泵、電磁控制閥、濾油器、溢流閥、液控單向閥、閘閥、管路、管接頭、密封圈、壓力表、液位液溫計(jì)、放油閥、油溫自動加熱系統(tǒng)等組成。其主要?jiǎng)幼髦饕峭ㄟ^液壓系統(tǒng)來驅(qū)動液壓缸的伸縮來完成斗輪堆取料機(jī)的懸臂的升降的。其中斗輪堆取料機(jī)液壓俯仰系統(tǒng)中的液壓泵站可進(jìn)行泵的啟動、停止、卸荷（超壓保護(hù)）控制，系統(tǒng)的壓力、流量可在允許的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，在環(huán)境溫度過低時(shí)，可對油液加熱，當(dāng)超溫、超壓及濾油器堵塞時(shí)，可提供報(bào)警信號，從而實(shí)現(xiàn)超載保護(hù)，可以使俯仰油缸在任意位置停留及保持。在液壓驅(qū)動的型式下，由于液壓油缸可以承受拉力也可以承受壓力，相較于機(jī)械俯仰驅(qū)動形式，液壓俯仰運(yùn)動速度相對較慢，運(yùn)動的慣性對整體的平衡影響并不大，對設(shè)備平衡影響最大的地方在于俯仰過程中重心的變化，所以我們只需正確的計(jì)算出設(shè)備的重心便可以防止設(shè)備傾翻。在進(jìn)行斗輪堆取料機(jī)的重心計(jì)算時(shí)，需要結(jié)合斗輪堆取料機(jī)的機(jī)構(gòu)形式來計(jì)算重心，同時(shí)由于斗輪堆取料機(jī)的特性我們知道重心左側(cè)所有質(zhì)點(diǎn)對重心的力矩之和等于重心右側(cè)所有質(zhì)點(diǎn)對重心的力矩之和，當(dāng)完成了對于斗輪堆取料機(jī)重心的計(jì)算后，則只要堆取料機(jī)在各個(gè)工況時(shí)重心的位置始終保持在回轉(zhuǎn)軌道圓內(nèi)按照一定的安全系數(shù)計(jì)算出的一個(gè)安全圓之內(nèi)，便可以確保斗輪堆取料機(jī)在運(yùn)行的過程中不會發(fā)生危險(xiǎn)，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，相對于斗輪堆取料機(jī)的機(jī)械俯仰驅(qū)動形式，斗輪堆取料機(jī)的液壓俯仰驅(qū)動形式具有較大的優(yōu)點(diǎn)，但是由于不同的俯仰形式也會造成斗輪堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)存在一定的差別，從而導(dǎo)致兩中形式之間的價(jià)格存在極大的差異。因此，需要結(jié)合形式選用合適的俯仰形式。

3 結(jié)束語

斗輪堆取料機(jī)是一種在港口、發(fā)電廠、碼頭等廣泛應(yīng)用的原料連續(xù)裝卸的重型設(shè)備，其中斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)是控制斗輪堆取料機(jī)懸臂梁進(jìn)行上下運(yùn)動的重要機(jī)構(gòu)，對于斗輪堆取料機(jī)的正常工作有著十分重要的意義，文章通過對斗輪堆取料機(jī)的兩種主要的俯仰機(jī)構(gòu)形式進(jìn)行介紹及對比，并對兩種俯仰形式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了一定的說明。

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