淺析斗輪堆取料機中俯仰驅動

于　鵬　于　健（北方重工集團有限公司傳動設備分公司，遼寧 沈陽 110860）

淺析斗輪堆取料機中俯仰驅動

于鵬于健
（北方重工集團有限公司傳動設備分公司，遼寧 沈陽 110860）

摘 要：斗輪堆取料機作為現代工業中的一種重要設備，其應用范圍還是非常廣泛的。我國的基礎產業中的很多產業都有應用。例如：發電行業、港口行業、冶金行業、化工行業和水泥行業都有不同程度的應用。斗輪堆取料機的主要作用就是實現物料的連續裝卸。作為大型的重型設備，斗輪堆取料機有兩個非常主要的特點：第一個特點是設備的外形較為龐大；第二個特點是設備在工作的狀態下，工作載荷會隨時發生變化。要想有效的實現這兩個特點，斗輪堆取料機的俯仰運動就顯得尤為關鍵、設備的俯仰運動對于設備的整體平衡是非常關鍵的。一旦俯仰部分的設計或者選型出現失誤，就會導致設備的整體穩定性差，嚴重的有可能導致斗輪堆取料機的整體顛覆。本文主要是針對斗輪堆取料機的俯仰驅動部分做出相應的闡述和分析，同時對兩種俯仰驅動做出比較，希望可以為斗輪堆取料機的發展和創新，做出自己的微薄貢獻。

關鍵詞：斗輪堆取料機； 液壓俯仰驅動；機械俯仰；比較

鑒于俯仰驅動對于斗輪堆取料機的重要性和運動意義，俯仰驅動應該是斗輪堆取料機的研究方向。本文通過機械式的俯仰機構和液壓式的俯仰機構來對比，發現這兩者之間的優缺點，為以后的斗輪堆取料機的創新提供素材。

一、斗輪堆取料機的液壓俯仰驅動

斗輪堆取料機的主機部分的俯仰液壓裝置主要由七個主要的部件組成，這七個部件分別是：第一，俯仰液壓站；第二，液壓泵；第三，管路；第四，管接頭；第五，膠管；第六，密封圈。其中的俯仰機構的液壓站的組成部分很多，例如：電動機，電磁控制閥，溢流閥，液壓泵；液控單向閥；管接頭，壓力表，密封圈，放油閥，液位液溫計和油溫自動加熱系統等。仰俯機構的伸縮功能主要靠液壓缸來完成。在進行仰俯機構的設計過程中，要將每一個組成部分細致的計算和選型，確保仰俯機構能夠順利的工作和完成設計的功能。

俯仰驅動中的液壓系統首先要保障的是兩個工作油缸的同步性。同步性的意義在于可以實現斗輪堆取料機的整個俯仰機構的安全，可靠及平穩的進行工作。液壓泵站需要有相配套的電控系統來控制相應的動作指令。例如泵站的啟動命令，停止命令，過載保護命令等。液壓系統的整套功能要實現壓力和流量的一定范圍內的任意調整和變動。在溫度較低的環境下工作的時候，要對液壓系統中的液壓油進行自動加熱；當系統中的液壓油出現油溫過高或者油壓超標及濾油器出現堵塞的情況時，液壓系統要及時的進行報警，通過這種控制來實現液壓系統的整體過載保護。這樣就會使整個液壓系統控制仰俯油缸進行任意位置的工作和停留。

斗輪堆取料機仰俯機構如果采用液壓仰俯驅動就要清楚液壓仰俯驅動的原理。液壓仰俯驅動中的外界拉力載荷主要是通過液壓缸來完成和實現。斗輪堆取料機中的俯仰運動的速度較慢，由于運動所產生的工作慣性對于整機的平衡性能影響不是很大。對斗輪堆取料機的平衡性能影響最大的因素是在完成俯仰動作的過程中的設備重心的變化，因此，我們在進行整機平衡性能計算的時候，只需要將設備的重心變化軌跡計算出來即可，這樣就可以有效的防止整機設備出現傾翻的現象，有效的避免因設備傾翻出現的安全事故。

整機設備的重心計算過程中，我們要以設備的回轉重心作為參考點來進行計算。重心的左側的所有的質點對于重心的力矩的總和要和重心的右側的所有的質點對于重心的力矩的總和相同。這就是我們在進行重心計算的過程中應用的計算原理。通過實際的計算我們可以得出斗輪堆取料機的設備重心的位置在一定的情況下是安全的。這種情況就是斗輪堆取料機的各種工作情況下的重心的實際位置都在回轉軌道的回轉圓半徑的范圍內即可。滿足這樣的條件，設備的整機平衡性能就會被保持，設備不會出現傾覆的現象。

以上的闡述和分析就是針對液壓系統的俯仰驅動。下面再來介紹機械形式的俯仰驅動，這樣的對比效果就會更加的直觀。

二、斗輪堆取料機的機械俯仰驅動

斗輪堆取料機的機械俯仰驅動主要有五個組成部分，這五個組成部分分別是：第一卷揚裝置；第二是動滑輪組；第三是平衡安全裝置；第四是定滑輪組；第五是鋼絲繩。其中的卷揚裝置也是有很多的部件組成，例如：電動機，雙極制動器，減速機和卷筒等。本文提及的制動器主要是才用的電力液壓的形式。推動器Ed型帶下降閥，調整下降閥，可使推動器下降時間五級延長，減少沖擊。 機械俯仰機構中的卷揚系統設有平衡卷筒，這樣可以讓整個設備的俯仰系統受力平衡，保障了在繩索一邊斷裂的情況下的正常工作。

關于機械方式的俯仰機構的穩定行問題，還是要介紹設備的重心的計算方式。這種中心的餓計算方式和液壓形式的俯仰機構的計算方式基本上是一致的。但是機械方式的俯仰機構的平衡性能還有一個另外的條件，這種條件是由于設備的自身的特點來決定的。由于機械俯仰型式中俯仰角度的改變主要是由鋼絲繩卷揚來影響的，而鋼絲繩與液壓油缸最大的區別在于，液壓油缸既可以承受拉力，也可以承受壓力，而鋼絲繩只可以承受拉力，不可以承受壓力，所以當后部配重部分相對鉸點的力矩小于前部的力矩之和時，由鋼絲繩承受拉力并抵消力矩差部分，而當后部配重部分相對鉸點的力矩超過了前部的力矩之和時，鋼絲繩不能承受壓力，便會發生前部懸臂被抬起，設備后翻，釀成事故，所以在實際應用機械俯仰時，一定要保證在任何時候配重的力矩不超過前部力矩，使得鋼絲繩在許用拉力范圍內始終承受拉力。

正是由于上述的兩者的不同，才在造價上和結構上有很大的差距，有時候會造成幾倍甚至十幾倍的差距。如果單從經濟的方面來進行考量，機械形式的俯仰驅動無疑是更加實用的，但是由于機械形式的俯仰驅動采用的鋼絲繩的受力范圍的局限，導致了斗輪堆取料機不能夠進行臂架的進一步加長，影響了堆取料機的能力的增加。正是由于機械俯仰形式的這種局限性，所以當堆取料機的工作能力較大或者懸臂較長的時候，使用機械俯仰形式將會很困難，只能使用液壓俯仰形式，并依靠增加配重在空載時大幅度后調重心來應對滿載時重心前移的情況，而相對昂貴的液壓俯仰帶來的這些優點是機械俯仰形式望塵莫及的。

參考文獻

[1]邵明亮，于國飛，耿華，等.斗輪堆取料機[M].北京：化學工業出版社，2007.

[2]劉勤國，張起偉，任改運.斗輪堆取料機使用、維護和檢修[M].北京：化學工業出版社.

中圖分類號：TH237

文獻標識碼：A