斗輪機臂架皮帶張緊形式創新

王東升

舟山市衢黃港口開發建設有限公司

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斗輪機臂架皮帶張緊形式創新

王東升

舟山市衢黃港口開發建設有限公司

摘 要：分析了斗輪機懸臂皮帶不同張緊形式的優缺點，創新設計了新的皮帶張緊形式，在新采購的斗輪機上試用后，設備使用可靠性得到了有效提升。

關鍵詞：斗輪機； 臂架皮帶； 張緊形式

1前言

舟山市衢山港區鼠浪島擬建年吞吐量為7 500萬t散貨中轉碼頭。該島為懸水孤島，陸域堆場是吹沙填海而成，雖然經過荷載10 m的預壓載，但堆場及軌道沉降還是比較嚴重，其中堆場配置額定生產率堆料7 500 t/h、取料6 000 t/h的斗輪堆取料機。根據上述情況，既要使設計的斗輪機符合額定生產率，又要控制斗輪機的總重和輪壓符合軌道的要求，把臂架皮帶張緊形式作為減重的一個突破口。懸臂皮帶張緊裝置，除了考慮整體減重以外，安全方便快捷的調整也是必須考慮的重點。另外，懸臂皮帶作為易損物件，從使用成本和設計上考慮，延長皮帶的壽命也是很有必要的。經過分析以及與生產廠家的探討，通過優化設計，最終創新了臂架皮帶張緊形式，解決了上述問題。

2斗輪機主要張緊形式分析

斗輪機的懸臂皮帶機的張緊裝置是為懸臂皮帶的正常運轉提供張緊力，使皮帶和驅動滾筒之間產生足夠的摩擦力，保證傳動滾筒帶動皮帶正常運轉。具體來說，皮帶機張緊裝置必須滿足皮帶在最小張力區域的最小垂度條件；必須保證皮帶在驅動滾筒分離點有足夠的張力；能夠補償皮帶運行一段時間后的伸長量。

目前國內外港口的斗輪機上配置的皮帶機張緊裝置主要有重錘張緊、螺旋張緊、液壓張緊等3種。

2.1重錘張緊裝置

重錘張緊裝置由張緊框架、重錘塊和張緊滾筒的合重力產生的張緊力張緊皮帶，通過配重塊的增減來調整皮帶的張緊力。由于機上的空間比較小，整個張緊裝置結構比較緊湊。

這種形式的優點是調節方便可靠，確保驅動滾筒有合理的張緊力，但缺點是由于臂架上增加了配重，包括臂架在內的整機的其余的相應部位都需要加強，導致整臺設備重量增加很多，從而大幅度增加了輪壓。另外，這種張緊裝置還存在一個致命的安全隱患，就是為了減重，一般把張緊裝置設計在盡量靠起伏鉸點位置，這樣導致在懸臂皮帶突然斷裂時，4根保險鋼絲繩由于在斷裂的瞬間不可能同時受力，也會有很大的概率出現斷裂，導致配重下方的大車行走的驅動、地面的水管、噴槍或地面皮帶及機架被砸壞。因此，現在這種張緊形式在通過填?；蛘邍Ｐ纬傻亩褕錾匣疽呀浱蕴?。

2.2螺旋張緊裝置

根據驅動設置部位的不同，螺旋張緊裝置也分為臂架頭部張緊、中部張緊和尾部張緊。這種張緊形式原理簡單，即通過張緊螺桿上螺母的正反方向的轉動，實現張緊滾筒張緊和釋放。

頭部張緊由于受斗輪和頭部料斗位置的影響，可調的距離不是太大，在1 m左右。如果離斗輪頭部距離過近，在往皮帶機一側取料時，會發生臂架頭部凸出部位與堆場礦石干涉的現象。

尾部張緊根據驅動的位置是否在尾部分2種：

一種是驅動在尾部，包括尾部帶驅動整體移動和只移動驅動滾筒。尾部帶驅動整體移動，例如采用滑道方式，優點是克服了頭部張緊的缺陷，缺點是調整困難，調整部位容易損壞，現在很少采用；只移動驅動滾筒的方式是其余的齒輪箱和電機不動，通過萬向節帶動驅動滾筒，這種方式優點是調整方便，缺點是調整距離不多，萬向節容易損壞，只能作為頭部調整時距離不夠時的補充方式。尾部調整有一個比較大的問題，由于臂架的回轉中心已經固定了，如果要增大尾部滾筒調節的距離，必須要增大回轉平臺，而回轉半徑增加以后，會與中繼尾車相關部位干涉，使中繼尾車與主機的貼合度大大降低，因此會比較大地增大整機的重量。

另一種是驅動不在尾部，可以在臂架中間或者靠近尾部的位置，尾部滾筒調整的距離可以比頭部滾筒長，但調整不方便，與頭尾部張緊相比，多了2只改向滾筒，相應的鋼構量增加較多。

上述螺旋張緊的最大的缺點是調節只能根據個人的經驗來進行，會出現多次調整的情況。另外在皮帶使用一段時間后，調整時間控制不好，經常出現過調導致皮帶人為拉長損壞，或者調整不到位導致皮帶打滑的情況。

2.3液壓張緊裝置

液壓張緊裝置是為了解決螺旋張緊裝置存在的最大缺點而設計的，分為手動張緊和自動液壓張緊兩種形式。

手動液壓張緊裝置的優點是可以解決螺旋張緊花費時間比較長的問題，一次性調整到位，通過手動液壓站上壓力表的顯示直接換算成張緊力，在到位后鎖死液壓回路。缺點是由于回路中始終保持壓力，再加上該調整部位震動比較大，連接油管等連接部位容易松動，使油液泄露導致油壓降低，張緊力不夠而打滑。

自動液壓張緊是為了克服手動張緊存在的問題而設計制造的。其優點是：張緊力自動可調，可與整機控制系統連接，實現遠距離調控。但在應用中也發現一些問題，如設備的響應速度跟不上皮帶張緊力連續變化時的要求，不能滿足皮帶恒張力控制的要求；液壓元件存在重復性誤差和壓力的重疊誤差，導致張緊力調整過程不可控，經常出現過調或欠調的問題。這些問題可能影響控制的精度和系統的安全性。

3新的張緊形式

經過對各種張緊形式的分析，發現沒有一種現成的張緊形式符合要求。通過綜合分析上述3種張緊裝置的優缺點，創新設計了一種臂架皮帶張緊裝置，能較好的滿足上述要求，見圖1。

1.改向滾筒 　2.手動液壓張緊油缸 　3.彈簧緩存器 　4.張緊滾筒 　5.直塊張緊框架　6.斜撐圖1　新的張緊形式

(1)將臂架皮帶張緊形式設計成垂直于臂架的張緊框架。這種形式的框架在皮帶啟動、停止時會晃動。為了釋放這種左右晃動的力，整個框架與臂架采用鉸點形式相連，并采用2根與臂架相連的斜撐進行約束，以避免框架左右晃動幅度過大。

(2)采用手動液壓站加2根液壓油缸作為頂升動力源，根據壓力表的顯示調到預定的力，并通過銷軸將液壓油缸相連的水平橫梁與框架固定。

(3)在皮帶啟動和停止的時候，皮帶會被拉伸或者產生裕量，張緊力變化較大，重錘垂直塊張緊能夠迅速地做相應的調整，使皮帶的張緊力保持恒定，從而延長皮帶的使用壽命。為了解決張緊力的變化，在液壓油缸相連的水平橫梁與滾筒軸承座固定的水平橫梁之間增加一個彈簧緩存器，用來緩和張緊力的變化，從而達到延長皮帶的使用壽命的目的。

4結語

該設計方案吸取重錘垂直塊張緊和液壓張緊的優點，既減輕整機的重量，減少輪壓，又能適應皮帶張緊力變化，并且調整的長度可以達到1.5 m以上。在新的斗輪機上安裝使用后，達到了預設目標。

參 考 文 獻

[1]王東升，鄭鐵樹. 礦石抓斗導向輪卡死原因及其解決方法[J]. 港口裝卸，2015(1)：25-26.

王東升: 315800, 浙江省寧波市北侖大碶香榭家園11幢504室

Innovation of the Tensioning Form of the Belt in Bucket Wheel Machine's Cantilever

Zhoushan Quhuang Port Development and Construction Co., Ltd.Wang Dongsheng

Abstract：This paper analyses the advantages and disadvantages of the different tensioning form of the belt in bucket wheel machine's cantilever belt and innovative designs the new belt tensioning form. The results of applying on the new bucket wheel machine show solving the above problems and improving the reliability of equipment.

Key words：bucket wheel machine; belt in cantilever; tensioning form

收稿日期：2016-01-23

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2016.03.020