提高混勻堆料機走行穩定性

黃維 張飛華

摘 要： 利用用三合一走行三輪組臺車組對混勻堆料機走行臺車組的改造，來降低輪壓，提高制動性。提高走行穩定性。

關鍵詞： 混勻堆料機；三合一減速機；走行臺車組；輪壓

1、引言

馬鋼港務原料總廠新區兩臺混勻堆料機（2#BST、3#BST）是生產混勻礦的關鍵設備，當前堆料能力為1538t/h，設計能力2000t/h。達不到設計能力的主要因素為走行機構的不穩定性。混勻堆料機工作表現為連續不間斷的進行大車往返走行，一個混勻礦大堆要堆積至少400層，因此其大車走行機構的工作穩定性顯得尤為重要。

2、設備結構及問題簡述

混勻新區的兩臺混勻堆料機走行機構共8個臺車組，北側四個臺車組設主動輪，尾車四個臺車組均為從動輪。混勻堆料機在目前生產過程中存如下問題： 走行主動輪車輪軸彎矩過大長時間高負荷導致斷裂事故，現為避免斷車軸現象，縮短周期提前更換車輪軸；走行主動輪輪壓過高，踏面產生裂紋；各走行驅動中制動器選用的是電力液壓制動器，4個制動器的制動力都要一致，但實際中4個制動器的制動力很難一致，且調整時間過長，導致滑車、啃軌現象；欲在尾車北側輪組上足添加現有一樣的一套驅動機構因輪組上空間不足難以實施。

2.1主動臺車組及主動軸結構

四臺主動臺車組的電機驅動通過彈性梅花瓣聯軸器、制動器、減速機連接齒輪箱至車輪軸。

2.2走行主動軸彎矩計算

主動臺車組行走軸斷裂的位置位置為左側軸承的軸肩處。下面對比混勻老區和新區混勻堆料機走行輪主動軸所受彎矩。

2#混堆主動輪系承受的重量為142684kg，總共8個車輪。由于1#BST與2#BST混堆主機重量相近， 為了簡化計算， 假設其重量都為150000KG， 且只對其危險截面即左側軸承的軸肩處的彎矩進行討論。

1#混堆：左側軸承的軸肩處彎矩M max = Q×B/ （ m×2×2） = 720（ N*m）式中， Q 為主機重量， 取150t； B 為軸承寬度， B=64mm； m 為主機車輪數量， m= 12。σmax = M max / W式中， W =πd2/32≈0.1W ，W為抗彎截面模量， ， D= 130mm。

2#混堆：左側軸承的軸肩處彎矩M max`=Q ×B/ （ m×2×2） = 3353. 44（ N*m） ≈4M max，式中， Q 為主機重量， 取值150t； B 為軸承寬度， B=73mm； m 為主機車輪數量， m= 8。σmax` = M max ，W n≈7.53σmax式中， W n 為抗彎截面模量， W =π/32≈0.1W ，d= 100mm， 則 W n ≈0. 455W。

通過上面的計算可以看出， 理論上因為設備自重引起的行走軸應力2#、3#混堆是1#混堆的7.53倍， 加上其他因素影響，2#混堆該位置的應力會達到是1#混堆的 8 倍或更大。

2.3主動輪臺車組輪壓計算

2#混堆為單側堆料機構，工況為鋼絲繩帶動懸臂進行俯仰動作，每層提升，上限位14°，下限位12°。

2#混堆共四組走行輪組，且為四支撐超靜定機構，每個支撐下的兩個車輪輪壓相同。G1為混堆不參與俯仰部分重力，G2為懸臂前部俯仰部位重心，e1為懸臂前部重心距整機重心偏心距，G3為懸臂后部俯仰部位重心，e2為懸臂后部重心距整機重心偏心距。軌距K=6m，輪距L=6m。

懸臂梁及懸臂膠帶機重量為56048kg，加上堆料時懸臂帶料的重量即為參與俯仰的懸臂所有重量，此處為簡化運算，視出懸臂帶料外重量均勻分布。

懸臂頭部距俯仰中心距離24.5m，懸臂尾部距俯仰中心距離8.31m，總長為L=32.81m。則懸臂前部重量為41.852kg，懸臂后部重量為14.196kg。

2#BST最大堆料能力為2000t/h。懸臂膠帶轉速為v=2.5m/s，懸臂膠帶上層帶料長度為l=23.88m。當堆料能力為2000t/h時，懸臂帶料重為5.306t。通過計算可得出A、C側每個輪上的壓力為1997739.5N，B、D側每個輪上的壓力為413926N，綜上在懸臂一側輪壓均超過250KN。由于計算時將懸臂均勻分布，實際上懸臂重心是靠近回轉重心，輪壓要比上述計算所得偏小，但亦超過250KN。

3、改造方案及應用

混勻堆料機主動臺車組改造，每個主動臺車組均增加一車輪，且使用三合一減速機來升級原驅動裝置。

4、結論

當主動臺車組車輪從8個增加到12個后，懸臂一側車輪輪壓降低到250KN以下。同時施加到主動軸上的彎矩亦極大縮小。三合一減速機的制動性能相比原電力液壓制動器提高了同步性及剎車性能。

改造臺車組后，混勻堆料機的穩定性大大提高，堆料能力提升，走行穩定。

參考文獻

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