淺談鏈斗式卸船機挖掘部分更換分析

劉長禮，王傳飛

（河北港口集團港口機械有限公司，河北 秦皇島 066000）

曹妃甸礦石二期2 臺3800t/h 鏈斗卸船機是中國北方第一批鏈斗卸船機，同時，也是鏈斗卸船機輕量化、低維護化的一個典范。這種相對新型的卸船設備，憑借其高效、節能、環保的特點，受到了港口企業的青睞。其中，挖掘部分張緊由油缸、滑輪和滑塊組合，挖掘取料頭可水平、垂直雙向浮動，更具靈活性，可補償各個方向的沖擊。由于挖掘部分直接參與取料，使用狀況、環境等條件較差，滑塊、滑輪磨損較大，礦粉容易進入臂架內側，加劇磨損。更換需要拆除，減輕重量大，怎樣確認保證平衡，需要采取什么樣的措施，是前期施工需要解決的一個重要問題（圖1）。

圖1 鏈斗式卸船機挖掘部分

1 分析

由于整個鏈斗機俯仰處于平衡系統，當拆除挖掘部分時，打破現有平衡，必須先分析研究拆除挖掘部分后，對整個平衡系統的影響是否在俯仰油缸承載范圍內。以下為前期分析研究。

1.1 挖掘部分拆除重量計算

前部鏈輪裝配1（4433）+挖掘張緊臂架2（2517）+挖掘固定臂架3（4877）+后部鏈輪裝配4（3120）+撐桿連接組件16（732）+張緊油缸B2（600）+挖掘小斗組件（676×10）+鏈條B9（700×10）=30039kg=30T；重量計算存在一定誤差。

1.2 正常情況下俯仰油缸承受載荷計算

俯仰油缸壓力表讀數：左右兩側讀數，左側14.5MPa，右側15MPa，按小值計算，單油缸壓力14.5MPa；俯仰油缸參數：缸徑：φ580mm，桿徑：φ360mm，行程：6200mm，工作壓力：25MPa，試驗壓力：37.5MPa 油缸最大工作載荷748.5 噸（壓力），拉力268.88 噸；通過壓力表數值和缸徑計算單油缸此狀態下承受壓力載荷。

式中，p 為壓強（單位：帕斯卡，符號：Pa）=14.5MPa=14.5×106Pa；F 為壓力（單位：牛頓，符號：N）；S 為受力面積（單位：平方米，符號：m2）=ΠR2=3.14×（0.58/2）2=0.26m2；F=PS=14.5×106Pa×0.26 m2=377T；

經過計算可知：單油缸承受壓力載荷為377T，雙油缸所受載荷為：754T。

1.3 平衡計算

整機處于平衡系統，力偶的合力為零；當我們拆除挖掘部分時，俯仰油缸會出現變化，其他位置不變，我們可簡單地認為，少的部分與增加的部分力偶合力為零。

30T×（54+4.6）-F1×6.5=0 經計算F1=270T；

可知兩俯仰油缸減少壓力為270T，可推算出拆除完前部挖掘部分，兩油缸還受載荷為：754T-270T=484T；

單油缸所受載荷為242T；壓力表讀數應該在9MPa 左右；

經過計算，當我們拆除完挖掘部，俯仰油缸還承受壓力載荷，在油缸所受載荷范圍內，確認安全，無需施加外力確保俯仰平衡。在拆除過程中，需要時，檢查俯仰油缸壓力表數值變化情況與計算值做參考。

2 結語

經過實際施工校驗，拆除完挖掘部后，記錄俯仰油缸壓力表數值，檢查比較計算值與實際值，壓力表數值讀數為8.5MPa；前期計算預估數值9MPa。數值偏差不大，在合理范圍內，可知前期計算基本正確，滿足設計計算要求。