斗轮堆取料机两种俯仰形式的对比分析

斗轮堆取料机两种俯仰形式的对比分析
作者：孙玉东王晓生
来源：《科技创新与应用》2015年第15期
摘要：随着我国经济的快速发展，斗轮堆取料机在我国的矿场、电厂、港口码头等地方的使用逐渐增多，通过使用斗轮堆取料机可以较为方便的完成物料短距输送与装卸，是一种非常实用的机械设备。

其中，在斗轮堆取料机的动作中，其俯仰动作是一种较为常用的动作，其通过采用相应的俯仰驱动来带动悬臂、悬臂传送带一级斗轮和配重的运动，同时由于斗轮堆取料机常年工作在露天的环境中，选用合理的俯仰驱动方式对于斗轮堆取料机的稳定性与可靠性有着巨大的影响。

文章将就斗轮堆取料机的俯仰驱动方式进行介绍.
关键词：斗轮堆取料机；俯仰方式；优缺点
前言
随着经济的快速发展，斗轮堆取料机是一种能够高效进行散装料的大型设备，现今广泛使用于各种港口、码头以及发电厂中的存储料堆取作业中，其装卸能力可以达到每小时万吨以上。

其中斗轮堆取料机的俯仰是其动作的重要一种，对于进行堆取料的作业有着重要的作用。

由于堆取料机长期处于露天作业下，周边的环境对其工作特性有着重要的影响，文章将就斗轮堆取料机的两种俯仰特性进行介绍。

1 斗轮堆取料机的机械俯仰形式
斗轮堆取料机主要是由斗轮机构、回转机构、带式输送机、尾车以及俯仰与运行机构等组成，其中斗轮堆取料机的俯仰主要是通过带动悬臂中的斗轮机构、回转机构等的上下运动。

斗轮堆取料机的机械俯仰采用的是卷扬机带动钢丝来提升或降低悬臂，斗轮堆取料机的机械俯仰主要是由电动卷扬机、动/定滑轮组，悬臂平衡装置以及钢丝绳的组成，其中钢丝卷扬驱动机构采用的是由电动机通过减速机构来带动卷扬机旋转，通过钢丝绳来带动悬臂以及回转机构和斗轮机构等运动，对于斗轮堆取料机俯仰机构的制动采用的是电力液压式的制动方式，推动器Ed型带下降阀，通过下降阀进行一定的调整可以有效的延长推动器的下降时间，从而减少因下降所带来的冲击力，延长斗轮堆取料机的使用寿命。

由于斗轮堆取料机的悬臂的吊升采用的双钢丝绳的方式，因此，在斗轮堆取料机的钢丝绳卷扬系统中，需要采用平衡卷筒来确保两侧钢丝绳的受力保持均衡，避免因钢丝绳受力不均而导致的钢丝绳断裂，同时还需要确保当一根钢丝绳因故障发生断裂时，斗轮堆取料机的悬臂梁不会坠落而产生事故。

在进行斗轮堆取料机的机械俯仰形式的稳定性计算时，也需要对整个斗轮堆取料机的重心进行一定的计算，从而确保斗轮堆取料机的悬臂在进行运动时斗轮堆取料机的重心保持稳定，不会由于斗轮堆取料机的悬臂运动而产生不稳定现象。

在完成了对于斗轮堆取料机的重心计算
基础上还需要额外考虑一个问题，就是钢丝绳的拉力问题，相较于采用液压斗轮堆取料机俯仰驱动方式，由于液压油缸既可以承受拉力又可以承受压力，而钢丝绳仅可以承受拉力，而无法承受一定的压力，在斗轮堆取料机进行动作时，斗轮堆取料机的悬臂的动作是通过卷扬机来带动钢丝绳的运动而实现的，在进行俯仰运动时，当运动到一定的角度导致斗轮堆取料机的后部配重部分相对铰点的力矩要小于前部的力矩之和时，俯仰结构中所采用的钢丝绳仅仅需要承受的是以上两者之间的差值拉力，而当后部配重部分相对铰点的力矩超过了前部的力矩之和时，而此时钢丝绳不受力，从而导致斗轮堆取料机的悬臂梁上升，当上升到一定的程度而导致斗轮堆取料机的整体重心发生变化，极易造成斗轮堆取料机后翻，以此导致危险事故的发生。

因此，在斗轮堆取料机的机械俯仰动作中，要时刻注意保持配重的力矩不超过前部力矩，并确保钢丝绳的实际拉力控制在允许的范围内，从而确保斗轮堆取料机机械俯仰的正常运行。

相较于斗轮堆取料机的液压俯仰机构，两者由于结构形式的不同导致斗轮堆取料机在整体结构方面也存在着一定的差别，从而导致斗轮堆取料机的整体造价存在的着很大的差异，严重的情况下两种形式的造价甚至相差数倍，因此，如果从斗轮堆取料机的经济性方面进行考虑，斗轮堆取料机的机械俯仰形式具有较大的优势，但是，由于斗轮堆取料机机械俯仰形式中所采用的钢丝绳所承受的拉力有限，因此，在需要进行大吨位的原料装载输送或者是斗轮堆取料机的悬臂较长时，由于斗轮堆取料机前段的斗轮结构、回转结构以及皮带输送机构的重量较重，这样就会造成斗轮堆取料机机械俯仰中的钢丝绳所承受的附加拉力增大，而且由于并且由悬臂物料产生的前部重力也会使堆取料机的重心前移很多，使得斗轮堆取料机的整体重心存在着极大的偏差，从而造成斗轮堆取料机具有极大的前倾风险。

由于斗轮堆取料机具有以上介绍的这些缺点，导致机械俯仰在斗轮堆取料机的使用中存在着较大的局限性，在一些大型的或者是悬臂较长的斗轮堆取料机中无法使用机械俯仰，而只能依靠液压俯仰驱动，且仅能依靠增加配重在空载时的大幅度后调重心来解决由于悬臂过长等而导致的重心前移的问题，这一问题采用斗轮堆取料机机械俯仰驱动方式是无法解决的。

2 斗轮堆取料机的液压俯仰驱动形式
以上通过对斗轮堆取料机的机械俯仰驱动进行了介绍，机械俯仰驱动适用于悬臂较短或者是斗轮机构较小的斗轮堆取料机。

而采用液压俯仰驱动形式则可以规避这些问题，下文将就斗轮堆取料机的液压俯仰驱动进行介绍。

斗轮堆取料机的液压俯仰驱动组成：斗轮堆取料机的液压俯仰驱动主要是由俯仰液压站、液压锁块、液压缸、管路、管接头、胶管、密封圈等组成。

俯仰液压站由电动机、液压泵、电磁控制阀、滤油器、溢流阀、液控单向阀、闸阀、管路、管接头、密封圈、压力表、液位液温计、放油阀、油温自动加热系统等组成。

其主要动作主要是通过液压系统来驱动液压缸的伸缩来完成斗轮堆取料机的悬臂的升降的。

其中斗轮堆取料机液压俯仰系统中的液压泵站可进行泵的启动、停止、卸荷（超压保护）控制，系统的压力、流量可在允许的范围内任意调节，在环境温度过低时，可对油液加热，当超温、超压及滤油器堵塞时，可提供报警信号，从而实现超
载保护，可以使俯仰油缸在任意位置停留及保持。

在液压驱动的型式下，由于液压油缸可以承受拉力也可以承受压力，相较于机械俯仰驱动形式，液压俯仰运动速度相对较慢，运动的惯性对整体的平衡影响并不大，对设备平衡影响最大的地方在于俯仰过程中重心的变化，所以我们只需正确的计算出设备的重心便可以防止设备倾翻。

在进行斗轮堆取料机的重心计算时，需要结合斗轮堆取料机的机构形式来计算重心，同时由于斗轮堆取料机的特性我们知道重心左侧所有质点对重心的力矩之和等于重心右侧所有质点对重心的力矩之和，当完成了对于斗轮堆取料机重心的计算后，则只要堆取料机在各个工况时重心的位置始终保持在回转轨道圆内按照一定的安全系数计算出的一个安全圆之内，便可以确保斗轮堆取料机在运行的过程中不会发生危险，通过对比可以发现，相对于斗轮堆取料机的机械俯仰驱动形式，斗轮堆取料机的液压俯仰驱动形式具有较大的优点，但是由于不同的俯仰形式也会造成斗轮堆取料机的结构存在一定的差别，从而导致两中形式之间的价格存在极大的差异。

因此，需要结合形式选用合适的俯仰形式。

3 结束语
斗轮堆取料机是一种在港口、发电厂、码头等广泛应用的原料连续装卸的重型设备，其中斗轮堆取料机俯仰机构是控制斗轮堆取料机悬臂梁进行上下运动的重要机构，对于斗轮堆取料机的正常工作有着十分重要的意义，文章通过对斗轮堆取料机的两种主要的俯仰机构形式进行介绍及对比，并对两种俯仰形式的优缺点进行了一定的说明。

参考文献
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