悬臂斗轮堆取料机配重的校核与调整

悬臂斗轮堆取料机配重的校核与调整　天津大港发电厂摘孙文庆　要：针对悬臂斗轮堆取料机配重的校核提出了１种间接测定接地力的方法，即通过悬臂升降液压缸上　下油腔压力计算出液压缸受力，进一步推算出堆取料机的接地力，从而确定配重安装量。　关键词：悬臂式斗轮堆取料机；接地力；液压缸受力　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　ｅｘｅｒｔｅｄ　ｏｎ　ｇｒｏｕｎｄ　ｂｙ　ｂｕｃｋ￣ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｈｅｃｋ　ｃａｎｔｌｉｅｖｅｒ　ｂｕｃｋ￣一ｗｈｅｅｌ　ｓｔａｃｋｅｒ／ｒｅｃｌａｉｍｅｒ　ｃｏｕｎｔｅｒ—ｗｅｉｇｈｔ，ｗｏｒｋｉｎｇ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ｆｏｒｃｅ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｆｏｒｃｅ　ｅｘｅｒｔｅｄ　ｏｎ　ｇｒｏｕｎｄ　ｂｙ　ｂｕｃｋｅｔ　ａｎｄ　ｈｔｕｓ　ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｈｔｇ　ｖａｌｕｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ　ｂｕｃｋｅｔ　ｗｈｅｅｌ　ｓｔａｃｋｅｒ／ｒｅｃｌａｉｍｅｒ；ｆｏｒｃｅ　ｅｘｅｒｔｅｄ　ｏｎ　ｇｒｏｕｎｄ　ｂｙ　ｂｕｃｋｅｔ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ｆｏｒｃｅ　１悬臂斗轮堆取料机配重的作用与安装　悬臂式堆取料机配重的作用：（１）减小俯仰机　构液压缸的受力；（２）减小俯仰驱动电机的功率；　（３）调整设备回转以上部分重心的位置。　堆取料机配重通常根据其不同的种类采用不同　的安装方法。一般配重采用铸铁块、混凝土块、箱　装混凝土３种材料。安装时应使悬臂处于水平位　置，配重安装前应当完成除配重外其他部件安装的　全部工作量，以确保设备重量正确分布。　测定接地力时悬臂应在水平位置即俯仰角度为　大会使俯仰装置液压缸受拉力过大，存在俯仰系统　前倾或后仰倾覆的重大隐患。　２堆取料机及其俯仰钢结构的参数与存在　的问题　２．１堆取料机及其俯仰钢结构的参数　大港发电厂一期油机技改工程输煤系统改造项　目新建１台悬臂斗轮堆取料机。主要控制参数：堆　料能力１　２００　ｔ／ｈ；取料能力１　０００　ｔ／ｈ；回转半径　３２．５　ｍ。其俯仰钢结构部分包括悬臂梁、前后拉　杆、配重梁、双Ｌ梁等。悬臂梁由２个全腹板工字　梁构成，悬臂后部支撑在双Ｌ梁上。悬臂梁前部为　０ｏ，测定时应使俯仰系统部件全部安装完毕。接地　力是指俯仰系统在某一俯仰角度时斗轮由地面所承　受的载荷大小，此时俯仰系统的液压缸不受力。对　一局部框架结构用以支撑斗轮及其驱动装置，悬臂梁　上安装悬臂带式输送机。双Ｌ梁是俯仰钢结构的主　要受力支撑件，其下部通过４个铰轴分别与回转钢　般堆取料机其接地力在俯仰角度范围内是变化　的。通常下俯时数值较大，上仰时数值较小。俯仰　系统的机构和几何参数不同，所确定的下俯位置的　接地力的数值也不同。　根据安装说明一般将８０％～９５％的配重安装　到位，余下部分配重通过测量的方式安装。配重量　的大小和调整方法通常由设计制造商提供。调整时　一结构铰轴座及２个液压缸连接。双Ｌ梁为双Ｌ型结　构，上下分为２段，中间采用高强度螺栓连接，用　于支撑悬臂梁、拉杆、配重梁、配重等部件，结构　型式见图１。悬臂斗轮堆取料机主要部件重量及参　考尺寸见表１。　般采用测接地力的方法安装配重调整块。安装时　将液压缸解开，用汽车起重机将悬臂端部的斗轮从　中心部位吊起，通过起重机上的电子秤称量斗轮处　的重力大小。边添加配重边称量，直到配重量满足　要求。最终配重的安装应特别慎重，配重安装调整　不足或过大对设备都不利，配重量不足会导致俯仰　液压系统过载，回转以上部分重心前移；配重量过　《起重运输机械》　２００６（９）　图１塔架　・－——７９・－——　维普资讯 http://www.cqvip.com

表１悬臂斗轮堆取料机主要部件重量及参考尺寸　名称　数量　重量／ｔ　参考尺寸　门座架　１　１９　６　ｍ×６　ｍ×２．７　ｍ　悬臂梁　１　１５　３０　ｍ×３．２　ｍ×０．８５　ｍ　钢结构上体　１　１３．６　１０　ｍ×３．４　ｍ×１．８５　ｍ　钢结构下体　１　１５　４．８　ｍ×３．２　ｍ×２．８　ｍ　斗轮　１　６　ｍ×１．１　ｍ　配重臂　１　９　１７　ｍ×３．２　ｍ×０．５　ｍ　配重块　５　８　配重调整块　１．２５　２．２堆取料机存在的问题与分析　该堆取料机安装试运中经常发生悬臂提升困难　的情况，表现为悬臂梁下降至最低位时，有时提不　起来，最初怀疑为液压系统出力不足，多次提高液　压系统工作压力，情况有所缓解。移交生产后，重　载运行时悬臂端部常存有轮斗清理下来的石块杂　物，悬臂低位时提升不动的现象更加频繁出现，适　时正值夏季电力系统负荷大，给安全生产带来严重　威胁。　通过分析液压系统工况，我们怀疑堆取料机的　配重安装是否适当。查询基建安装过程得知：该堆　取料机基建安装时配重安装并未采用通过吊车上的　电子秤测量安装配重调整块的方法，由于施工方安　装经验不足且设备厂家监造人员未在场，在俯仰各　系统部件未全部安装完毕（悬臂带式输送机驱动装　置由于轴套尺寸误差尚未安装）的情况下，为赶工　期即开始吊装配重，当时核减掉尚未安装的重量后　采用固定在地锚上的拉力计测量向下的拉力，由于　对悬臂带式输送机驱动装置的重量估算不足、方法　不当，留下问题隐患。开始时俯仰系统前轻后重，　液压缸受拉，悬臂带式输送机驱动装置安装后，俯　仰系统的质量分布改变，悬臂前端重量增加，又变　成前重后轻，液压缸受压，进而发生悬臂提升困难　现象。　３配重的校核与调整　为解决上述问题，必须对悬臂式堆取料机进行　配重校核与调整。厂家提出的起重机测量轮斗接地　力的方法在基建安装过程中适用，对于已投运的堆　取料机则困难很大，费工费时、影响生产。首先需　一８０一　重新解开液压缸，制做安装悬臂固定支架，其次还　需煤场内有摆开２台吊车的场地。最终由于煤场场　地不足及工期太长等原因无法立即实施。为及早彻　底解决问题，提出了通过测量计算液压缸受力，间　接校核接地力的方法来调整配重，简便快捷地解决　了问题，取得了良好的效果。　３．１测量液压缸受力的方法　通过测量液压缸的有杆腔和无杆腔活塞的面　积、油压来计算液压缸的受力。液压缸受力计算：　Ｎ　＝／７，［Ｐ　丁ｃＤ／４一Ｐｂ丁ｃ（Ｄ—ｄ）／４］　式中Ｄ——液压缸内腔直径，Ｄ＝１００　ＩｎＩｎ　ｄ——活塞杆直径，ｄ＝４５　ｍｉｌｌ　Ｐ。——无杆腔压力，Ｐａ　Ｐｂ——有杆腔压力，Ｐａ　Ⅳ　——液压缸在一定俯仰角度时所受的力，　Ｎ，当Ｎ　＞０时液压缸受压，Ｎ　＜０　时液压缸受拉　——液压缸数量，／７，＝２　测量时，应确定液压缸、液压系统完好，液压　缸上下腔充满液压油并排净空气，然后启动液压系　统分别测量悬臂水平状态下上、下腔系统压力，进　行轮斗中心接地力相对于液压缸受力的换算。制造　厂家安装图纸对接地力的要求为：悬臂在水平状　态，轮斗中心接地力为１．２　ｔ。　３．２配重调整前的数据计算与分析　轮斗处接地力与液压缸受力的简化关系如图２　所示。图中Ⅳ１为接地力，１．２　ｔ；Ｎ２为液压缸受　力；Ｌｌ为轮斗中心至铰点的长度，３１　ｍ；Ｌ２为液　压缸支点至铰点的长度，１．７　ｍ。　悬臂　铰点　轮斗中心　图２轮斗处接地力与液压缸受力的简化关系　悬臂水平接地力正常时的液压缸受力　Ｎ２＝Ｎ１Ｌ１／Ｌ２—２９．７６　ｔ　配重调整前，堆取料机悬臂不同角度时的有杆　腔与无杆腔压力２贝０量及液压缸受力计算结果见表　２。　由测量计算结果可知，悬臂水平（０ｏ）时液压　缸受力为４９．０７　ｔ，远高于从厂家给定的接地力换　算得的液压缸受力值２９．７６　ｔ。悬臂最低（一１２ｏ）　《起重运输机械》　２００６（９）　维普资讯 http://www.cqvip.com

时液压缸受力达到８３　ｔ，也就是说液压缸的最大推　力要达到８３　ｔ以上才能在最低点提起悬臂，这已到　根据测量计算结果，应增加配重１．５　ｔ，为此　达了液压系统工作极限，液压升降系统不能正常工　作。　表２有杆腔与无杆腔压力测量及液压缸受力计算结果　悬臂角度　有杆腔压力　无杆腔压力　液压缸受力　／（。）　Ｐ　ＭＰａ　Ｐｂ／ＭＰａ　／ｋＮ　１０　４　０　—我们制做了３块０．７５　ｔ的调整块，安装２块，备用　１块。安装过程中２块配重调整块分２次吊装到　位，并分别对液压缸受力情况进行了测量、计算，　结果见表３。　表３液压缸受力测量、计算结果　悬臂　有杆腔　无杆腔　液压缸　压力　压力　受力　／ｋＮ　Ｎｉｔ　２１．４７　３６．２９　４９．ｏ７　６２．８７　８３．０６　一一１３．４　１３．４　１３．４　１３．４　１３．６　１２．６　９．７　７．２　４．５　０．８　２１０．４７　３５５．７１　４８０．９２　６１６．１５　８１４．０１　角度　／（。）　Ｎ，．／ｔ　备注　ＰＪＭＰａ　尸ｂ／ＭＰａ　０　５　ｌ１　１３．６　１３．４　１３．９　９．９　４．５　２　３５８．２６　３６．５６　第１次酥　６１６．１５　６２．８７　重增加　７７２．７５　７８．８５　０．７５　ｔ　４　ｌ１　一将原悬臂水平时液压缸受力值换算成轮斗处接　地力Ｎ１＝Ｎ２×Ｌ２／Ｌ１—１．９８　ｔ　１０　０　—１０．８　１２．１　１６．２　１１．５　９．７　７．８　１０２．２９　１０．４３７　第２次酥　２７４．ｏ７　２７．９８　重增加　６２６．７１　６３．９５　０．７５　ｔ　即基建安装时实际的接地力为１．９８　ｔ，比厂家　要求大了０．７８　ｔ（Ａｃ）。　悬臂水平状态下经简化后的受力关系见图３，　图中△Ⅳ为接地力，０．７８　ｔ；ＡＧ为配重增加量；Ｌ１　１２　由测量计算结果可知，第１次增加配重０．７５　ｔ　后，液压缸工况已有改善，２块配重共１．５　ｔ安装　为轮斗中心至铰点的长度，３１　ｍ；Ｌ２为配重中心　至铰点的长度，１６　ｍ。　故可求出需增加配重量为　ＡＧ＝ＡＮ×Ｌ２／Ｌ１—１．５１　ｔ　后，悬臂升降工况正常。悬臂水平（０。）时液压缸　受力为２７．９８　ｔ，基本接近由１．２　ｔ接地力换算得到　的液压缸受力值２９．７６　ｔ。悬臂最低（一１２。）时液　压缸受力达到６３．９５　ｔ，也就是说液压缸的推力在　６３．９５　ｔ以上即能提升悬臂，符合液压系统工作条　件。　作者地址：天津华苑产业区鑫茂科技园Ｄ１—５Ａ室吴海青　转　邮　编：３００３８４　收稿日期：２０Ｏ６—０５—２２　３．３配重调整后的数据测量计算与分析　配重　△Ｇ　斗中　Ｌ　图３悬臂水平状态下经简化后的受力关系　德国研制成功新型耐高温钢合全　德国马克斯・普朗克钢铁研究所日前研制成功一种可用于制造发电设备、汽车发动机或航空发动机的新型钢合金。　这种合金可耐受１０００￣Ｃ以上的高温，在１１５０￣Ｃ才开始熔化。　负责此项研究的格奥尔格・弗罗迈尔教授解释说，汽车发动机耐受的工作温度越高，耗油量和有害物质的排放量　就越低。这种新型钢合金耐高温的特性提高了发动机可承受的工作温度，从而降低了发动机的能耗，显著提高了发动　机的效率，令能源得到更为合理的利用。　弗罗迈尔表示，这种钢合金的铝含量高达１５％到１７％，密度为６．３　ｋ／ｃｍ３到６．５　ｋ／ｃｍ３，具有很强的耐腐蚀性和抗　氧化性，所以可优先应用于石化领域，制造炼油设备的耐热管道。　但有专家指出，由于炼铝的成本较高，这种钢合金的价格并不便宜。如果不考虑这一因素，世界各地对耐高温钢　合金的需求量将非常巨大。　《起重运输机械》　２０Ｏ６（９）