淺談堆取料機俯仰驅動

摘要：斗輪堆取料機液壓俯仰驅動型式與機械俯仰型式的對比

關鍵詞：堆取料機； 液壓俯仰驅動； 機械俯仰

斗輪堆取料機作為一種廣泛用于電廠、港口、鋼廠、化工廠、水泥廠等基礎產業用來連續裝卸散料的重型設備，它具有外形尺寸較大，工作狀態載荷經常變化的特點，而俯仰運動是其運動中極其關鍵的一環，對設備的平衡影響很大，錯誤的設計和選取俯仰型式會很大程度的影響設備的穩定性，嚴重的可能引起設備傾翻，所以深入的研究堆取料機俯仰運動意義很大，本文意在介紹堆取料機的俯仰驅動型式及簡單計算并對驅動型式進行特點分析。堆取料機的俯仰裝置現今主要有兩種驅動型式：

1.液壓俯仰驅動型式

主機俯仰液壓裝置主要由俯仰液壓站、液壓鎖塊、液壓缸、管路、管接頭、膠管、密封圈等組成。俯仰液壓站由電動機、液壓泵、電磁控制閥、濾油器、溢流閥、液控單向閥、閘閥、管路、管接頭、密封圈、壓力表、液位液溫計、放油閥、油溫自動加熱系統等組成。由液壓缸的伸縮來完成俯仰。液壓俯仰結構的布置如圖。

液壓系統能保證兩油缸同步工作，實現整機俯仰系統安全、平穩、可靠的工作。液壓泵站可進行泵的啟動、停止、卸荷（超壓保護）控制，系統的壓力、流量可在允許的范圍內任意調節，在環境溫度過低時，可對油液加熱，當超溫、超壓及濾油器堵塞時，可提供報警信號，從而實現超載保護，可以使俯仰油缸在任意位置停留及保持。

在液壓驅動的型式下，由于液壓油缸可以承受拉力也可以承受壓力，而俯仰運動速度相對較慢，運動的慣性對整體的平衡影響并不大，對設備平衡影響最大的地方在于俯仰的過程中重心的變化，所以我們只需正確的計算出設備的重心便可以防止設備的傾翻。

重心的計算：由重心的特性我們知道重心左側所有質點對重心的力矩之和等于重心右側所有質點對重心的力矩之和 ，如圖所示，我們以回轉中心為參考，假設重心G距離回轉中心的距離為X，圖中左側所有零部件的重量分別為

由此可以計算出設備重心的位置，只要堆取料機在各個工況時重心的位置始終保持在回轉軌道圓內按照一定的安全系數計算出的一個安全圓之內，設備便不會發生傾覆，相對于液壓俯仰的型式，我們再來看下機械俯仰的結構型式及其穩定性計算。

2.機械俯仰型式

機械俯仰型式主要由卷揚裝置、動滑輪組、定滑輪組、平衡安全裝置、鋼絲繩等組成。卷揚裝置由電動機、減速機、制動器（雙極）、卷筒構成，制動器采用電力液壓式，推動器Ed型帶下降閥，調整下降閥，可使推動器下降時間五級延長，減少沖擊。

卷揚系統設有平衡卷筒，使兩側鋼絲繩受力均衡，保證在一繩斷裂的緊急情況下，懸臂梁不會墜落。機械卷揚型式的布置如圖

機械俯仰型式的穩定性計算：

機械俯仰型式的穩定性同樣涉及重心的計算，計算的過程和上述液壓俯仰驅動俯仰的計算基本相同，除此之外，機械俯仰型式還有一條額外的要求，這是由其自身的結構特點造成的，由于機械俯仰型式中俯仰角度的改變主要是由鋼絲繩卷揚來影響的，而鋼絲繩與液壓油缸最大的區別在于，液壓油缸既可以承受拉力，也可以承受壓力，而鋼絲繩只可以承受拉力，不可以承受壓力，所以當后部配重部分相對鉸點的力矩小于前部的力矩之和時，由鋼絲繩承受拉力并抵消力矩差部分，而當后部配重部分相對鉸點的力矩超過了前部的力矩之和時，鋼絲繩不能承受壓力，便會發生前部懸臂被抬起，設備后翻，釀成事故，所以在實際應用機械俯仰時，一定要保證在任何時候配重的力矩不超過前部力矩，使得鋼絲繩在許用拉力范圍內始終承受拉力。

兩種驅動型式由于其自身結構不同，造價相差極大，甚至幾倍不止，所以從相對經濟的角度考慮，機械俯仰型式的性價比要高得多，但是由于鋼絲繩的受力范圍比較有限，當堆取料機的工作能力過大或者前部懸臂過長時，滿載工作時前部懸臂皮帶機上的物料重量會很大，而此部分物料會使得鋼絲繩所受的拉力增加很多，并且由懸臂物料產生的前部重力也會使堆取料機的重心前移很多，有向懸臂方向傾覆的危險。

正是由于機械俯仰型式的這種局限性，所以當堆取料機的工作能力較大或者懸臂較長的時候，使用機械俯仰型式將會很困難，只能使用液壓俯仰型式，并依靠增加配重在空載時大幅度后調重心來應對滿載時重心前移的情況，而相對昂貴的液壓俯仰帶來的這些優點是機械俯仰型式望塵莫及的。

參考文獻：

[1]邵明亮，于國飛，耿華等 斗輪堆取料機 . 化學工業出版社

[2]劉勤國，張起偉，任改運. 斗輪堆取料機使用、維護和檢修 化學工業出版社.