臂式斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

劉洪博 孫 洋 劉英磊 尚 飛

（1.北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110027；2.大連重工.起重有限公司，遼寧 大連 116000）

臂式斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

劉洪博1孫 洋2劉英磊1尚 飛1

（1.北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110027；2.大連重工.起重有限公司，遼寧 大連 116000）

本文介紹了臂式斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式，討論了臂式斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置計(jì)算，詳述了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)軸承校核。

臂式斗輪堆取料機(jī)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；計(jì)算；選型

臂式斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由支撐部分與回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置組成。回轉(zhuǎn)支承將兩個(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)部件固定，同時(shí)將整個(gè)回轉(zhuǎn)支承上部的所有載荷傳遞到下部的基礎(chǔ)上。回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)小齒輪與齒圈的嚙合來(lái)達(dá)到回轉(zhuǎn)的目的。本文介紹了臂式斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。例某項(xiàng)目臂式斗輪堆取料機(jī)原始參數(shù): 取料能力：Q=400t/h;堆料能力：Q=500t/h;物料：焦碳；密度：ρ=0.6t/m3;斗輪直徑：D=5.4m;斗數(shù)： Z=8個(gè);斗輪轉(zhuǎn)速：n=6.6r/min; 回轉(zhuǎn)速度;0.12n/min。

1 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算

回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主要消耗功率由四部分組成。1.挖掘力側(cè)向阻力產(chǎn)生的M側(cè)。2.風(fēng)阻力產(chǎn)生等效風(fēng)阻力矩M等效風(fēng)：斗輪機(jī)不會(huì)長(zhǎng)期工作在瞬時(shí)風(fēng)速上，所以M等效風(fēng)=0.7M風(fēng)max。3.回轉(zhuǎn)軸承摩擦阻力矩M摩。4.回轉(zhuǎn)平面傾角造成傾覆力矩M傾。此力矩小忽略。綜上所述回轉(zhuǎn)總阻力矩M=M側(cè)+M等效風(fēng)+M摩。

1.1 計(jì)算側(cè)向挖掘力產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)阻力矩M側(cè)

側(cè)向挖掘力產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)阻力矩：在《移動(dòng)式散料連續(xù)輸送設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定。正常側(cè)向阻力設(shè)0.3倍正常挖掘阻力。

計(jì)算斗輪挖掘力：

取料容積能力Qm=Q/ρ=667 m3/h。

挖掘功率：

P挖=k/171*（Qm*n*z*（D/2））^（1/2）=20.74kW（按《臂式斗輪堆取料機(jī)型式及基本參數(shù)》規(guī)定，選K=11.5kg/cm）。

側(cè)向挖掘力:

此力產(chǎn)生回轉(zhuǎn)阻力矩:M側(cè)=F側(cè)挖*R==120040N·m≈12T·m。

1.2 計(jì)算梁上的風(fēng)力產(chǎn)生的阻力矩M風(fēng)：

M風(fēng)是風(fēng)在雙工字鋼梁及斗輪體上產(chǎn)生的阻力矩。已知工作風(fēng)壓q=250N/m2；設(shè)梁高0.9m，梁長(zhǎng)40m。工字型第2片梁被第1片梁遮擋。規(guī)范中得第1片梁風(fēng)力系數(shù)C=1.6，第2片梁風(fēng)力折減系數(shù) η=0.45。M風(fēng)1=（250*1.1*1.6*402）/2=352000N·m;M風(fēng)2=（250*1.1*0.45*402）/2=99000N·m;風(fēng)在斗輪體處產(chǎn)生的阻力矩 M斗=（q*π*D2）/4*R==228906Nm:M風(fēng)max=M風(fēng)1+M風(fēng)2+M斗==679906Nm。即 M等效風(fēng)=0.7*679906Nm=475934Nm。

1.3 回轉(zhuǎn)軸承摩擦阻力矩M摩：

M摩=D軸/2*f*G =44730Nm（軸承摩擦系數(shù)f=0.012;軸承公稱(chēng)滾道直徑D軸=3550;回轉(zhuǎn)部分重量G=210t）。M＝M側(cè)+M等效風(fēng)+M摩=120040Nm+475934Nm+447 30Nm=640704Nm。P回=M*n/（99550*η）=8.47kW。選電機(jī)功率P電=11kW。

2 驗(yàn)算回轉(zhuǎn)軸承齒輪強(qiáng)度

選三排滾柱式回轉(zhuǎn)軸承，型號(hào)為 131.40.3550.402。齒 數(shù) Z=170，模數(shù)m=22;齒寬b=170mm分;度圓直徑D分=3850mm。齒輪最大圓周力650kN，許 用 圓 周 力 F許=650*0.5=325kN。作用在分度圓上圓周力F分=2*M/D分=328.566kN>325kN=許F。故用 樣 本 上 標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)軸承不行。為滿(mǎn)足輪齒強(qiáng)度可用非標(biāo)軸承，此型號(hào)軸承由m22改為m25，其許用圓周力F分=（170/180）*（783/2）=370kN 328.566kN通過(guò)。（170/180是齒寬，因m=25齒寬為180mm，其 最大圓周力為783kN，我們選的軸承的齒寬為170mm）。

3 如何確定開(kāi)式齒輪中心距

一般設(shè)計(jì)齒輪時(shí)采用正變位法來(lái)增加齒根強(qiáng)度。

所以，xΣ=（z1+z2）*（inVα＇-inVα）/2tana=0.51057。故 x1=xΣ-x2=0.01057mm即小齒輪的變位系數(shù)x1=0.01057mm這是一種較好的結(jié)果，即保證了中心距的整數(shù)，又使得小齒輪只增大了一點(diǎn)點(diǎn)的強(qiáng)度，也就是說(shuō)大齒輪的齒根強(qiáng)度大于小齒輪的齒根強(qiáng)度。

結(jié)語(yǔ)：本文以臂式斗輪堆取料機(jī)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在最不利工況下運(yùn)行為前提，根據(jù)長(zhǎng)期的實(shí)踐驗(yàn)證本文計(jì)算及各種系數(shù)的選取是可行的，對(duì)工程上的實(shí)際應(yīng)用有一定的參考價(jià)值

[1]臂式斗輪堆取料機(jī)型式和基本參數(shù)[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[2] 王同輝，等.懸臂式斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)速度的確定[J]. 大重科技，2001.

[3] 候?qū)?影響回轉(zhuǎn)支承承載能力的四個(gè)參數(shù)[J]. 建筑機(jī)械，2002.

U653

A