淺析側式懸臂堆料機變幅機構

宋光 李雪 李葆遠

（北方重工集團有限公司裝卸所，遼寧 沈陽 110860）

側式懸臂堆料機是目前在水泥、煤炭、鋼鐵、港口、電力、水利等行業應用范圍較為廣泛的一種預均化設備，可分別處理礬土、鐵粉、砂石等物料。

堆料機作為完成預均化過程的第一步混勻工序的設備，要實現多種運動的合成(其中包括行走、變幅、膠帶機的運行等)。在堆料機工作過程中，堆料臂隨著其它運動的變化在頻繁做變幅運動，堆料機的載荷、分布及其變幅機構的配置直接影響堆料機的整機性能。

一、側式懸臂堆料機變幅機構的基本結構

側式懸臂堆料機的變幅機構是通過液壓系統油缸的伸縮來實現懸臂的變幅運動。液壓系統由液壓站、油缸組成，液壓站安裝在三角形門架下部的平臺上，而油缸支撐在門架和懸臂之間。

二、變幅機構的配置方式

為實現連續、多層、人字形的混勻料堆。堆料機在往復直線或回轉運動的同時。堆料臂要進行上、下變幅運動。它的工作狀態有上仰、下俯。而每種工作狀態都有兩種工況。即空載運行和負荷運行不同的工作狀態下，不同工況下，堆料臂的重心位置是變化的。在保證整機的穩定性的前提下。設計方法不同，堆料臂重心變化的范圍是不同的，相應的變幅機構有所不同。分為小功率、大配重，以及大功率、小配重兩種方式。

堆料機的堆料臂受自重和載荷的作用，其受力情況見下圖。當堆料機空載時，堆料臂受G、P、F、x、Y的作用 當有載荷時，堆料臂受G、P、F、x、Y和q的作用。通常將q看作是均勻作用在懸臂上的均布載荷。

1小功率、大配重變幅機構的配置：

懸臂堆料機常見的一種設計方法是以堆料臂在水平工作位置時，油缸不受力為設計原則。即當堆料臂在餃支點的支撐下水平放置時。堆料膠帶機和堆料臂架的重量與配重相平衡。

按上述方法設計的堆料機的特點是：

(1)在堆料臂的變幅過程中，機構的重心在餃支點兩側變化，上仰重心后移，下俯重心前移。

(2)堆料臂從水平工作位置到最大仰角間的各個工作位置，液壓油缸受拉，從水平位置到最大俯角間的各個工作位置，液壓油缸受壓。

(3)堆料機的 重既要平鐫整機的穩定性，同時還要平衡懸臂的重力。所以堆料量越大.相應的堆料臂的重量越大，配重也就越大。

2大功率、小配重變幅機構的配置

大功率液壓系統和小配重的堆料機設計思想是以變幅液壓油缸在任何工作

位置均受壓為原則。在這種設計方法配置下，堆料臂從最低工作位置到最高工

作位置，變幅液壓油缸始終受力，且受壓力。這種設計方法的特點是.

(1)堆料機的重心始終在鉸支點和液壓變幅油缸上支點之間變化；

(2)堆料臂的負荷主要靠液壓變幅油缸支撐，配重只是用來調整整機重心的位置以保證整機穩定性.而不承擔堆料臂的平衡作用，因此配重的重量較小；

(3)由于液莊油缸在變幅過程中始終承受較大的負荷，所以液壓系統的驅動功率較大，相應的液壓泵的排量也較大。油缸最大負荷發生在堆料臂下俯最低工作位置滿負荷工況。

3兩種配置方式的比較

小功率大配重的布置方法由于重力的大部分被配重平衡了。而油缸只是起到變幅驅動的作用，加上整個變幅過程中。受力方向的變化，使得液壓變幅油缸的外負荷很小，所以液壓系統需要的功率較低。堆料量500t／h的堆料機變幅液壓系統的驅動功率只需3kW就可以滿足工作需要。按"油缸在變幅過程中始終受壓"方式設計堆料機.配重只用來平衡整機的重心穩定性，液壓變幅油缸在工作中承受堆料臂大部分的負荷。在最低工作位置滿負荷工況時，油缸受最大壓力。這種設計方法，液壓系統需要較大的驅動功率，液壓系統的電機較大，液壓泵排量較大。堆料量500t／h的堆料機液壓系統如果按照該種方法設計，則需要I5kW 的電機驅動功率。

重心變化趨勢不同。按照液壓缸始終受壓的原則設計。其整個工作過程中堆料機的重心始終在堆料臂餃支點和油缸支點之間變化；而根據液壓缸在不同的工作區填內或受壓和或受拉的方式設計，在整個工作過程中。其堆料機的重心變化趨勢是在堆料臂的鉸支點兩側變換。

鉸支點受力狀態變化不同。按液壓油缸始終受壓的原則設計堆料機。堆料臂的鉸支點始終受一穩定的壓力。變化極小.所以支座的受力狀態較好。而按懸臂在水平位置液壓缸受力為零的原則設計堆料機。其鉸支點處在懸臂處于不同工況時，受力的大小、方向都是變化的。此處的軸和軸承都要承受這種交變負荷的作用。所以支座的受力狀態是隨著系統的變幅過程在頻繁的發生變化。直接影響其軸和軸承及支座的壽命。

結語

隨著經濟的發展，各行業的標準也在不斷提高更新，對于設備的要求也在逐步變化。選擇不同的設計方案，其整機的效果是不同的。采用哪種設計原則，取決于設計師對產品的認識程度和對設備的整機考慮。側重于哪種設計方法的原則。應是在滿足設備基本功能的前提下，力求使設備的各方面綜合性能都得到完善，整機的設計水平得到提高，從而使所設計出的產品能夠始終工作在最佳狀態。

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[2]石必孝,高譯.國際先進水泥工藝裝備手冊.武漢[M].工業大學出版社,1989.

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