混勻堆取料機中液壓缸的應用與選型

劉冬梅 王輝

摘 要：文章介紹了堆取料機中變幅液壓、料耙液壓以及鏈輪張緊液壓的選型和應用。

關鍵詞：液壓缸；堆料機變幅；取料機料耙；鏈條張緊

液壓缸在混勻堆取料機中應用是很廣泛的。如側式懸臂堆料機的變幅驅動，橋式刮板取料機料耙的液壓驅動，刮板系統鏈條的尾部張緊，圓型混勻堆取料機的變幅、料耙的液壓驅動及刮板系統鏈條的尾部液壓張緊等。可以說液壓缸在堆取料機設備中是一個很關鍵的部件，它的設計選型非常重要，如果液壓缸選型不合適，無論是堆料機還是取料機均不能正常工作。

1 堆料機變幅液壓缸的選型

圖1

堆料機液壓變幅油缸要實現堆料臂的上仰、下俯的往復運動，在變幅過程中要保證堆料臂架運行平穩，雙向鎖可靠。如果油缸選型與設計不合理，會使堆料臂架發生較大的振動或抖動，甚至發生事故。堆料機液壓變幅油缸是單向活塞桿油缸，但我們為了保證堆料臂架運行平穩，設計時讓油缸在工作過程中始終處于受壓狀態，即始終為大腔進油，所以油缸推力為：P1=A1p=p

式中：A1-活塞面積（厘米2）；P-液壓系統的工作壓力（公斤/厘米2）；D-活塞直徑（厘米）

在油缸工作過程中液壓系統的工作壓力p不同，所以P1是變化的。

P1最大時為滿載下俯時，最小時為空載上仰時。因為堆料臂架是一個平衡結構，在整個變幅過程中，臂架重心必須在堆料機兩條軌道之間（圓料場最好在回轉軸承直徑內），初定油缸直徑，計算配重值，再反過來校核油缸直徑是否合理。為保證臂架運行平穩，在此過程中應滿足油缸始終受壓，至少在帶料時應始終受壓。液壓缸的數量根據液壓缸所受壓力決定，如果壓力大，一個油缸不能承受，就應設計為兩個油缸，且為相同的油缸，但兩個油缸所能承受的力不能直接相加，應乘的系數為0.75比較合理。

為達到上仰、下俯角度，變幅液壓缸長度及行程的確定很重要，下面以圓型料場為例，如圖2所示。

圖2

如圖2所示，臂架在液壓缸的推動下，以鉸點為O中心，上、下往復運動，由于圓型料場結構限制，液壓缸為中間鉸型。

S=L1-L2

L=A+S+H

中間鉸點位置XV的確定：

L1≤H+XV+S

L2≥H+XV

因為L1、L2、S、H均已知，所以可以確定XV尺寸。

L-液壓缸長度；A-液壓缸基本尺寸（由活塞直徑決定，查樣本可得）；S-液壓缸行程；H-液壓缸鉸接吊環頭尺寸（由活塞直徑決定，查樣本可得）；L1-臂架上仰最大角度時液壓缸長度；L2-臂架下俯最大角度時液壓缸長度。

2 取料機料耙系統液壓缸的選型

料耙系統的驅動功率是根據物料阻力與料耙運行速度確定的。即：

料耙功率一般根據同類機型采用類比法確定。功率確定后，根據以上公式確定油缸直徑。因為料耙在取料過程中進行往復勻速運動，物料的阻力相接近，所以油缸選擇為差動油缸，即活塞的兩側同時進壓力相同的壓力油。

圖4

A1-活塞面積（厘米2）；A2-活塞與活塞桿面積之差（厘米2）；p-液壓油的工作壓力（公斤/厘米2）；d-活塞桿直徑（厘米）。

一般系統壓力為16MPa，最大可達18MPa。油缸功率及缸徑確定后，還需考慮細長比，油缸的直徑與其行程有一定的關系，還需查油缸樣本。以上條件都要滿足，最后才能確定油缸。

要使料耙在左右運行時進行全斷面取料，即覆蓋全料面，油缸與料耙鉸點的位置應合理確定，說明如下：料耙靠油缸推力沿軌道在料場中左右運動，由于料耙角度需要調整，因此油缸中心線與料耙軌道中心重合，油缸在料耙兩根軌道中間，要使料耙運動能覆蓋全料面，即要保證油缸伸縮時鉸接吊環頭不能與料耙軌道相撞。如圖5（先將料耙放在料場中間位置，即油缸伸出1/2行程時）：

校核：B-■G-R>■S

G+S+A

A-液壓缸基本尺寸；B-滾輪中心距液壓缸鉸點距離；G-軌道長度；S-液壓缸行程；R-鉸接吊環頭尺寸。

3 取料機刮板尾部張緊液壓缸的選型

尾部張緊液壓系統需一個液壓站，兩個油缸，并且要求兩個油缸同步運行。

尾部液壓張緊改善了螺旋張緊在現場調整很困難，張緊力達不到的缺點，現在堆取料機中應用很廣泛。它的選型與鏈條張緊力有關，即鏈條張緊力：P1=A1P=■P

A1-活塞面積（厘米2）；P-液壓油的工作壓力（公斤/厘米2）；D-活塞直徑（厘米）。

張緊行程一般為一個鏈節距。刮板張緊液壓系統采用液壓蓄能方式保壓，雙缸同步運行。鏈條首先張緊并恒壓后方可轉動工作機，鏈條張緊的液壓系統應設有起恒壓作用的蓄能器（氣囊），最小壓力的控制及工作時壓力的保持由控制系統控制。鏈條張緊采取單向液壓鎖，保證張緊機構安全、可靠。

以上對液壓缸在混勻堆取料機中的應用與選型作了粗淺的分析，無論是堆料機還是取料機，只有合理的應用液壓缸，才能使設備安全可靠的運行。

參考文獻

[1]機械設計手冊[M].機械工業出版社.

[2]高長明.礦物原料預均化[M].中國建筑工業出版社.

[3]國際先進水泥工藝裝備手冊[M].武漢工業大學出版社.

作者簡介：劉冬梅（1977，12-），從事散料裝卸設備的設計研究工作，職稱：高級工程師。