斗輪式堆取料機結構制作及預總裝過程中典型問題的處理

金飛， 施亮亮， 湯建國， 賀水冰， 顧星

（南通潤邦重機有限公司 技術中心，江蘇 南通 226013）

0 引言

我國工程機械行業的發展目前已經有了很好的基礎，特別是堆取料機的發展較之前有了很大程度的提高，但同國際先進的斗輪堆取料機制造相比差距還比較大，主要體現在產品的可靠性及設計、制造周期上。近年來我公司一直從事斗輪式堆取料的設計制造，在設計及制造過程中難免出現一些問題，為了提高產品的設計能力及縮短制造周期，減少因類似問題出現而導致的較長時間怠工現象，本文主要針對我公司幾年來在堆取料機設計制造上出現的一些典型問題做了相應的解決，希望對同行有所幫助。

本文以我公司近年設計制造的幾臺套設備的制作、安裝中容易出現的幾點問題進行展開講解。

1 斗輪式堆取料機的構成

斗輪堆取料機由行走、門座、回轉、搖架配重臂、斗輪臂、尾車等幾個主要結構組成，具體的連接關系如圖1。

圖1 斗輪結構示意圖

由圖1可見，整個斗輪式堆取料機結構龐大，結構與結構之間聯系緊密，在預總裝過程中容易出現由于某個結構的制作或加工錯誤導致的總裝無法順利進行，為了減少這樣的怠工，降低不必要的成本浪費，減少生產周期。下面就圍繞幾個主要分段的制作、總裝過程中容易出現的幾個典型問題進行闡述。

2 幾個分段制作、預總裝過程中的典型問題

2.1 行走機構

行走機構是整個堆取料的驅動機構，整個行走機構由若干臺車架及平衡梁鉸接而成，單個臺車架及平衡梁的結構制作、焊接并不復雜，但問題容易出現在臺車架或平衡梁的機加工過程中，如圖2所示。

圖2 行走兩輪臺車架示意

兩輪臺車架的行走輪安裝孔是由兩塊半圓形哈弗板用螺栓聯接而成，聯接后采取整體鏜孔的機加工形式達到圖樣要求，但容易忽略并產生的問題點在于：

1）兩半圓哈弗結合面在用螺栓聯接前未將結合面粗銑，導致接合面間隙較大，達不到圖樣要求；

2）兩半圓哈弗板是配對加工的，在加工后與其他臺車架無法互換，往往在配對加工后未做配對標記，拆開后無法直接安裝，從而產生極大的工時浪費。

針對以上問題，需在配對加工前將臺車架與哈弗板進行唯一鋼印編號，位置一一對應，從而保證安裝的順利進行。

2.2 門座結構

門座結構作為整臺機器的樞紐結構（圖3），下部連接行走結構，上部連接回轉結構，起著承上啟下的作用。其回轉軸承安裝的法蘭面的機加工精度尤其重要，法蘭面的平面度影響回轉軸承安裝后的整臺機器回轉動作的平穩程度，平面度超差容易使回轉軸承載荷分布不均而產生嚴重磨損，甚至產生咬死現象。故法蘭的機加工采取整體加工的工藝方法，即在整個門座結構制作完成后對法蘭進行銑削加工，從而排除焊接變形、應力集中等因素對法蘭面的影響。整體加工的方法雖加工成本較高，但為風險最小的加工方法，與巨大的返修工作量相比，較為劃算。

圖3 門座結構示意圖

2.3 搖架配重臂系統

搖架配重臂結構（圖4）是整臺機器保持重心穩定的必不可少的結構，在取料俯仰動作時保證機器重心位置，其通過幾根箱體梁式拉桿將搖架和配重臂相連。搖架和配重臂本身結構較為簡單，但往往我們忽視了搖架與配重臂之間起橋梁作用的拉桿。結構設計時搖架與配重臂之間使用4根拉桿連接，這幾支拉桿的結構制作和機加工的好壞直接影響整臺機器上部結構的左右側受力情況。在拉桿制作時由于結構較長，很難控制焊接收縮量和變形量，往往容易出現：1）拉桿兩頭耳板孔機加工余量不夠的情況，即拉桿總長無法保證；2）容易出現幾支拉桿單獨鏜孔的情況，單個鏜孔的弊端在于無法保證拉桿的長度一致，且加工效率低。針對上面情況，需注意拉桿在結構制作時在長度方向留足夠的收縮余量及機加工余量，幾支相同拉桿一起鏜孔以保證總長。

圖4 搖架配重臂結構示意圖

2.4 斗輪及斗輪臂系統

斗輪及斗輪臂系統總成（圖5）是整個機器實現取料的直接關系構件，其取料過程是通過斗輪驅動帶動斗輪傾斜旋轉，斗輪上小斗進行取料工作；斗輪與臂架形成一定角度傾斜安裝，利用物料的自重使得物料卸至臂架輸送料槽，從而達到取料、輸送連續作業的功能。斗輪及斗輪臂組成的系統關鍵在于兩者之間的連接部位（圖6），即斗輪臂上的斗輪安裝座，此安裝座與斗輪臂呈空間角度，難點在于斗輪座的結構制作及機加工。

我公司針對斗輪座的結構制作及加工工藝安排如下：1）將斗輪座小組（前提法蘭板放8~10 mm的加工余量），小組后粗銑法蘭面3~4 mm；2）制作專用工裝如圖7，保證法蘭板的角度及開檔）將粗銑后的斗輪座小組件裝焊于斗輪臂上；工裝法蘭面與臂架軸承座法蘭面尺寸一致，法蘭面之間用H型鋼連接，頂部制作水平定位塊，放置水平尺便可知工件定位狀態；工裝結構焊后整體機加工銑面鉆孔，尺寸非常精確。3）將斗輪座再整體機加工法蘭面，從而保證了圖樣要求；4）將斗輪安裝于斗輪臂支座上進行試轉動，看是否有異常情況，并做好檢測數據的記錄。

圖5 斗輪及斗輪臂系統總成

圖6 斗輪安裝示意圖

圖7 定位工裝示意圖

3 結語

本文僅以本公司斗輪堆取料機制作、安裝過程中發生的問題為例，大致介紹了主要構件上易發問題及解決方案，具有非常好的實用性、操作性，經過多個項目實踐，效果較為明顯。

［1］ 王玉興.斗輪堆取料機變幅裝置運動學/動力建模和仿真研究［D］.長春：吉林工業大學，1997.

［2］ 劉勤國.斗輪堆取料機使用、維護與檢修［M］.北京：化學工業出版社，2010.