懸臂斗輪堆取料機斗輪機構驅動系統改進研究

（通化鋼鐵股份公司煉鐵事業部，吉林 通化 134003）

斗輪堆取料機是現階段世界中最大規模的分散材料處理設施。

斗輪堆取料機與其他的起重設施和裝載設備相比較，具有如下優勢：（1）生產成效高，裝卸以及運輸都利用帶式傳輸設施，具有專業的管理部門，并且是持續工作，進而生產成效高。從初始到結束，持續高效的物流設施產生高成效。（2）節約工作時間，全部設備都在輸送線路兩邊部署。這種方法可以節約工作時間。斗輪取料機使用移動構造，懸臂的移動來變更初始點和結束點，而且利用進程中保養工作少。（3）操縱單一，安全穩定，容易達成主動化、條件化的目的、強度不高。（4）投資省利用斗輪堆取料機的場地，其設施都部署在地表之上。項目的土石數量少，建設時間短，大量節約資金成本。

煉鐵事業部料場作業區共有4臺懸臂式斗輪堆取料機，分別是2007年9月投入使用兩臺DQL1000/1200.30懸臂式斗輪堆取料機，2014年2月投入使用兩臺DQL1000/1200.25懸臂式斗輪堆取料機。

1 斗輪機構簡介

斗輪構造布置于前懸臂的兩端，關鍵由驅動部分和圓弧阻擋板、斗輪軸、擋料部分、斗輪，基座和潤滑體系等部分構成。斗輪構造與地表面的角度為8度，便于材料的裝卸。

2 斗輪軸與減速機的脹套聯接

煉鐵事業部料場作業區2007年首次使用懸臂式斗輪堆取料機，斗輪軸與斗輪驅動弗蘭德減速機采用脹套聯接，脹套聯接也是傳統的聯接方式，優點是減速機與花鍵軸聯接緊固，缺點是檢修安裝、拆卸困難。

因為脹套部署工藝要求高、技術繁雜，不能有任何的污漬。與此同時，斗輪中心線，脹套中心線，減速設備空心體線和斗輪軸的偏差，加工力度不足都會在成接觸面積缺失。在部分原因的影響下，減速設備的空心軸與斗輪軸之間會出現相對移動，假如部署時力度不足，就會導致減速設備空心軸與輪軸的移動，導致這兩部分設施無法工作。當減速設備空心軸與斗輪軸產生移動時，因為脹套的強度、磨損度都強于斗輪軸，在巨大的力度影響下就會損壞減速設備和斗輪。當斗輪與斗輪軸產生移動時，會使脹套與減速設備空心軸內部產生黏接情況，造成其難以安裝和拆卸。即便拆卸成功，也會導致斗輪軸或者減速設備的損壞。因為斗輪軸關鍵是焊接零件，斗輪軸經過保養，固定，變換材料等策略，可以確保斗輪軸的使用時間。然而減速設備產生事故，就會造成難以拆卸的狀況，進而造成全部斗輪零件的更換。進口減速設備的損傷，需要返廠保養，并且費用昂貴，保養時間長。

3 斗輪軸與減速機的花鍵聯接

要想部署，拆卸便捷，降低零件損耗，就要對斗輪軸與減速設備的連接方式變為花鍵連接。這種方式拆卸便捷，荷載狀態下有向心力，可以起到固定作用，便于各齒輪受力平均。花鍵連接多是齒輪工作，引導性能好，力度集中于軸心和轂之間強度較大，利用時間長。

因為斗輪軸與減速設備利用花鍵連接，國內還沒有普及。由于斗輪構造與地面要成8度的夾角。全面緊跟懸臂上角度為14，下角度為-12.7。并且，斗輪構造全部驅動體系重量較大，只能憑借扭力懸臂設備所承載。

要想避免減速設備與斗輪軸分離，減速設備空心軸與斗輪構造花鍵軸怎么連接變得非常的重要，否則只要產生一定的事故，(例如扭力懸臂脫落，震顫等情況)。減速設備與花鍵軸心就容易損壞，嚴重的還會導致減速設備掉落或者空心軸與斗輪軸的移動。假如產生減速設備空心軸與斗輪軸的移動，就會導致損壞。不管變更哪根軸都會使用非常大的一筆零件費用和保養費用。而且，保養的時間還比較長，嚴重抑制生產的成效。對花鍵斗輪軸和減速設備的連接手段我們通過五個角度的分析和探究。

方案一：利用花鍵定心和分板法蘭手段開展加固工作。斗輪軸的一段是花鍵，花鍵利用德國標志DIN5480 250×8×30×30，將花鍵的軸心做得比較長，把分半位置法蘭固定板加固在斗輪軸上，進而與減速設備經過高強度的螺絲釘連接。這樣全部驅動體系的承重就只能憑借斗輪軸和分板法蘭卡固定板支撐，并且內灣花鍵之間具有縫隙。內部花鍵與外部花鍵之間的距離最大為1.6mm。

花鍵定心的成效不高，花鍵不僅僅支撐平常運轉時扭力距離，還要支撐斗輪驅動體系的彎度距離，這樣就會大幅度造成花鍵的損壞。分板法蘭卡板，也會承受較大的力量，斗輪在開始或者結束工作是會導致螺栓的脫落，嚴重的還可能會被折斷。最后的結果就是造成全部驅動設施的掉落，方案一不可行。

方案二：利用花鍵加固軸心定位和分半手段來固定。在換件軸心的兩端形成一段光軸，憑借光軸來承載輸送設施的力度，花鍵受力獲得了變化。然而，這種手段的螺栓還會產生螺栓的脫落現象。由于光軸和減速設備空心軸φ230H7/g6的協作，隸屬于間縫合作，及時縫隙很小，然而分板法蘭與斗輪的接觸，會使其有相對移動。即使相對移動較小，但是長期的運轉，螺栓就會掉落，甚至還會造成螺栓的折斷。所以，方案二的設計也不科學。

方案三：在斗輪軸上利用機床制作螺紋，完善分板法蘭構造。件2邊緣圓形螺母會起到防脫落的作用，而件1利用令部分分半法蘭計劃于件2邊緣圓形螺母軸向力的不與兩個表層直接接觸，具有2mm的縫隙，所以不傳播扭力距離。件1上具有M16的螺紋孔洞經過件3(內部有六角形狀的M16螺栓)與件4相連接、而件4螺栓孔洞利用沉孔計劃理念，減少軸向距離，便捷內部六角形螺栓的部署，件4與減速設備空心軸利用M16內部六角形螺栓連接。這種策略中，六角形螺栓不受到扭力距離和由件1和件2墨倉產生的扭轉距離，這種策略是可行的。具體利用中發現，只要保證圓形螺母的固定，這種策略就比較穩定。但是不足是部署不便捷，件4連接栓部位置不簡單，并且件4連接螺栓的直徑距離受到局限，安全度較低。

方案四：在減速機低速軸和斗輪軸上車制螺紋，利用法蘭聯結。

此設計中，分別在斗輪軸與減速機低速度軸心上用機床制作螺紋，利用法蘭式大螺母和8個高強度螺栓相連，穩定安全。件4圓螺母的規格為M260×4，件5圓螺母的規格為M260×4，而件6圓螺母的規格則是M320×4，件7是螺栓的類型為M20×150（8.8級鍍鋅)，件8則是利用200HV的鍍鋅墊圈，件9是使用M20(8.8級鍍鋅)的螺母，最后的件10是使用扣緊螺母M20,規模為GB/T805-1988 65Mn鍍鋅。

理論上方案四設計雖然安全、穩定，但需要減速機低速軸外圈需要車制M320×4螺紋，將來在訂購減速機備件上溝通制作廠家車制。

方案五：前面4個方案都在減速機和斗輪軸上做文章，有一定的局限性，對軸和減速機都要做必要的改動。最后，根據斗輪機構的結構特點，通過聯接扭力臂和斗輪軸系的軸承座使斗輪減速機和斗輪花鍵軸聯接更可靠。在扭力臂上去掉4個聯接螺栓，在軸承座兩側焊接帶孔筋板，通過絲杠聯接扭力臂和斗輪軸承座，筋板兩側和絲杠都用螺母鎖緊，同時扭力臂兩側和絲杠都用螺母鎖緊。同樣方法，在斗輪軸系機架上的焊接兩個筋板，通過兩個絲杠聯接扭力臂裝置。最終，通過4個M36×840絲杠聯接,斗輪減速機和花鍵軸，既保證扭力臂的與驅動裝置的聯接強度，又保證減速機和花鍵軸的聯接強度。

實際應用表明，方案五結構簡單，聯接安全可靠，值得推廣。值得注意的上，筋板直接焊在斗輪軸承座上存在隱患，將來制作軸承座備件時，將兩側面鉆上4個螺紋孔，通過螺栓將鋼板聯接在軸承座上，再將筋板焊接在鋼板上，這樣會更安全。

4 結語

現階段，在斗輪機策劃行業還沒有規范的管理策略可以遵守，公益需求都是來自湘西設施的策劃條件和剖析結果。料場作業區總結斗輪堆取料機的使用和維護經驗，認為斗輪軸利用花鍵與減速設施的連接，要更好于一般的脹套連接手段，其便捷部署和拆卸，可以降低后期的零件資金使用。斗輪軸與減速設施花鍵連接手段的實現手段，可為斗輪堆取料機同類型的聯接方式提供參考和借鑒。