煉鐵原料刮板取料機軌道測量輔助工具的研究

楊耀華

唐山鋼鐵集團有限責任公司檢修分公司 河北唐山 063000

刮板取料機是一種用途極為廣泛的料場設備，主要用于礦山、冶煉、建材、水利和化工等行業中各種物料的取料作業。可在一個料場中布置多種物料，并且可以跨堆取料，另外一個料場可布置多臺刮板取料機。其采用側面取的取料工藝。刮板取料機結構簡單、性能可靠、操作容易，維修方便，使用安全等優點。

1 方案設計

1.1 應用需求

刮板取料機這種用途極為廣泛的料場設備，在日常使用中由于軌道的沉降或者變形經常會出現異響、車輪磨損、卡阻等情況，由于精度要求越來越高，為了保障刮板取料機的正常運行，會定期對取料機軌道進行全站儀的測量。刮板取料機上下軌道高差和跨距比較大，遮擋比較多，所用測量輔助裝置必須滿足不同種類的測量方法。傳統測量方式是用全站儀，在軌道上用卡尺和石筆在軌道上劃線，然后將對中桿或者棱鏡頭放在標記處，這種方式會導致測量精度降低，速度變慢。由于現場測量條件限制，測量時，上軌道必須使用對中桿，在保障精度的情況下，直接使用棱鏡頭與使用對中桿相比較，明顯直接使用棱鏡頭的測量速度要快不少[1]。所以急需一種新的測量方式，運用測量輔助工具加快測量速度，提高測量精度。

1.2 設計思路

之前運用到軌道上輔助測量的裝置不多見，常見的角鐵貼靠的方法雖簡單，但是因為軌道側面為斜面，雖然誤差較手扶或劃線較好，但是仍有一定的偏差。因此，如何以最經濟、最簡單、最便捷的機械裝置實現精度測量就是該輔助測量裝置設計的首要任務。本研究的設計思路是：按照最簡單經濟的原則進行結構設計和零件設計，加工組裝后將機械裝置調整到一定精度，提高其穩定性即可。其次，通常在使用對中桿測量時，為了提高測量精度，經常要兩人合作使對中桿測量位置準確，對中桿保持穩定。所以，新的設計思路要節約人工成本，該裝置要能做到一人就可在保證精度的情況下完成測量工作，實現快速測量。最后，由于使用對中桿和棱鏡頭時都要使用該輔助測量裝置，在設計設計時，該輔助測量裝置要能同時滿足兩種測量方法的測量。

1.3 機械結構

輔助測量裝置如圖1所示，該裝置包括主體框架、螺栓和頂塊三部分。

該裝置由2個頂塊、2個螺栓、1個主體框架組成，主體框架上有兩個孔，一個為棱鏡頭定位孔，另一個為對中桿錐形頭定位孔，棱鏡頭定位孔與棱鏡頭為間隙配合，在保證棱鏡頭正常插入拔出的情況下，孔要盡可能小，這樣也減少了部分設計誤差，同樣，對中桿定位孔在保證對中桿可以接觸到軌道上表面的同時也要使底孔盡可能小，錐孔斜度與對中桿錐頭相同。頂塊直徑大于常用軌道斜面長度，且頂塊上螺紋孔不為通孔[2]。

2 工作流程

測量前確定軌道規格型號，清理軌道表面氧化鐵皮，旋轉一端螺栓頂塊，使用卡尺測量頂塊和對中裝置本體的總距離，用對中裝置主體理論數值的一半減去軌道寬度的一半，就是卡尺需要測量到的數值，然后固定測量的頂塊一側螺栓，將軌道測量輔助裝置放到軌道上，使輔助裝置主體框架下表面與軌道上表面緊密接觸，然后緊固另一端螺栓。測量軌道時，將棱鏡頭放入對中裝置主體上端的圓柱孔當中，用手輕扶，使棱鏡頭保持穩定，或者，將對中桿插入對中裝置主體上的圓錐孔中，使用對中桿支架將對中桿夾緊放置穩定。

使用全站儀建立坐標系時，之前的方法是隨意找兩個點建立一個坐標系，測量完成后，將所測量的坐標值輸入到CAD中，在CAD中選取一條軌道上的兩個端點建一條直線，比較兩條軌道相應點的位置關系，這樣的方法使處理數據需要很長的時間，正是因為沒有一個對中裝置才使得建立坐標系時不能直接建立在軌道中心或者橫截面的同一個位置上。現在有了軌道測量輔助裝置，在軌道兩端準備兩個軌道測量輔助裝置，并按操作固定在軌道上，使測量輔助裝置上錐形孔和圓孔處在軌道中線位置。然后測量并建立坐標系，這樣建立的坐標系不需要將所有軌道測量坐標再輸入到CAD中就可以直接看出兩條軌道各相應點的位置關系，一目了然，更加方便快捷[3]。

3 誤差分析

在使用新的刮板取料機軌道測量的輔助工具裝置后，測量誤差減小分為兩方面：一方面為人為誤差，也就是平時需要人手扶，造成的不穩定的溫差；另一方面為輔助工具誤差，相較之前用劃線法和手持角鐵的方法，劃線法本身畫的線就存在較大誤差，在放置棱鏡頭或者對中桿時又存在人為誤差，手持角鐵法雖然保證了每次測量都距離軌道一側的距離大致相同，但是由于軌道側面為斜面，也會導致角鐵不穩，不能保證每次測量位置與軌道側面距離完全一樣。此軌道測量的輔助工具裝置僅在軌道至少有一個側立面沒有磨損的情況下可保證測量精度，如果被測軌道兩個側立面都磨損的情況下，不能保證測量結果正確，僅可以測量兩軌道高度差[4]。

4 結語

本文采用基于煉鐵原料刮板取料機軌道測量的輔助工具裝置，其結構簡單、制造成本低、外觀大方、功能性強。既能提高測量精度，又能加快測量速度，減少了數據處理的時間，保障了刮板取料機的正常平穩運行，擴展了測量全站儀測量的范圍，得到了用戶的好評，還將此裝置運用到了其他類似的設備上。