混匀堆取料机中液压缸的应用与选型

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摘 要：文章介绍了堆取料机中变幅液压、料耙液压以及链轮张紧液压的选型和应用。

关键词：液压缸；堆料机变幅；取料机料耙；链条张紧

液压缸在混匀堆取料机中应用是很广泛的。如侧式悬臂堆料机的变幅驱动，桥式刮板取料机料耙的液压驱动，刮板系统链条的尾部张紧，圆型混匀堆取料机的变幅、料耙的液压驱动及刮板系统链条的尾部液压张紧等。可以说液压缸在堆取料机设备中是一个很关键的部件，它的设计选型非常重要，如果液压缸选型不合适，无论是堆料机还是取料机均不能正常工作。

1 堆料机变幅液压缸的选型

图1

堆料机液压变幅油缸要实现堆料臂的上仰、下俯的往复运动，在变幅过程中要保证堆料臂架运行平稳，双向锁可靠。如果油缸选型与设计不合理，会使堆料臂架发生较大的振动或抖动，甚至发生事故。堆料机液压变幅油缸是单向活塞杆油缸，但我们为了保证堆料臂架运行平稳，设计时让油缸在工作过程中始终处于受压状态，即始终为大腔进油，所以油缸推力为：P1=A1p=p

式中：A1-活塞面积（厘米2）；P-液压系统的工作压力（公斤/厘米2）；D-活塞直径（厘米）

在油缸工作过程中液压系统的工作压力p不同，所以P1是变化的。

P1最大时为满载下俯时，最小时为空载上仰时。因为堆料臂架是一个平衡结构，在整个变幅过程中，臂架重心必须在堆料机两条轨道之间（圆料场最好在回转轴承直径内），初定油缸直径，计算配重值，再反过来校核油缸直径是否合理。为保证臂架运行平稳，在此过程中应满足油缸始终受压，至少在带料时应始终受压。液压缸的数量根据液压缸所受压力决定，如果压力大，一个油缸不能承受，就应设计为两个油缸，且为相同的油缸，但两个油缸所能承受的力不能直接相加，应乘的系数为0.75比较合理。

为达到上仰、下俯角度，变幅液压缸长度及行程的确定很重要，下面以圆型料场为例，如图2所示。

图2

如图2所示，臂架在液压缸的推动下，以铰点为O中心，上、下往复运动，由于圆型料场结构限制，液压缸为中间铰型。

S=L1-L2

L=A+S+H

中间铰点位置XV的确定：

L1≤H+XV+S

L2≥H+XV

因为L1、L2、S、H均已知，所以可以确定XV尺寸。

L-液压缸长度；A-液压缸基本尺寸（由活塞直径决定，查样本可得）；S-液压缸行程；H-液压缸铰接吊环头尺寸（由活塞直径决定，查样本可得）；L1-臂架上仰最大角度时液压缸长度；L2-臂架下俯最大角度时液压缸长度。

2 取料机料耙系统液压缸的选型

料耙系统的驱动功率是根据物料阻力与料耙运行速度确定的。即：

料耙功率一般根据同类机型采用类比法确定。功率确定后，根据以上公式确定油缸直径。因为料耙在取料过程中进行往复匀速运动，物料的阻力相接近，所以油缸选择为差动油缸，即活塞的两侧同时进压力相同的压力油。

图4

A1-活塞面积（厘米2）；A2-活塞与活塞杆面积之差（厘米2）；p-液压油的工作压力（公斤/厘米2）；d-活塞杆直径（厘米）。

一般系统压力为16MPa，最大可达18MPa。油缸功率及缸径确定后，还需考虑细长比，油缸的直径与其行程有一定的关系，还需查油缸样本。以上条件都要满足，最后才能确定油缸。

要使料耙在左右运行时进行全断面取料，即覆盖全料面，油缸与料耙铰点的位置应合理确定，说明如下：料耙靠油缸推力沿轨道在料场中左右运动，由于料耙角度需要调整，因此油缸中心线与料耙轨道中心重合，油缸在料耙两根轨道中间，要使料耙运动能覆盖全料面，即要保证油缸伸缩时铰接吊环头不能与料耙轨道相撞。如图5（先将料耙放在料场中间位置，即油缸伸出1/2行程时）：

校核：B-■G-R>■S

G+S+A

A-液压缸基本尺寸；B-滚轮中心距液压缸铰点距离；G-轨道长度；S-液压缸行程；R-铰接吊环头尺寸。

3 取料机刮板尾部张紧液压缸的选型

尾部张紧液压系统需一个液压站，两个油缸，并且要求两个油缸同步运行。

尾部液压张紧改善了螺旋张紧在现场调整很困难，张紧力达不到的缺点，现在堆取料机中应用很广泛。它的选型与链条张紧力有关，即链条张紧力：P1=A1P=■P

A1-活塞面积（厘米2）；P-液压油的工作压力（公斤/厘米2）；D-活塞直径（厘米）。

张紧行程一般为一个链节距。刮板张紧液压系统采用液压蓄能方式保压，双缸同步运行。链条首先张紧并恒压后方可转动工作机，链条张紧的液压系统应设有起恒压作用的蓄能器（气囊），最小压力的控制及工作时压力的保持由控制系统控制。链条张紧采取单向液压锁，保证张紧机构安全、可靠。

以上对液压缸在混匀堆取料机中的应用与选型作了粗浅的分析，无论是堆料机还是取料机，只有合理的应用液压缸，才能使设备安全可靠的运行。

参考文献

[1]机械设计手册[M].机械工业出版社.

[2]高长明.矿物原料预均化[M].中国建筑工业出版社.

[3]国际先进水泥工艺装备手册[M].武汉工业大学出版社.

作者简介：刘冬梅（1977，12-），从事散料装卸设备的设计研究工作，职称：高级工程师。