斗轮堆取料机配重的设计与调整

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摘要：斗轮堆取料机外形尺寸较大，工作位置又经常变换，配重随着俯仰机构做相对运动重心不断变化，因此设备的整体平衡是非常重要的，斗轮堆取料机配重的设计与安装是保持整机平衡的重中之重。配重的合理设计与调整，直接影响到设备的寿命、性能、安全的诸多方面的问题。

中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）03-0136-02

目前，斗轮堆取料机的俯仰系统主要分为整体平衡式和四连杆式两种形式。整体平衡式结构简单的特点，但是重心前移过大，对材料、油缸的拉压性能要求高；四连杆倾覆力矩小、安全可靠、俯仰角度更大，相对来说结构复杂、不利于维护。斗轮堆取料机的配重主要作用有三个：一是减少俯仰机构驱动钢丝绳或油缸的受力；二是减小俯仰装置驱动电机的功率；三是调整设备回转以上的重心位置。如果配重过大，相对系统的不平衡力矩变小或使不平衡力矩小于零容易使俯仰系统发生振动或倾覆（钢绳俯仰系统）；如果系统配重量过小会使相对系统的不平衡力矩过大，导致俯仰驱动钢绳或油缸受力过大，并使驱动电机的功率加大。因此，配重的大小必须适中才能达到满意的俯仰系统机械性能。

配重的分类与作用

配重包括固定配重和活动配重，通常所说的“配重”主要是指活动配重。一般采用主要铸铁块、混凝土块、箱装混凝土为材料。挂在主机后部重量大、随着俯仰机构做相对运动的称之为活动配重。活动配重的应用是为了减少俯仰系统的电机功率，在俯仰系统中通过加配重减少俯仰钢绳或油缸的受力，最终减小电机的功率；固定配重的用用可以改善整机的稳定性、在整机重心分布系统中配合活配重调整回转以上部分或整机的重心位置。固定配重是在活动配重确定后整体重心或回转机构以上部分重心仍然不能满足要求的情况下使用的配重，如果在使用活配重已经满足了上述重心的要求，可以不使用固定配重。固定配重一般安装在回转钢结构后部。

配重的设计原则

配重在设计中要考虑满足所有工况，包括不同的载荷工况、不同的回转角度位置、不同的俯仰角度位置。如图1所示，每一部件的重量和重心已确定，以回转中心线O1O2为中心，前部维持力矩ΣM前与后部倾覆力矩ΣM后应平衡。

结合接地力，整机在各种工况下的重心位置依据上表则需要重新验算，接地力是指俯仰系统在某一俯仰角度时斗轮由地面承载的大小，此时俯仰系统的油缸或钢丝绳不受力。整机中心水平位置（离回转中心O1O2距离）为Z：Z=（ΣM前-ΣM后）/（ΣG前+ΣG后）。如果配重量的使用或整机重心位置不当会影响大车走行支承的轮压或腿压的受力，使轮压载荷或腿压载荷发生变化。过小轮压为驱动轮组容易在此轮发生打滑。轮压过大会使轨道或基础超载。相对应的在出现轮压超载的时候也会发生在与之相对的支承点处车轮轮压过小，甚至发生车轮翘起或翻车事故。要在使用活配重或固定配重时尽可能减少设备重心的移动量，以便减少设备重心的变化量。所以根据经验和验算：在各种工况下的校核要使，才能更好的保证堆取料机的安全与性能。根据回转中心计算并调整配重，才能保持总体平衡。R为回转支承的回转半径。

对于上部为四连杆式的俯仰系统的堆取料机，在下俯位置接地力的范围是1-6t，其中较小数值适合于小型设备，较大数值适合于较大设备。如果俯仰系统的机构和几何参数不同，所确定的下俯位置和接地力数值也不同。

整体俯仰式堆取料机的接地力变化会更大一些，当整体式俯仰在水平位置时，保持ΣM前=ΣM后，在俯仰最低位置为5-20t，其中设备小，接地力越小。

现场调整与安装方法

配重量得最后调整主要采用两种方法。意识接地力的测量方法；二是油缸受力测量法。不管采用何种方法，其原理本质上是相同的。

配重量的大小和调整方法具体要求通常由设计制造商提供。配重在调整时，如果采用测接地力的方法，可采用汽车吊和电子秤来测量斗轮的重力大小，边添加配重边秤量，直到配重量达到满足要求。如果采用测量油缸受力的方法测量，则可以通过间接地测量油缸的有杆腔和无杆腔活塞的面积、油压来计算油缸的受力。对一般堆取料机，其接地力在俯仰角度范围内是变化的。通常下俯时数值较大，上仰时数值较小。

测定接地力时悬臂应在水平位置即俯仰角度为0°，测定时应使俯仰系统部件全部安装完毕。根据安装说明一般将80%～95%的配重安装到位，余下部分配重通过测量的方式安装。调整时一般采用测接地力的方法安装配重调整块。安装时将液压缸解开，用汽车起重机将悬臂端部的斗轮从中心部位吊起，通过起重机上的电子秤称量斗轮处的重力大小。边添加配重边称量，直到配重量满足要求。

配重安装前应当完成除配中外安装的全部工作量，以确保设备重量分布的正确性。配重应当左右对称逐渐安装，以减少配重的偏载。

参考资料：

[1]邵明亮，于国飞等，斗轮堆取料机[M]，北京，化学工业出版社，2007

[2]张本胜，堆取料机整体平衡设计计算[J].大连：大重科技，1998年第4期

[3]孙文庆，悬臂斗轮堆取料机配重校核与调整[J].起重运输机械，2006年第9期