浅析斗轮堆取料机中俯仰驱动

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摘 要：斗轮堆取料机作为现代工业中的一种重要设备，其应用范围还是非常广泛的。我国的基础产业中的很多产业都有应用。例如：发电行业、港口行业、冶金行业、化工行业和水泥行业都有不同程度的应用。斗轮堆取料机的主要作用就是实现物料的连续装卸。作为大型的重型设备，斗轮堆取料机有两个非常主要的特点：第一个特点是设备的外形较为庞大；第二个特点是设备在工作的状态下，工作载荷会随时发生变化。要想有效的实现这两个特点，斗轮堆取料机的俯仰运动就显得尤为关键、设备的俯仰运动对于设备的整体平衡是非常关键的。一旦俯仰部分的设计或者选型出现失误，就会导致设备的整体稳定性差，严重的有可能导致斗轮堆取料机的整体颠覆。本文主要是针对斗轮堆取料机的俯仰驱动部分做出相应的阐述和分析，同时对两种俯仰驱动做出比较，希望可以为斗轮堆取料机的发展和创新，做出自己的微薄贡献。

关键词：斗轮堆取料机； 液压俯仰驱动；机械俯仰；比较

中图分类号：TH237 文献标识码：A

鉴于俯仰驱动对于斗轮堆取料机的重要性和运动意义，俯仰驱动应该是斗轮堆取料机的研究方向。本文通过机械式的俯仰机构和液压式的俯仰机构来对比，发现这两者之间的优缺点，为以后的斗轮堆取料机的创新提供素材。

一、斗轮堆取料机的液压俯仰驱动

斗轮堆取料机的主机部分的俯仰液压装置主要由七个主要的部件组成，这七个部件分别是：第一，俯仰液压站；第二，液压泵；第三，管路；第四，管接头；第五，胶管；第六，密封圈。其中的俯仰机构的液压站的组成部分很多，例如：电动机，电磁控制阀，溢流阀，液压泵；液控单向阀；管接头，压力表，密封圈，放油阀，液位液温计和油温自动加热系统等。仰俯机构的伸缩功能主要靠液压缸来完成。在进行仰俯机构的设计过程中，要将每一个组成部分细致的计算和选型，确保仰俯机构能够顺利的工作和完成设计的功能。

俯仰驱动中的液压系统首先要保障的是两个工作油缸的同步性。同步性的意义在于可以实现斗轮堆取料机的整个俯仰机构的安全，可靠及平稳的进行工作。液压泵站需要有相配套的电控系统来控制相应的动作指令。例如泵站的启动命令，停止命令，过载保护命令等。液压系统的整套功能要实现压力和流量的一定范围内的任意调整和变动。在温度较低的环境下工作的时候，要对液压系统中的液压油进行自动加热；当系统中的液压油出现油温过高或者油压超标及滤油器出现堵塞的情况时，液压系统要及时的进行报警，通过这种控制来实现液压系统的整体过载保护。这样就会使整个液压系统控制仰俯油缸进行任意位置的工作和停留。

斗轮堆取料机仰俯机构如果采用液压仰俯驱动就要清楚液压仰俯驱动的原理。液压仰俯驱动中的外界拉力载荷主要是通过液压缸来完成和实现。斗轮堆取料机中的俯仰运动的速度较慢，由于运动所产生的工作惯性对于整机的平衡性能影响不是很大。对斗轮堆取料机的平衡性能影响最大的因素是在完成俯仰动作的过程中的设备重心的变化，因此，我们在进行整机平衡性能计算的时候，只需要将设备的重心变化轨迹计算出来即可，这样就可以有效的防止整机设备出现倾翻的现象，有效的避免因设备倾翻出现的安全事故。

整机设备的重心计算过程中，我们要以设备的回转重心作为参考点来进行计算。重心的左侧的所有的质点对于重心的力矩的总和要和重心的右侧的所有的质点对于重心的力矩的总和相同。这就是我们在进行重心计算的过程中应用的计算原理。通过实际的计算我们可以得出斗轮堆取料机的设备重心的位置在一定的情况下是安全的。这种情况就是斗轮堆取料机的各种工作情况下的重心的实际位置都在回转轨道的回转圆半径的范围内即可。满足这样的条件，设备的整机平衡性能就会被保持，设备不会出现倾覆的现象。

以上的阐述和分析就是针对液压系统的俯仰驱动。下面再来介绍机械形式的俯仰驱动，这样的对比效果就会更加的直观。

二、斗轮堆取料机的机械俯仰驱动

斗轮堆取料机的机械俯仰驱动主要有五个组成部分，这五个组成部分分别是：第一卷扬装置；第二是动滑轮组；第三是平衡安全装置；第四是定滑轮组；第五是钢丝绳。其中的卷扬装置也是有很多的部件组成，例如：电动机，双极制动器，减速机和卷筒等。本文提及的制动器主要是才用的电力液压的形式。推动器Ed型带下降阀，调整下降阀，可使推动器下降时间五级延长，减少冲击。 机械俯仰机构中的卷扬系统设有平衡卷筒，这样可以让整个设备的俯仰系统受力平衡，保障了在绳索一边断裂的情况下的正常工作。

关于机械方式的俯仰机构的稳定行问题，还是要介绍设备的重心的计算方式。这种中心的饿计算方式和液压形式的俯仰机构的计算方式基本上是一致的。但是机械方式的俯仰机构的平衡性能还有一个另外的条件，这种条件是由于设备的自身的特点来决定的。由于机械俯仰型式中俯仰角度的改变主要是由钢丝绳卷扬来影响的，而钢丝绳与液压油缸最大的区别在于，液压油缸既可以承受拉力，也可以承受压力，而钢丝绳只可以承受拉力，不可以承受压力，所以当后部配重部分相对铰点的力矩小于前部的力矩之和时，由钢丝绳承受拉力并抵消力矩差部分，而当后部配重部分相对铰点的力矩超过了前部的力矩之和时，钢丝绳不能承受压力，便会发生前部悬臂被抬起，设备后翻，酿成事故，所以在实际应用机械俯仰时，一定要保证在任何时候配重的力矩不超过前部力矩，使得钢丝绳在许用拉力范围内始终承受拉力。

正是由于上述的两者的不同，才在造价上和结构上有很大的差距，有时候会造成几倍甚至十几倍的差距。如果单从经济的方面来进行考量，机械形式的俯仰驱动无疑是更加实用的，但是由于机械形式的俯仰驱动采用的钢丝绳的受力范围的局限，导致了斗轮堆取料机不能够进行臂架的进一步加长，影响了堆取料机的能力的增加。正是由于机械俯仰形式的这种局限性，所以当堆取料机的工作能力较大或者悬臂较长的时候，使用机械俯仰形式将会很困难，只能使用液压俯仰形式，并依靠增加配重在空载时大幅度后调重心来应对满载时重心前移的情况，而相对昂贵的液压俯仰带来的这些优点是机械俯仰形式望尘莫及的。

参考文献

[1]邵明亮，于国飞，耿华，等.斗轮堆取料机[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]刘勤国，张起伟，任改运.斗轮堆取料机使用、维护和检修[M].北京：化学工业出版社.