浅析侧式悬臂堆料机变幅机构

宋光 李雪 李葆远

（北方重工集团有限公司装卸所，辽宁 沈阳 110860）

侧式悬臂堆料机是目前在水泥、煤炭、钢铁、港口、电力、水利等行业应用范围较为广泛的一种预均化设备，可分别处理矾土、铁粉、砂石等物料。

堆料机作为完成预均化过程的第一步混匀工序的设备，要实现多种运动的合成(其中包括行走、变幅、胶带机的运行等)。在堆料机工作过程中，堆料臂随着其它运动的变化在频繁做变幅运动，堆料机的载荷、分布及其变幅机构的配置直接影响堆料机的整机性能。

一、侧式悬臂堆料机变幅机构的基本结构

侧式悬臂堆料机的变幅机构是通过液压系统油缸的伸缩来实现悬臂的变幅运动。液压系统由液压站、油缸组成，液压站安装在三角形门架下部的平台上，而油缸支撑在门架和悬臂之间。

二、变幅机构的配置方式

为实现连续、多层、人字形的混匀料堆。堆料机在往复直线或回转运动的同时。堆料臂要进行上、下变幅运动。它的工作状态有上仰、下俯。而每种工作状态都有两种工况。即空载运行和负荷运行不同的工作状态下，不同工况下，堆料臂的重心位置是变化的。在保证整机的稳定性的前提下。设计方法不同，堆料臂重心变化的范围是不同的，相应的变幅机构有所不同。分为小功率、大配重，以及大功率、小配重两种方式。

堆料机的堆料臂受自重和载荷的作用，其受力情况见下图。当堆料机空载时，堆料臂受G、P、F、x、Y的作用 当有载荷时，堆料臂受G、P、F、x、Y和q的作用。通常将q看作是均匀作用在悬臂上的均布载荷。

1小功率、大配重变幅机构的配置：

悬臂堆料机常见的一种设计方法是以堆料臂在水平工作位置时，油缸不受力为设计原则。即当堆料臂在饺支点的支撑下水平放置时。堆料胶带机和堆料臂架的重量与配重相平衡。

按上述方法设计的堆料机的特点是：

(1)在堆料臂的变幅过程中，机构的重心在饺支点两侧变化，上仰重心后移，下俯重心前移。

(2)堆料臂从水平工作位置到最大仰角间的各个工作位置，液压油缸受拉，从水平位置到最大俯角间的各个工作位置，液压油缸受压。

(3)堆料机的 重既要平镌整机的稳定性，同时还要平衡悬臂的重力。所以堆料量越大.相应的堆料臂的重量越大，配重也就越大。

2大功率、小配重变幅机构的配置

大功率液压系统和小配重的堆料机设计思想是以变幅液压油缸在任何工作

位置均受压为原则。在这种设计方法配置下，堆料臂从最低工作位置到最高工

作位置，变幅液压油缸始终受力，且受压力。这种设计方法的特点是.

(1)堆料机的重心始终在铰支点和液压变幅油缸上支点之间变化；

(2)堆料臂的负荷主要靠液压变幅油缸支撑，配重只是用来调整整机重心的位置以保证整机稳定性.而不承担堆料臂的平衡作用，因此配重的重量较小；

(3)由于液庄油缸在变幅过程中始终承受较大的负荷，所以液压系统的驱动功率较大，相应的液压泵的排量也较大。油缸最大负荷发生在堆料臂下俯最低工作位置满负荷工况。

3两种配置方式的比较

小功率大配重的布置方法由于重力的大部分被配重平衡了。而油缸只是起到变幅驱动的作用，加上整个变幅过程中。受力方向的变化，使得液压变幅油缸的外负荷很小，所以液压系统需要的功率较低。堆料量500t／h的堆料机变幅液压系统的驱动功率只需3kW就可以满足工作需要。按"油缸在变幅过程中始终受压"方式设计堆料机.配重只用来平衡整机的重心稳定性，液压变幅油缸在工作中承受堆料臂大部分的负荷。在最低工作位置满负荷工况时，油缸受最大压力。这种设计方法，液压系统需要较大的驱动功率，液压系统的电机较大，液压泵排量较大。堆料量500t／h的堆料机液压系统如果按照该种方法设计，则需要I5kW 的电机驱动功率。

重心变化趋势不同。按照液压缸始终受压的原则设计。其整个工作过程中堆料机的重心始终在堆料臂饺支点和油缸支点之间变化；而根据液压缸在不同的工作区填内或受压和或受拉的方式设计，在整个工作过程中。其堆料机的重心变化趋势是在堆料臂的铰支点两侧变换。

铰支点受力状态变化不同。按液压油缸始终受压的原则设计堆料机。堆料臂的铰支点始终受一稳定的压力。变化极小.所以支座的受力状态较好。而按悬臂在水平位置液压缸受力为零的原则设计堆料机。其铰支点处在悬臂处于不同工况时，受力的大小、方向都是变化的。此处的轴和轴承都要承受这种交变负荷的作用。所以支座的受力状态是随着系统的变幅过程在频繁的发生变化。直接影响其轴和轴承及支座的寿命。

结语

随着经济的发展，各行业的标准也在不断提高更新，对于设备的要求也在逐步变化。选择不同的设计方案，其整机的效果是不同的。采用哪种设计原则，取决于设计师对产品的认识程度和对设备的整机考虑。侧重于哪种设计方法的原则。应是在满足设备基本功能的前提下，力求使设备的各方面综合性能都得到完善，整机的设计水平得到提高，从而使所设计出的产品能够始终工作在最佳状态。

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