炼铁原料刮板取料机轨道测量辅助工具的研究

2021-11-24杨耀华

商品与质量 2021年29期

杨耀华

唐山钢铁集团有限责任公司检修分公司河北唐山 063000

刮板取料机是一种用途极为广泛的料场设备，主要用于矿山、冶炼、建材、水利和化工等行业中各种物料的取料作业。可在一个料场中布置多种物料，并且可以跨堆取料，另外一个料场可布置多台刮板取料机。其采用侧面取的取料工艺。刮板取料机结构简单、性能可靠、操作容易，维修方便，使用安全等优点。

1 方案设计

1.1 应用需求

刮板取料机这种用途极为广泛的料场设备，在日常使用中由于轨道的沉降或者变形经常会出现异响、车轮磨损、卡阻等情况，由于精度要求越来越高，为了保障刮板取料机的正常运行，会定期对取料机轨道进行全站仪的测量。刮板取料机上下轨道高差和跨距比较大，遮挡比较多，所用测量辅助装置必须满足不同种类的测量方法。传统测量方式是用全站仪，在轨道上用卡尺和石笔在轨道上划线，然后将对中杆或者棱镜头放在标记处，这种方式会导致测量精度降低，速度变慢。由于现场测量条件限制，测量时，上轨道必须使用对中杆，在保障精度的情况下，直接使用棱镜头与使用对中杆相比较，明显直接使用棱镜头的测量速度要快不少[1]。所以急需一种新的测量方式，运用测量辅助工具加快测量速度，提高测量精度。

1.2 设计思路

之前运用到轨道上辅助测量的装置不多见，常见的角铁贴靠的方法虽简单，但是因为轨道侧面为斜面，虽然误差较手扶或划线较好，但是仍有一定的偏差。因此，如何以最经济、最简单、最便捷的机械装置实现精度测量就是该辅助测量装置设计的首要任务。本研究的设计思路是：按照最简单经济的原则进行结构设计和零件设计，加工组装后将机械装置调整到一定精度，提高其稳定性即可。其次，通常在使用对中杆测量时，为了提高测量精度，经常要两人合作使对中杆测量位置准确，对中杆保持稳定。所以，新的设计思路要节约人工成本，该装置要能做到一人就可在保证精度的情况下完成测量工作，实现快速测量。最后，由于使用对中杆和棱镜头时都要使用该辅助测量装置，在设计设计时，该辅助测量装置要能同时满足两种测量方法的测量。

1.3 机械结构

辅助测量装置如图1所示，该装置包括主体框架、螺栓和顶块三部分。

该装置由2个顶块、2个螺栓、1个主体框架组成，主体框架上有两个孔，一个为棱镜头定位孔，另一个为对中杆锥形头定位孔，棱镜头定位孔与棱镜头为间隙配合，在保证棱镜头正常插入拔出的情况下，孔要尽可能小，这样也减少了部分设计误差，同样，对中杆定位孔在保证对中杆可以接触到轨道上表面的同时也要使底孔尽可能小，锥孔斜度与对中杆锥头相同。顶块直径大于常用轨道斜面长度，且顶块上螺纹孔不为通孔[2]。

2 工作流程

测量前确定轨道规格型号，清理轨道表面氧化铁皮，旋转一端螺栓顶块，使用卡尺测量顶块和对中装置本体的总距离，用对中装置主体理论数值的一半减去轨道宽度的一半，就是卡尺需要测量到的数值，然后固定测量的顶块一侧螺栓，将轨道测量辅助装置放到轨道上，使辅助装置主体框架下表面与轨道上表面紧密接触，然后紧固另一端螺栓。测量轨道时，将棱镜头放入对中装置主体上端的圆柱孔当中，用手轻扶，使棱镜头保持稳定，或者，将对中杆插入对中装置主体上的圆锥孔中，使用对中杆支架将对中杆夹紧放置稳定。

使用全站仪建立坐标系时，之前的方法是随意找两个点建立一个坐标系，测量完成后，将所测量的坐标值输入到CAD中，在CAD中选取一条轨道上的两个端点建一条直线，比较两条轨道相应点的位置关系，这样的方法使处理数据需要很长的时间，正是因为没有一个对中装置才使得建立坐标系时不能直接建立在轨道中心或者横截面的同一个位置上。现在有了轨道测量辅助装置，在轨道两端准备两个轨道测量辅助装置，并按操作固定在轨道上，使测量辅助装置上锥形孔和圆孔处在轨道中线位置。然后测量并建立坐标系，这样建立的坐标系不需要将所有轨道测量坐标再输入到CAD中就可以直接看出两条轨道各相应点的位置关系，一目了然，更加方便快捷[3]。

3 误差分析

在使用新的刮板取料机轨道测量的辅助工具装置后，测量误差减小分为两方面：一方面为人为误差，也就是平时需要人手扶，造成的不稳定的温差；另一方面为辅助工具误差，相较之前用划线法和手持角铁的方法，划线法本身画的线就存在较大误差，在放置棱镜头或者对中杆时又存在人为误差，手持角铁法虽然保证了每次测量都距离轨道一侧的距离大致相同，但是由于轨道侧面为斜面，也会导致角铁不稳，不能保证每次测量位置与轨道侧面距离完全一样。此轨道测量的辅助工具装置仅在轨道至少有一个侧立面没有磨损的情况下可保证测量精度，如果被测轨道两个侧立面都磨损的情况下，不能保证测量结果正确，仅可以测量两轨道高度差[4]。