斗輪堆取料機尾車改造研究

王喜龍

（通化鋼鐵股份公司煉鐵事業部，吉林 通化 134003）

1 尾車液壓系統介紹

斗輪堆取料機尾車液壓系統的動力部分由液壓缸和液壓泵組成。其中，液壓缸的數量為兩臺，單個液壓缸的負載為12t, 其升降的速度在0.3 ～0.5m/min 之間；液壓泵的數量為1 臺，由北京華德廠商成產，型號為A2F28R3P1，該液壓泵的額定壓力是10MPa，污染級別為NAS9，油液介質為VG46。

2 尾車液壓系統的工作流程

尾車液壓系統的工作流程如圖1 所示。即由液壓泵1 進行供油，使液壓缸動作達到尾車臂架位置時進行升降。

當尾車臂架在上升的過程中，1DT 和4DT 電磁鐵會獲得電流，使溢流閥5 開始運作，從而獲得10MPa 的壓力油，當液壓油流向三位四通換向閥7 以后通過節流閥8、11，并經液控單向閥12 和13，然后進入液壓缸無桿腔，使液壓缸活塞桿14 和15 上升，從而帶動尾車臂架的上升。

當液壓缸有桿腔回油經過節流閥9 和10 時，三位四通換向閥就會返回到油箱，而尾車臂架在下降的過程中，2DT和3DT 電磁鐵就會得到電流，使溢流閥6 開始運作，從而得到5MPa 的壓力油，使液壓油流向三位四通換向閥以后通過節流閥9 和10，并通過液壓缸有桿腔，使液壓缸活塞桿14和15 開始下降，從而使尾車臂架下降的同時液控單向閥12和13 被壓力油打開，經換向閥7 和節流閥8、11 回到油箱。也就是說，斗輪堆取料機的液壓系統使用回油節流方法可對其速度進行調整。即當尾車上升時，將節流閥9 和10 的閥口開度進行調整，從而得出上升速度；當尾車下降時，可將節流閥8 和11 的閥口開度進行調整，從而得出下降速度。

圖1 斗輪堆取料機尾車工作原理

3 尾車液壓系統存在問題

華菱衡鋼煉鐵廠斗輪堆取料機的使用時間已有10 年，因尾車在升降過程中出現兩個液壓缸不同步現象，導致尾車升降兩側的滑輪和滑到導向輪經常出現磨損現象，同時尾車鋼架橫向工字鋼也出現頻繁斷裂問題，還有斗輪堆取料機尾車臂架也出現了扭轉變形現象。也就是說，當尾車臂架開始上升時，左側的液壓缸會先起升100mm 最后，然后右邊的液壓缸才會開始起升，兩個液壓缸在上升到制定位置后，左側的液壓缸會先停止，而右側的液壓缸因起升相差100mm 而后停止；兩個液壓缸在下降的過程中也是一樣，只是右側的液壓缸會先下降，當兩個液壓缸之間相差100mm 左右的距離后，左側的液壓缸才開始下降，直到兩個液壓缸一前一后落到支座上為止。

4 尾車液壓系統問題分析

斗輪堆取料機尾車的升降主要通過柔性傳動裝置，即液壓缸牽引鋼絲繩來實現尾車的升降。但柔性傳動裝置有一缺點，就是無法在運作過程中實現自動平衡負載，只能依靠液壓系統回油節流閥來進行調整。因此，當尾車兩側滑輪和滑道導向輪出現磨損現象時，就會使兩個液壓缸的負載出現不同，進而導致兩個液壓缸的速度出現不同。

斗輪堆取料機尾車在上升的過程中，若給液壓缸提供一定的動力，同時給節流閥9 和10 進行調整，雖然可以使兩個液壓缸基本保持同步上升，但會使液壓缸上升的速度變得緩慢，需要25 分鐘去運行2.9 米的路程。還有斗輪堆取料機尾車在下降過程中，液壓缸起到緩沖的目的，以此確保尾車可以平穩的進行下降，但因為尾車在實際運行的過程中兩側滑輪以及滑道導向輪磨損的程度不同，從而導致兩側下降的阻力也就出現不同。另外，液壓缸兩側的阻力在下降的過程中也會出現改變，因此，即使在下降之初可以通過節流閥8 和11 來實現基本的同步，但因為阻力的改變就會導致阻力大的一側下降速度變慢，而阻力小的一側下降速度加快，當液壓缸兩側高度相差過大時，尾車就會出現卡阻的現象，嚴重時還會出現停運問題。還有因下降速度的突然改變，會使尾車出現顫動現象，導致液壓缸兩側滑輪以及滑道導向輪的磨損程度加劇的同時也會使尾車鋼架橫向工字鋼多次出現斷裂問題，進而使尾車臂架出現扭轉變形。

想要使斗輪堆取料機尾車平穩的進行下降，可以對2 個液壓缸的無桿腔回流閥加以利用。即減少其回油流量。但這種方法無法保證兩個液壓缸每次下降都能保持同步。還有斗輪堆取料機尾車在下降的過程中，負載會不斷出現改變，使尾車兩側的下降速度出現不一致現象，而這種不同步的下降速度所產生的扭矩遠遠大于尾車鋼架的抗扭剛度時，斗輪堆取料機尾車臂架就會出現變行現象，從而導致尾車和液壓缸連接處的橫向工字鋼出現頻繁斷裂情況。在對斗輪堆取料機尾車進行改造時，想要降低改造成本，可對目前的液壓系統先進行改造，即把分別設置在2 個液壓缸的回油節流閥去除，然后在2 個液壓缸分流之前的主管路上安裝1 個節流閥，以此來對2 個液壓缸的回油量進行控制，從而實現2 個液壓缸的同步運行。但通過實驗后得出，在使用液壓缸活塞密封件一段時間以后，會出現磨損程度不用現象，使內部產生泄漏問題，進而導致2 個液壓缸在運行過程中，壓力油出現不同程度的上跳下竄現象，并且2 個液壓缸的回油會因為油量內部泄漏而出現差別。另外，2 個液壓缸油量內部泄漏問題無法從主管路上對節流閥調整。因此得出，斗輪堆取料機尾車變幅使用液壓缸牽引繩進行柔性轉動會隨時出現兩側不同步現象。

5 尾車液壓系統改造研究

想要對斗輪堆取料機尾車液壓系統進行改造，就需要設計一種機械卷揚裝置，以此來代替之前的液壓裝置，并使其成為尾車升降的主要動力結構。其中，機械卷揚裝置的組成包括門柱、單滑輪組、上定位裝置、三滑輪組、潤滑裝置、走臺、減速機、電機以及滾筒。

斗輪堆取料機尾車在安裝機械卷揚裝置時，首先要在尾車后部配電房平臺位置安裝一個卷揚平臺，然后在平臺上安裝減速機、電機以及滾筒，以此形成卷揚動力結構；其次，制定一個門形支架并將其安裝在尾車前部，但需要注意的是，其高度務必要比尾車的最高點還要高；再次，因門形支架要作為尾車升降的主要支撐點，所以要在門形支架上安裝一套三輪滑輪組和兩套單輪滑輪組，同時再將一套三輪滑輪組安裝在斗輪堆取料機尾車升降牽引點位置，使鋼絲繩和滑輪組組成執行結構，以此來牽引尾車的升降；還有減速機可使用雙報閘裝置對尾車升降過程中的運行進行控制，從而避免尾車在上限位出現鋼絲繩斷裂和報閘失效現象；最后，可在上限位設計一種保護裝置，然后對原有的液壓站加以利用，使其驅動兩個小油缸的同時帶動撥叉裝置，從而實現尾車上限的保護，進而使斗輪堆取料機尾車安裝機械卷揚裝置的可靠性和安全性得到保證。

機械卷揚裝置的工作原理為：當尾車開始上升時，報閘打開的同時電機也會啟動，這時減速機也開始運轉，而滾筒轉動的同時鋼絲繩也會出現收縮現象，然后尾車由滑輪組帶動開始上升，當尾車上升到上限位時還要在升高30 厘米，確保上限位的撥叉可以順利插入，之后將液壓站啟動，油缸開始運行并將撥叉順利插入尾車下部使，尾車開始下降，同時低速落在上限位的保險裝置上，使限位開關得到命令開始發信號指導電機停止，報閘關閉；當尾車開始下降時，報閘再次打開的同時電機也會再次出現啟動，使減速機受到驅動開始運轉，滾筒出現轉動，然后將尾車先升高30 厘米以后，再將液壓站啟動，使油缸開始運轉并帶動撥叉將上限位保險裝置打開，之后電機持續運轉使尾車一直下降到低限位位置以后再將報閘關閉，最后電機停止運轉。

斗輪堆取料機尾車安裝機械卷揚裝置的優點有：（1）工作效率得到提高。因以前的液壓裝置變換尾車至少需要25分鐘左右，而現在只需要5 分鐘左右的時間，使工作效率大大提高的同時工作強度也得到降低。（2）提高了安全性。在原有的液壓系統中加入一個尾車上限位的保護裝置。若尾車在上限位出現鋼絲繩斷裂或報閘松動現象時，其保護裝置就會將尾車進行固定，從而防止出現人員傷亡和設備事故情況。（3）降低成本。使用機械卷揚裝置，使兩個液壓缸不同步現象得到消除，同時尾車升降時業不會在出現瞬時沖擊或上下擺動情況，并且尾車鋼架橫向工字鋼也不再出現斷裂問題，還有尾車臂架也不會出現扭轉變形情況，從而使生產成本進一步降低。

6 結語

總的來說，斗輪堆取料機尾車變幅改為機械卷揚裝置以后，通過華菱衡鋼煉鐵廠的使用，有效證明了尾車臂架不在出現一側低一側高的情況，同時尾車在升降的過程中也沒有出現瞬時沖擊或上下擺動情況，使生產效率得到提高的同時安全性也進一步得到提高，進而也降低企業的生產成本。