提高混匀堆料机走行稳定性

黄维 张飞华

摘 要： 利用用三合一走行三轮组台车组对混匀堆料机走行台车组的改造，来降低轮压，提高制动性。提高走行稳定性。

关键词： 混匀堆料机；三合一减速机；走行台车组；轮压

1、引言

马钢港务原料总厂新区两台混匀堆料机（2#BST、3#BST）是生产混匀矿的关键设备，当前堆料能力为1538t/h，设计能力2000t/h。达不到设计能力的主要因素为走行机构的不稳定性。混匀堆料机工作表现为连续不间断的进行大车往返走行，一个混匀矿大堆要堆積至少400层，因此其大车走行机构的工作稳定性显得尤为重要。

2、设备结构及问题简述

混匀新区的两台混匀堆料机走行机构共8个台车组，北侧四个台车组设主动轮，尾车四个台车组均为从动轮。混匀堆料机在目前生产过程中存如下问题： 走行主动轮车轮轴弯矩过大长时间高负荷导致断裂事故，现为避免断车轴现象，缩短周期提前更换车轮轴；走行主动轮轮压过高，踏面产生裂纹；各走行驱动中制动器选用的是电力液压制动器，4个制动器的制动力都要一致，但实际中4个制动器的制动力很难一致，且调整时间过长，导致滑车、啃轨现象；欲在尾车北侧轮组上足添加现有一样的一套驱动机构因轮组上空间不足难以实施。

2.1主动台车组及主动轴结构

四台主动台车组的电机驱动通过弹性梅花瓣联轴器、制动器、减速机连接齿轮箱至车轮轴。

2.2走行主动轴弯矩计算

主动台车组行走轴断裂的位置位置为左侧轴承的轴肩处。下面对比混匀老区和新区混匀堆料机走行轮主动轴所受弯矩。

2#混堆主动轮系承受的重量为142684kg，总共8个车轮。由于1#BST与2#BST混堆主机重量相近， 为了简化计算， 假设其重量都为150000KG， 且只对其危险截面即左侧轴承的轴肩处的弯矩进行讨论。

1#混堆：左侧轴承的轴肩处弯矩M max = Q×B/ （ m×2×2） = 720（ N*m）式中， Q 为主机重量， 取150t； B 为轴承宽度， B=64mm； m 为主机车轮数量， m= 12。σmax = M max / W式中， W =πd2/32≈0.1W ，W为抗弯截面模量， ， D= 130mm。

2#混堆：左侧轴承的轴肩处弯矩M max`=Q ×B/ （ m×2×2） = 3353. 44（ N*m） ≈4M max，式中， Q 为主机重量， 取值150t； B 为轴承宽度， B=73mm； m 为主机车轮数量， m= 8。σmax` = M max ，W n≈7.53σmax式中， W n 为抗弯截面模量， W =π/32≈0.1W ，d= 100mm， 则 W n ≈0. 455W。

通过上面的计算可以看出， 理论上因为设备自重引起的行走轴应力2#、3#混堆是1#混堆的7.53倍， 加上其他因素影响，2#混堆该位置的应力会达到是1#混堆的 8 倍或更大。

2.3主动轮台车组轮压计算

2#混堆为单侧堆料机构，工况为钢丝绳带动悬臂进行俯仰动作，每层提升，上限位14°，下限位12°。

2#混堆共四组走行轮组，且为四支撑超静定机构，每个支撑下的两个车轮轮压相同。G1为混堆不参与俯仰部分重力，G2为悬臂前部俯仰部位重心，e1为悬臂前部重心距整机重心偏心距，G3为悬臂后部俯仰部位重心，e2为悬臂后部重心距整机重心偏心距。轨距K=6m，轮距L=6m。

悬臂梁及悬臂胶带机重量为56048kg，加上堆料时悬臂带料的重量即为参与俯仰的悬臂所有重量，此处为简化运算，视出悬臂带料外重量均匀分布。

悬臂头部距俯仰中心距离24.5m，悬臂尾部距俯仰中心距离8.31m，总长为L=32.81m。则悬臂前部重量为41.852kg，悬臂后部重量为14.196kg。

2#BST最大堆料能力为2000t/h。悬臂胶带转速为v=2.5m/s，悬臂胶带上层带料长度为l=23.88m。当堆料能力为2000t/h时，悬臂带料重为5.306t。通过计算可得出A、C侧每个轮上的压力为1997739.5N，B、D侧每个轮上的压力为413926N，综上在悬臂一侧轮压均超过250KN。由于计算时将悬臂均匀分布，实际上悬臂重心是靠近回转重心，轮压要比上述计算所得偏小，但亦超过250KN。

3、改造方案及应用

混匀堆料机主动台车组改造，每个主动台车组均增加一车轮，且使用三合一减速机来升级原驱动装置。

4、结论

当主动台车组车轮从8个增加到12个后，悬臂一侧车轮轮压降低到250KN以下。同时施加到主动轴上的弯矩亦极大缩小。三合一减速机的制动性能相比原电力液压制动器提高了同步性及刹车性能。

改造台车组后，混匀堆料机的稳定性大大提高，堆料能力提升，走行稳定。

参考文献

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