悬臂式斗轮堆取料机俯仰液压缸更换工艺

[摘 要]本文就黄骅港堆取料机俯仰机构更换液压缸工艺进行总结和分析，针对其更换工艺做了详细的介绍，并对其关键部分做了重点说明。

[关键词]液压缸 拉杆 放气 溢流阀

中图分类号：U653 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）25-0346-02

斗轮取料机是散货装卸的重要设备，作为一种连续的散料装卸机械在港口、电厂、矿山以及很多的储煤基地得到广泛的应用。它最早是在德国、日本、英国等发达国家发展起来的，在我国上世纪50年代开始使用，大规模的应用主要还是上世纪七十年代在秦皇岛、天津、青岛等北方的港口上使用。由于散货能源物流的快速发展，而参与物流行业的大型企业基本上都是国家的主要经济支柱。这些大企业在国际经济高速发展的大环境下要求企业的发展是规模化、自动化、智能化的发展，而对散货装卸的主要设备的取料机要求也是如此，因此斗轮取料机在现代化生产过程中越来越被广泛的应用，而且对取料机的主要性能要求也越来越高。然而，由于国内取料机设计的技术规范和设计单位的技术水平和国外的还有很大的一段差距，虽然国内的取料机设计单位制造单位意识到国内这个大的市场需求，但是由于质量和安全的考虑，目前还是选择国外设计、国内制造的建设模式。这种模式由于设计是在国外、而制造在国内，这样在用户和设计及制造方之间就容易出现很多关于产品技术和产品使用等沟通脱节的问题，再加上国内一般对工程工期的要求比较紧、使用管理等问题，造成设备存在的问题和缺陷较多，导致产品的修改量加大，产品存在的问题偏多。黄骅港煤码头一期工程就是在此基础上设计出来的，作为国家北煤南运的第二大亿吨输出大港――黄骅港，黄骅港煤码头现有3000T/H取料机4台、6000T/H取料机7台、6000T/H堆取料机2台、4400T/H堆料机6台8000T/H装船机4台、6000T/H装船机7台、3000T/H装船机1台以及11台翻车机以及90公里的皮带机，这些设备在我国北煤南运市场中发挥了重要作用，对国民经济的快速发展起到了极大的推动作用。

取料机主要由行走机构、旋转机构、俯仰机构、斗轮机构、悬臂皮带机等组成，其俯仰变幅机构是四连杆形式，采用液压缸或钢丝绳卷筒驱动。悬臂皮带机尾部通过两个铰点和主机相连接，悬臂皮带机中部和头部通过大小拉杆与配重尾架相连。通过液压缸的伸缩使悬臂机构绕安装在铰点位置的关节轴承转动，臂架头部斗轮装置才能上升或下降，臂架俯仰范围在-12°～+12°，属于低速，重负荷作业。目前黄骅港一期取料机悬臂已经运行15年，完成煤炭装卸超过4亿吨，经过长期超负荷运转，悬臂尾部铰点关节轴承异响严重，同时引起整机振动，给取料机整机增加冲击载荷，经过判断和分析，俯仰过程中的异响和震动主要来自臂架俯仰铰点处的轴承，为了避免大的隐患发生，需要对其进行改造。

黄骅港煤一期6000T/h斗轮堆取料机的悬臂俯仰机构采用双液压缸同步升降来实现臂架的支承和提升的。其中一个液压缸导向套密封件有磨损，造成油缸漏油，因此需要更换液压缸。此液压缸单根重达7吨，吊装高度大概28m，斗轮堆取料机总重量是1100t，作业难度比较大。

斗轮取料机的应用在我国起步较晚，最早的斗轮取料机设计可以追溯到1966年。当时国内部分钢厂、码头急需使用此类设备，为满足当时的社会需要我国开发了第一代斗轮取料机。这标志着我国己具有制造大型散料输送机械的能力。20世纪80年代，由于电力和钢铁工业的发展，斗轮取料机发展迅猛，在电力部门、港口使用量剧增。20世纪90年代，国内斗轮取料机已经向更广的方向发展。在钢铁企业、电厂、各大港口到处都可以看到斗轮取料机。但是国内的设计和研究水平有限，为了缩短与国际先进国家的差距，采取进口和合作制造的方式。进口和引进的国家有日本、美国、德国、奥地利、意大利等国家。国内生产的第一台用于高寒地区的斗轮堆取料机是DQL1600/1600.35，目前正运行于内蒙古的霍林河矿区。国内现在已开始了关于斗轮取料机自动控制方面的研究，控制水平已经达到20世纪70年代国际水平。另外，为了使斗轮取料机工作时更加稳定、安全、可靠，在设计过程中引入计算机仿真技术，图象处理技术，故障检测技术等各种信息技术。

这些技术的引用将使我国在斗轮取料机的设计和研发尽快赶上世界先进水平

其更换步骤是首先将机器停在检修锚定位置，把悬臂回转角度选好以方便吊车起吊液压缸等其他吊件，把斗轮悬臂放置最低，在需要更换的液压缸旁各有2个吊耳，把两个检修拉杆（随机备件，堆取料机安装俯仰液压缸时用的）借用80t吊车和电动或手动操控2个液压缸做上升下降动作使检修拉杆与上下两个吊耳通过轴销（φ110×234）相连接。然后再关闭液压缸阀块上面的A口和B口截止阀，同时把A口的插装式溢流阀旋钮逆时针调至最外面，把液压缸无杆腔和有杆腔中油液的压力释放到零，并使用压力表检测一下A、B两处还有有无压力，这样两根检修拉杆都处在受压状态，此时应将该液压缸的外接管路及压力传感器等保护装置全部拆除，并将管路的接头处严格包扎，防尘密封。

这种大型复杂的设备结构，一般需要通过理论计算和现场设备检测相结合。

考虑到实际结构的安全性和和设备改造后再进行持续改造的困难程度，必须保证设备改造后的100%的安全可靠，通过此次对取料机回转支撑的研究以及有效解决，为其他6000T/H取料机出现类似问题的研究和解决提供技术支持和依据，对该类设备的安全使用和维护提供参考和借鉴。就目前黄骅港取料机轨道（QU120）出现的开裂、塌陷这种问题，在秦皇岛煤港取料机上面也是经常出现，国内的解决办法主要就是每年对其坏的QU120部分钢轨进行原轨简单的更换，更换后使用的时间也就保料机车轮强度要求的前提下减小车轮的直径以减轻取料机高度和自重，但是整个机器的台车造价太高，而且经过分析，台车造价高、周期长，在实施过程中风险性很大，增加了很多不安全因素，所以实施性不强。出现轨道变形或开裂，主要是一个压力跟强度的问题，通过改造台车增加轮子数量、减小轮子直在台车轮压不变的情况下，单独改进轨道的性能，增加轨道的抗拉强度，提高其自身所能承受的压力，或把两种方法结合在一块也是可行的。下面就是黄骅港综合研究和分析之后采用改进轨道，主要是针对目前使用QU120改为A150的方案。6000T/H取料机的技术参数如表1所示。

拆装液压缸时，利用千斤顶、拉马等工具将液压缸上下两端的销轴按顺序拆出，安装新液压缸（提前给液压缸两个腔注满液压油）时，先安装无杆腔这头的轴销（φ260×695），然后把新的液压缸上面阀块的A口、B口和T口与拆卸的3根液压管相连接并把新液压缸上面阀块上面的2个截止阀打开。再次利用俯仰液压系统的手动装置来调节新液压缸的长度，以使液压缸另外一端吊耳和轴销（φ220×405）顺利就位，同时再手动打压使两液压缸受力从而使两检修拉杆卸掉载荷，拆卸检修拉杆和拉杆轴销。

新液压缸就位后，就可以把限位开关等保护装置恢复，系统调试时，检查泵站油箱的油位，必要时进行补充。通过俯仰、回转、行走的联合运动，将机器驶离锚定位置。继续使悬臂在全部正常工作范围内做俯仰运动，利用液压缸两腔头部的放气阀对2个液压缸的无杆腔和有杆腔进行排气，直至喷出雾化油液为止。最后进行系统的全面测试和调整泵阀等元件的参数，包括液压缸的压力值、电机的电流、泵的排量等。

该工艺要点是：①新液压缸安装完成后调试时需要对有杆和无杆腔进行彻底排气以防止液压缸爬行工作。②对于整体俯仰式的大型斗轮堆取料机，液压缸更换的位置最好是使悬臂回转角度约90°处，这样在俯仰机构的两侧都能停放大型的吊车进行吊装。并且其臂架最好放在最低位置尽量使检修拉杆受压而不受拉，保证维修的安全性，这需要提前设计好拉杆的长度。③液压缸同步回路应设截止阀，以便于逐个更换液压缸。④液压缸销轴应该拆装方便，如设计销轴端面盖板，利用盖板螺丝孔来为顶推销轴的千斤顶提供支座的安装条件。⑤建议在液压缸的缸杆外露表面设置防尘套，在拆装过程中严防硬物砸伤液压缸活塞杆表面。⑥保持清洁，严禁异物进入油管接头处。

参考文献：

[1]永堂.高步芳.高雨茁 液压系统建模与仿真 2003

[2]贺仁良.李尧中 磨床低速爬行现象的鱼刺图及其分析 [期刊论文] -液压与气动1997（03）

[3]黄民双.曾励.陶宝祺 机床液压系统的爬行振动分析及试验研究 1998（04）

[4]任卫红 摩擦自激振动引起的液压爬行现象分析 [期刊论文] -煤矿机械2003（10）

[5]高钦和 进油路节流调速液压回路爬行现象的建模与仿真分析 [期刊论文] -机床与液压2000（05）