悬臂取料机是现代工业连续装卸散状物料的重要设备, 被广泛应用于我国港口、码头、冶金、发电、钢铁、采矿等行业中, 对提高工作效率, 减轻工作劳动强度有着重要意义。回转装置是悬臂取料机的主要支承设备, 由于悬臂取料机的使用效率极高, 作业过程中整个回转轨道承受着极大的工作负荷, 通常在2～3年内就会被压溃。以我公司R5-1、R6-1悬臂取料机为例, 其回转轨道规格为CR100K, 相当于国内QU100, 回转台车以上部分重量约为800t左右, 由四组回转台车轮支承, 平均每组台车轮承重约为200t, 单轮承重约为100t, 在如此大的压力下, 回转轨道极容易受损。如我公司R5-1悬臂取料机, 其回转轨道在2006年5月18日更换, 到2009年7月16日, 原轨道高度就由150mm被压到了135mm, 并多处开裂受损, 严重影响生产安全和工作效率。为了提高悬臂取料机回转轨道的使用寿命, 我公司对R5-1、R6-1悬臂回转轨道进行了改造研究和实践应用, 有效的延长了回转轨道的使用寿命, 节省了维修费用, 为保证悬臂取料机安全顺利的完成生产任务提供了有力的支持, 取得了较好的效果。下面, 在本文中就本公司的研究结果与同行分享, 供同行借鉴指正。
我公司R5-1、R6-1悬臂取料机所采用的是台车式回转支承装置, 整个回转支承装置由环形轨道、4组台车、销轮、齿轮、行星减速器、电动机、联轴器组成。回转轨道安装于门座回上表面, 4组台车则转于回转轨道之上, 最终在4组台车上部安装回转平台。R5-1、R6-1所采用的回轨轨道规格为日本生产的CR100K轨道, 由于设备使用率极高, 尤其是近年来我公司业务量的增加, 悬臂取料机工作量也急剧增加, 使得回转轨道所承受的负荷也越来越大, 严重降低了回转轨道的使用寿命, 不仅增加了维修费用, 还影响了设备的正常使用和安全生产能力。本公司对回转轨道受损原因进行分析上, 发现受损原因主要出在CR100K轨道自身, 是由于CR100K轨道自身承载能力不足所引起的, 因此改造主要集中于回转轨道自身进行。通过进一步分析相关数据和规格, 同时进行了充分的市场调研和可行性论证分析, 项目组决定采用承载能力更强的回转轨道——德国卢森保阿塞洛A150轨道, 以获取更强的承载能力, 最终确定了本改造项目的改造方案和具体改造技术。
CR100踏面宽度为120mm, 底座宽度为155mm, 轨道高度为150mm, 轨腰厚度为38mm。A150踏面宽度为150mm, 底座宽度为220mm, 轨道高度为150mm, 轨腰厚度为80mm。
回转轨道单轮承载能力计算公式为Pc≤K1DLC1C2, K1为与材料有关的许用线接触应力常数, 根据悬臂回转取料机实际情况, 在这儿选取7.2;D为车轮直径, 我公司R5-1、R6-1所采用车轮直径均为1050mm;L为线接触长度, 计算公式为L=1-4r/3, 根据CR100K实际参数计算, L=1-4r/3=120-4×8/3=109.3mm;C1为转速系数, 根据R5-1、R6-1实际工作情况, 在这儿选取1.17作为转速系数;C2为工作级别系数, 根据R5-1、R6-1实际工作情况, 我们选取工作级别系数为0.8。根据公式PC≤K1DLC1C2可知, CR100K轨道单轮承载能力为7.2×10.50×1.093×1.17×0.8, 最终计算出C100K轨道单轮承载能力小于或等于77.34T。
同理, 采用公式P c≤K1DLC1C2计算A150轨道单轮承载能力, 其中K1为与材料有关的许用线接触应力常数, 根据悬臂回转取料机实际情况, 在这儿选取7.2;D为车轮直径, 我公司R5-1、R6-1所采用车轮直径均为1050mm;L为线接触长度, 计算公式为L=1-4r/3, 根据A150实际参数计算, L=1-4r/3=150-4×10/3=136.7mm;C1为转速系数, 根据R5-1、R6-1实际工作情况, 在这儿选取1.17作为转速系数;C2为工作级别系数, 根据R5-1、R6-1实际工作情况, 我们选取工作级别系数为0.8。根据公式PC≤K1DLC1C2可知, A150轨道单轮承载能力为7.2×10.50×1.367×1.17×0.8=96.73T。
通过对CR100K与A150轨道相关尺寸的比较和两者单轮承载能力的计算分析, 可以看出A150的轨道承载能力明显优于CR100K, 其单轮承载能力最高能达到96.73T能够更好的满足我港R5-1和R6-1悬臂取料机对回转轨道单轮承载能力的需要。
回转轨道是悬臂取料机的重要部分之一, 直接关系着整个悬臂取料机的安全运转和工作质量, 虽然A150从轨道承载能力上来看, 远远优于CR100K, 完全能够满足我港R5-1和R6-1悬臂取料机对回转轨道单轮承载能力的需要, 但对回转轨道的重新选型涉及新旧轨道技术参数的计算、新轨道相关尺寸与设备实际安装尺寸的配合计算, 这在我港尚属首次, 必须仔细严密的进行, 容不得一点差错, 以免留下安全隐患和设备缺陷。为此, 项目组在充分吸收黄骅港成功经验的基础上, 联系R5-1和R6-1的实际情况, 充分考虑各方面因素, 对新旧轨道技术参数、新轨道相关尺寸、设备实际安装尺寸等进行了精密的计算和严格的论证, 最终在R5-1上推广实施, 目前该设备运行稳定, 效果显著。经分析, A150同样适用于其他悬臂式取料机, 能提供较好的负荷承受能力, 延长使用寿命和提高工作安全性。
经过对R5-1和R6-1的取料机回转轨道的改造实践, 结果表明回转轨道的使用寿命可以从现在的3年提高到12年以上, 在有效提高设备使用寿命和工作安全性的同时, 还节省了备件费用、维修费用, 初步估计两台设备在改造后, 可以节省200万元以上, 具有极高的经济价值和实用价值, 可以在其它悬臂取料机上推广应用。
摘要：悬臂取料机是现代工业连续装卸散状物料的重要设备, 对于提高工作效率, 减轻工人劳动强度有着重要意义。但在实际应用中, 由于悬臂取料机的使用效率极高, 作业过程中回转轨道承受着极大的压力, 通常在23年内就会被压溃。为了提高悬臂取料机回转轨道的使用寿命, 我公司以R5-1、R6-1悬臂取料机为例, 就回转轨道的改型进行了研究和实践应用, 有效的延长了回转轨道的使用寿命, 节省了维修费用, 为保证悬臂取料机安全顺利的完成生产任务提供了有力的支持, 取得了较好的效果。
关键词：悬臂取料机,回转轨道,改造研究
[1] 陈光平, 李奉生, 唱荣鹏.港口取料机悬臂皮带机驱动站改造[J].港口装卸, 2011 (4) .
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