撥車機平衡裝置改造

郭成俊

(四川廣安發電有限責任公司，四川 廣安 638000)

四川廣安發電有限責任公司翻車機主要承擔發電燃煤接卸任務?，F有翻車機的撥車機大臂原設計存在升降平衡裝置可靠性不夠的問題，造成撥車機大臂抬起不到位而故障頻繁，采用消缺方式也無法徹底消除故障。

1 撥車機平衡裝置存在的問題

1.1 撥車機大臂升降設計原理

撥車機大臂升降液壓原理如圖1所示， 撥車機大臂結構如圖2所示。

圖1 改造前大臂升降液壓原理圖

圖2 撥車機大臂結構

撥車機大臂在齒條油缸(油壓穩定12.0 MPa)和平衡油缸(油壓不穩定，抬臂9.0 MPa，放臂5.5 MPa)的作用下完成升降。

1.2 撥車機大臂頻繁抬起不到位故障原因

撥車機大臂齒條油缸油壓通過電磁溢流閥和電磁換向閥控制，油壓穩定，而且齒條油缸作用力也較為穩定。在大臂升降過程中，通過平衡油缸活塞桿長度變化使其有桿腔容積變化，導致蓄能器皮囊受到相應壓縮或膨脹，從而造成蓄能器壓力相應升高或降低，平衡油缸油壓隨大臂升降的重心變化而相應變化(大臂水平0°位，平衡油缸油壓9.0 MPa；大臂垂直90°位，平衡油缸油壓5.5 MPa，蓄能器皮囊充氮壓力5.0 MPa)，從而保持大臂升降平穩。平衡油缸有桿腔至蓄能器之間的管路、接頭、閥件、活塞密封等部位必須長時間保壓并保持100%不漏，然而在實際情況下很難保證100%不漏,一旦有泄漏，就會使平衡油缸有桿腔至蓄能器之間的油液減少，導致蓄能器壓力降低。當大臂處于水平位置時，平衡油缸油壓小于9 MPa，抬起大臂的作用力降低，大臂抬起變緩以至不能升到垂直90°位。

2 改造方案

(1)將平衡油缸及其液壓軟管拆除，在液壓鋼管接頭處加裝堵頭，關閉蓄能器液壓手動閥。

(2)將平衡油缸安裝支架拆除，在該位置另外安裝平衡錘及其支架和連接平衡錘與大臂的連桿。

(3)齒條油缸及液壓系統保持不變。

3 撥車機大臂受力分析和計算

為了計算簡便，只進行改造前平衡油缸對大臂抬起作用力矩計算和改造后平衡錘對大臂抬起作用力矩計算對比。改造前、后大臂受力情況如圖3～圖6所示。

3.1 改造前平衡油缸對大臂抬起作用力力矩計算

(1)改造前大臂水平位力矩計算。

平衡油缸有桿腔活塞面積

S=π(0.0752-0.042)=0.012 6 (m2) 。

平衡缸活塞桿對大臂抬起拉力

F=pS=9×106×0.012 6=

1.134×105(N) ,

式中：p為壓力；S為面積。

平衡缸活塞桿對大臂抬起拉力矩

M=FL=1.134×105×0.645=

7.31×104(N·m) ，

式中：F為拉力；L為活塞桿到大臂轉動中心的距離。

圖3 改造前大臂水平位受力情況

圖4 改造前大臂90°位受力情況

圖5 改造后大臂水平位受力情況

圖6 改造后大臂90°位受力情況

(2)改造前大臂90°位力矩計算。

平衡缸活塞桿對大臂抬起拉力

F=pS=5.5×106×0.0126=

6.93×104(N) 。

平衡缸活塞桿對大臂抬起拉力力矩

M=FL=6.93×104×0.091=

6.31×103(N·m) 。

3.2 改造后平衡錘對大臂抬起作用力力矩計算

(1)改造后大臂水平位力矩計算。

平衡錘連桿對大臂抬起拉力

F=mgL2/L1=56 230×1.3/0.747=

9.786×104(N) ，

式中：m為平衡錘質量；L1為連桿拉力力臂；L2為重力臂。

平衡錘連桿對大臂抬起拉力力矩

M=FL1=9.786×104×0.747=

7.31×104(N·m) 。

(2)改造后大臂90°位力矩計算。

平衡錘連桿對大臂抬起拉力

F=mgL2/L1=56 230×0.112 2/0.086=

7.336×104(N) 。

平衡錘連桿對大臂抬起拉力力矩

M=FL1=7.336×104×0.086=

6.31×103(N·m) 。

3.3 平衡油缸和平衡錘對大臂抬起作用力力矩比較

在大臂水平位時，改造前的平衡油缸和改造后的平衡錘對大臂的拉力力矩均為7.31×104N·m。

在大臂90°位時，改造前的平衡油缸和改造后的平衡錘對大臂的拉力力矩均為6.31×103N·m。

因此，大臂平衡裝置改造后大臂的升降效果將保持不變。

4 撥車機平衡裝置改造效果

(1)因平衡油缸保壓部分的油系統漏油降壓而造成大臂升降故障缺陷已徹底消除。

(2)節約了平衡油缸及保壓部分的油系統檢修費用，減少了工作量。

(3)徹底消除了撥車機大臂頻繁抬起不到位故障，有利于四川廣安發電有限責任公司的火車煤的接卸。