（湖南万通科技股份有限公司 湖南省 410000）
摘要：综述国内外较有影响的斗轮堆取料机主要结构特点、电气控制等技术的发展,展望我国从现在到下世纪初应进行研究和开发的一些新技术和机型。
关键词：斗轮堆取料机；结构特点；电气控制；技术发展
1 斗轮堆取料机结构形式的发展
60年代我国设计的第1代斗轮机主要工作机构采用液压传动,臂架采用桁架结构整体俯仰的DQ5030斗轮机及钢丝绳卷扬的DQ3025、DQLK1250/2000•30机型。70～ 80年代初整体俯仰的DQ8030机型斗轮机在电厂得到较多应用,同时发展了我国特有的MDQ1500/1500•50门式斗轮机机型。随着电力工业的快速发展及晋—京—秦煤炭输煤枢纽的开通,海运码头蓬勃发展,宝山钢铁公司的建设,我国出现了各种形式的斗轮堆取料机。纵观世界各国斗轮机的发展,对中小出力和中等悬臂长度的斗轮机,上部采用整体结构,液压缸俯仰的机型,因其连接点少、运动简单、安全性高、制造和维护费用低已成为一种普遍采用的机型。但对出力较大、悬臂较长的斗轮机,采用平行四边形平衡系统,平衡架由液压缸驱动、门柱固定的机型得到了较多使用。这种机型的最大优点是机器重心位移小,配重架不碰煤堆,但其迎风面积较大,安装在回转部位以上的机构较多,重心较高,自重可能较大。机械变幅、小三角架平衡的机型目前在我国有较大的应用市场,其重心变化小、高度低,较受用户欢迎,但其维护工作量大,胶带机有折弯。美国MW公司推荐的杠杆式斗轮机,由于其结构简单、取料回转角度大,对于中小出力,悬臂小于40 m的机型有一定的市场竞争力,但其尾车高度高、占用较长场地,重量也较大。
2 条形料场堆取料机作业特性
研究和实践表明,条形料场堆取料机作业具有以下特点:
2.1 煤场单位储量随着堆煤高度的增加而增加,煤场堆高在8 m的基础上每增加2 m,其料场单位储量臂式斗轮机增长率为20%～ 25%,门式斗轮机为10%～ 17%。
2.2 臂式斗轮机的悬臂长度在30 m的基础上,每增加5 m,其料场单位储量可提高20%,门式斗轮机在50 m的基础上每增加5 m,其单位储量可提高10%。门式斗轮机跨距50 m时,每增加1 m堆料高度,储量增加7%,尾车长度增加7 m。
2.3 由门式斗轮机构成的单列料场,其单位储量最小,由2台臂式斗轮机构成3列料场,其储量最大,1台臂式斗轮机构成的2列料场次之。
3 斗轮堆取料机主要机构及基础部件的发展
斗轮机构、回转机构、行走机构、俯仰和悬臂胶带机驱动是斗轮机最主要的工作机构,现对其发展动向简述如下:
3.1 70年代,我国主要是以半格式或全格式,中心轴液压驱动的斗轮机构为主。经80年代的发展,火电厂斗轮机上基本形式已发展成无格式轮体,可拆卸斗齿,中心轴机械传动,由于门式斗轮机技术的日趋成熟,滚圈传动的斗轮机构已在臂式斗轮机推广使用,至此已形成:液压低速马达驱动;电机减速器机械式,中心轴驱动;液压马达-减速器组合中心轴传动;电机-减速器-销齿传动等4种驱动方式。斗轮轴布置形式有:长轴胶带机中间布置、长轴胶带机上方布置、短轴支承3种形式。总结这些方式,其运行都是可行的,但国外同类设备大都是以电机减速器中心轴驱动,短轴布置为主,亦有采用液压马达驱动方式。这种布置方式斗轮体布置方便,卸料角度可做的足够大。斗轮轴短且双点支承,轴承座受力小,胶带机头部清扫方便,但臂架设计抗扭刚度更大,头部设计复杂,胶带机中心线与臂架中心线有一定斜角,但这是一种优秀的传动方式。斗轮机构需进一步优化的项目:斗轮轴承座防尘及5万h无故障设计;胀套联接的可靠性验证;机械式过力矩的可靠性论证;国产液压马达完善及可靠使用,以适应寒冷地区对其的要求;短轴设计的推广应用及斗轮减速器的优化设计;销轮传动的进一步验证及推广。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2 80年代和90年代滚轮、锥形滚子及轴承3种回转支承方式均应用到工程实际,不同程度地满足了实际需要。回转从单纯的液压传动发展到电机-安全联轴器-减速器的传动方式,实行了变频无级调速。运行实践表明,轴承支承是一种运行阻力小、维护量小、安全性高的方式,是中小型斗轮机的首选方式,滚轮回转支承方式使用在大型斗轮机回转机构上也是成熟可靠的。回转及支承机构应解决:3点支承门座的设计,以提高轴承的承受寿命及均衡轮压分配;大型回转轴承在斗轮机上的应用;安全联轴器的研制。
3.3 行走机构已发展到传动系统全封闭、标准化的立式套装结构,车轮也已标准化,但抗扭刚度性较好,对轨道适应性强的行走单元的研制尚需进一步工作。在斗轮机上普遍推荐的行走机构运行速度7(30)m/min已逐渐被0～ 20 m/min变频无级调速代替。
3.4 机械式和液压俯仰都在斗轮机上得到普遍使用,技术也已相当成熟,与国外主要差距在于传感器及润滑技术的应用,液压调速及电子技术的应用。
4 斗轮堆取料机的电气控制技术
由于元器件及工业控制技术的发展,斗轮机的电气控制技术也在日新月异地发展,主要体现在:
4.1 高质量元器件的使用,使机器的可靠性得以显著提高,为自动化技术的应用创造了条件。目前斗轮机所有操作按钮、指示灯、限位开关、光电编码器均采用先进技术当地化的产品或先进技术国家产品,其使用寿命和可靠性、环境适应性有了全面提高,主机构操作已逐渐采用联动操作杆。交流接触器、空气开关、中间继电器、热继电器、接线端子的选型档次也很高,个别机构已开始使用真空接触器。系统故障率已日趋减少。
4.2 PLC、PLC主从站技术、终端显示器的使用,大幅度地减少了中间继电器及控制用电缆,机器状态监测已到了实用化的程度。80年代PLC的使用使复杂的过程控制实现了软件化,斗轮机实现了自动化操作,90年代由于PLC的发展及价格的合理,电气室和司机室均配置了PLC,形成主从站结构,其控制和信息传输采用1根同轴电缆传递,替代了大量连接电缆,同时在司机室的显示终端上可以大规模显示机器状态,仪表指示灯和某些控制钮将逐渐被触摸式按钮及LCD代替。机器运行及故障管理将由PLC辅助记录,斗轮机远方监控及管理、制造厂远程服务系统随着数据传递技术的发展很快将成为现实。
4.3 变频器、软启动器的应用,使机器工作平稳性得以极大地提高,斗轮机的运动惯性主要来自回转和行走机构,目前变频调速技术已成功地使用在斗轮机的行走和回转机构上,电缆卷筒的软启动技术也已投入使用。对低压供电斗轮机及需带负荷的较大功率电机启动问题已进行研究,这为高效利用电能及合理系统配电创造了条件。
5 履带式斗轮堆取料机的推广应用
履带式斗轮堆取料机由于其极高的作业机动性和连续高效,其使用前景已引起人们的青睐。首先可以代替推土机将斗轮机挖取不到的煤送到斗轮机取料范围,其效率可以比推土机高得多,在东北地区冬季运行可以避免推土机碾压煤结冻后无法挖掘的情况;二是作为辅助上煤手段取消地下煤斗,直接向系统胶带机(应急胶带机)或斗轮机的胶带机供煤;三是可以多个煤场共用1台。现代技术可以实现履带式挖掘机的远方控制,极大地减轻操作人员的工作强度和环境影响。展望21世纪,随着履带式斗轮堆取料机可靠性的提高,它将相当程度地替代推土机,成为火电厂煤场高效的辅助机械。
6 结束语
过去的40 年里，发达国家斗轮机技术的发展,极大地促进了散料输送工业的发展。近年来,自动化和信息技术又推动了该产业的发展。我国斗轮机无论机械和控制水平与先进国家相比还有一定的差距,不仅在机械的可靠性上,大型化上需要进一步提高,而且在提高运行效率,自动化和信息技术的应用上还有很多工作要做。
参考文献：
[1]应光伟. 火电厂斗轮堆取料机现状及发展[J]. 中国电力,1999,(12):27-29+32.
[2]王彦章. 火电厂斗轮堆取料机现状及发展[J]. 河南电力,2003,(04):8-10.
论文作者:卢建旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
标签：轮机论文; 料场论文; 料机论文; 机构论文; 心轴论文; 机型论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第15期论文;