5. 车载式移动皮带机
车载移动皮带是把皮带机架安装在一台闲置的16t轮胎吊上,实现整个流程的煤炭堆高,同时具有全回转功能,并且能自由行走,作业时把轮胎吊支腿展开,增加整机的稳定性。车载式移动皮带机实际上是一台简易式堆料机。
5.1 轮胎吊型号的选择
公司闲置的轮胎吊分别有25t和16t两种型号规格。由于25t轮胎吊自重达到42.5t,如果再增加皮带机约15t,除掉拆除原轮胎吊自身部分机构的重量约7t,这样改造后的车载移动皮带机自重达到50.5t,加大了底盘、行走机构负担,特别是轮胎、行走电机严重超负荷。16t轮胎吊自重只有23.5t,拆掉原分机构后,再增加皮带机后,自重约31.5t,比25t轮胎吊改造的车载移动皮带机减少了约19t左右,而16t轮胎吊的行走电机和轮胎型号与25t轮胎吊相同。此外16t轮胎吊支腿是机械式,其刚度、强度大大优于25t轮胎吊的液压式,适用于皮带机负荷连续不断的变化,所以,选用16t吊比较合适。
5.2 稳定性计算
输送能力及堆高高度,决定了皮带机架的自动,输送能力越高,也就意味着效率越高,堆场利用率越高。但因自重大,机架长,严重影响了轮胎吊的稳定性。所以在选择流程的输送能力及堆高高度时要在满足轮胎吊本身的稳定性、回转功率、行走负荷的情况下进行。
计算车载移动皮带机的稳定性要确保其在以下两种工况都能满足要求:一是作业工况:车载移动皮带机固定在某一位置输送煤炭作业,支腿伸开,稳定性较好,但皮带机有负荷;二是车载皮带机处于行车工况:收起支腿,皮带机停止作业,臂架可以仰起,减少倾覆力矩。
为了保证改造后的整机稳定性,必须确保安装在轮胎吊上的皮带机总成重心落在有效的支撑范围内,空载行走时其重心落在轮胎吊四轮构成的方框内;作业时,皮带机总成不管在什么角度,其重心应落在支腿构成的方框内,见图3。
计算方法:
求重心C点坐标XC,YC
设桁架上弦顶左端为坐标原点O
桁架总成总重P1=3739kg
L1x=12360mm L1y=-475mm
上托辊P2=(816+171)=987kg
L2x=12360mm L2y=176mm
下托辊P3=(53+176)=229kg
L3x=12360mm L3y=-274mm
皮带重P4=(165+520)=685kg
L4x=12360mm L4y=-95mm
改向滚筒f500 P5=572kg
L5x=360+24360=24720mm L5y=135mm
缓冲托辊 P6=332kg
L6x=1850mm L6y=176mm
导料槽P7=257kg
L7x=1850mm L7y=570mm
改向滚筒f400 P8=328kg
L8x=5400+7880=13280mm L8y=-36mm
电动滚筒f800 P9=(2250+30)=2280kg
L9x=4360mm L9y=-950mm
滑轮P10=55kg
L10x=13490mm L10y=-1020mm
物料P11=2530kg
L11x=12360mm L11y=335mm
输送煤炭作业(即重载)时,皮带机总成的重心:
XC=[(P1+P2+P3+P4+P11) L1x+P5 L5x+(P6+P7) L6x+P8 L8x+P9 L9x+P10 L10x] (P1+P2+P3+P4+P11+P5 2+ P6+P7+P8 2+P9+P10)-360
=[(3789+987+229+685+2530) 12360+572 24720+(332+257) 1850+328 13280+2280 4360+55 13490] (3789+987+229+685+2530+572 2+332+257+328 2+2280+55)-360
=10101.6-360
=9741.6(mm)
在俯仰至18 其重心投影水平位置:
9819 cos18 =9819 0.951=9337.869mm
YC=[P1 L1y+P2 L2y+P3 L3y+P4 L4y+P5 L5y 2+P6 L6y+P7 L7y+P8 L8y 2+P9 L9y+P10 L10y+P11 L11y] (P1+P2+P3+P4+P5 2+P6+P7+P8 2+P9+P10+P11)
=[3789 (-475)+987 176+229 (-274)+685 (-95)+572 135 2+332 176+257 570+328 (-36) 2+2280 (-950)+55 (-1020)+2530 335] (3789+987+229+685+572 2+332+257+328 2+2280+55+2530)
=-234(mm)
空载时的重心:
XC=[(P1+P2+P3+P4) L1x+P5 L5x+(P6+P7) L6x+P8 L8x+P9 L9x+P10 L10x] (P1+P2+P3+P4+P5 2+P6+P7+P8 2+P9+P10+P11)-360
=[(3789+987+229+685) 12360+572 24720+(332+257) 1850+328 13280+2280 4360+55 13490] (3789+987+229+685+572 2+332+257+328 2+2280+55)-360
=9552.9-360
=9192.9(mm)
在俯仰至18 时,其重心在水平投影位置:
9647 cos18 =9647 0.951=9174.297(mm)
YC=[P1 L1y+P2 L2y+P3 L3y+P4 L4y+P5 L5y 2+P6 L6y+P7 L7y+P8 L8y 2+P9 L9y+P10 L10y] (P1+P2+P3+P4+P5 2+P6+P7+P8 2+P9+P10)
=[3789 (-475)+987 176+229 (-274)+685 (-95)+572 135 2+332 176+257 570+328 (-36) 2+2280 (-950)+55 (-1020)] (3789+987+229+685+572 2+332+257+328 2+2280+55)
=-373(mm)
从以上计算结果,皮带机总成重心在水平投影在轮胎组成的方框内,稳定性符合要求。
5.2.1 皮带机的安装
选择在原臂架铰点处安装一龙门架,作为皮带机的支撑,门架立柱采用 工 字钢,同时在上止点、中间点、下止点设置自动止回装置,使皮带机既能在门架中间自由俯仰,又能在上、中、下三个点得到有效的支撑。同时在原轮胎吊的上转台尾部设置一支撑铰点,这样皮带机架就被安装在轮胎吊上。
5.2.2 俯仰机构的安装
俯仰机构采用单电机、单减速箱、双卷筒两边布置形成,安装在原轮胎吊机房内,缠绕形式:从机房内的卷筒出发,通过门架立柱定滑轮,绕到皮带机架前部两边的滑轮组,形成倍率为6的驱动形式。
5.2.3 原轮胎吊上部分机构的拆除
由于皮带机(含驱动机构及张紧装置)、俯仰驱动机构、门架总共重量已达到15t,无疑增加了轮胎吊底盘的承受力,因此必须对原轮胎吊上的部分机构进行拆除,包括:起升机构、变幅机构、配置块、臂架,合计减少重量约8t,减少底盘的承受力。
5.3 技术性能参数的选择
确定车载移动皮带机性能参数,一定要充分考虑轮胎吊的稳定性和底盘的承受能力,不可盲目追求高、大、快,经过充分的论证,我们确定了车载移动皮带机的基本参数如下,见表3。
表3 车载移动皮带机基本参数