斗轮堆取料机俯仰机构的调整维修的研究

郭苏俊

[摘 要]斗轮堆取料机在冶金、煤矿等工业领域占据重要地位，为这部分行业的发展提供了支持。作为大型连续散料处理设备，其在工业生产过程中起到重要作用，斗轮堆取料机具有操作流程简单、作业范围广泛的特点，是现代工业生产之中备受重视的处理设备。不过，斗輪堆取料机在操作过程中容易出现各种问题，因此需要加强对斗轮堆取料机设备的调整维修措施进行研究，防止因维修不当导致设备运转水平低，降低企业生产效率。

[关键词]斗轮堆取料机；俯仰机构；调整维修；研究

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0366-01

引言：随着社会经济水平的提高，对工业生产效率提出更高要求，通常工业生产线上都会设定连续生产，以保证生产效率。斗轮堆取料机作为连续运输物料的重要设备，其作用不言而喻。现阶段斗轮堆取料机已经成为各项工业生产线中实施连续散料运输的机械设备，是实现工业化生产连续性、提高工业生产效率的重要保证。对此，本文讨论了斗轮堆取料机机构调整存在的问题，并对俯仰机构进行优化设计，期望能促进企业连续生产的顺利实现，提高企业生产力水平。

1.斗轮堆取料机俯仰机构调整维修的意义

目前，国内斗轮堆取料机的研究和设计都受到技术与工艺水平的限制，尤其在斗轮堆取料机调整维修方面缺乏优化设计手段，容易在维修之中破坏斗轮堆料机俯仰机构，造成机械损伤，使得斗轮堆取料机在运作中产生操作失误，降低机械设备的功能作用性能。在调整维修方面，我国维修人员通常都是依靠传统经验和简单的判断对斗轮堆取料机进行机械性能维修和维护，在调整维修期间常常耗费大量时间，却依然无法优化机械性能[1]。加强对斗轮堆取料机俯仰机构的调整维修研究，是为了优化斗轮堆取料机内部结构，强化机械设备功能性，为生产提供强有力的机械支持。现行传统的机械维修手段已经无法满足实际需求，因此必须加强对新的维修设计内容进行研究，以便减少机械设备机构的故障率，创新机械设备设计，为工业生产提供适宜的都轮堆取料机器。

2.斗轮堆取料机俯仰机构的调整维修设计

2.1 利用数学模型构建调整维修优化设计体系

斗轮堆取料机俯仰机构重量大，其内部结构较为复杂，一旦出现故障问题就会影响斗轮堆取料机的运作，会影响机械设备的工作效率。对此，可以利用数学思想，通过现代有限理论对斗轮堆取料机俯仰结构进行结构线性静力分析，优化斗轮堆取料机的结构[2]。借助现代化的设计平台进行数学建模，通过对模型的分析、处理和设计，实现对斗轮堆取料机的调整维修方法设计，能够保证斗轮堆取料机在运作中保持高效的工作效率，提高企业生产力水平。

2.1.1 建立数学模型，优化俯仰结构设计

数学模型的构建基础是了解斗轮堆取料机俯仰结构与设计理论，在确定斗轮堆取料机俯仰结构后，可以通过采集到的俯仰结构数据建立起数学模型，以此来标明斗轮堆取料机的结构特点和受力形式，为调整维修提供鲜明的结构图。数学模型建立先是利用坐标将斗轮堆取料机的预设臂架、钢结构截面简要表现出来，具体可以将俯仰机构简化为几根梁，利用坐标点表示梁柱受到的载荷；然后以整个俯仰机构保持水平平衡和各个单梁满足强度刚度设计要求为约束条件，列出俯仰机构的几何关系式，利用数学公式求解单梁之间的关系；最后再构建出以俯仰机构为整体重量的函数式，得出最优解，进行俯仰机构的参数调整[3]。

2.1.2 俯仰机构优化调整的结果分析

俯仰机构作为斗轮堆取料机重要组成部分，对斗轮堆取料机的运作产生巨大影响，如果俯仰机构重量过大，其对斗轮堆取料机的负担就越大，会影响机械设备的功能性，降低生产效率。反之，如果斗轮堆取料机的俯仰机构能够得到优化设计，促进俯仰机构的参数设置水平，进一步提高俯仰机构结构性能，就可以在一定程度上减轻整体机械设备的重量，进而提高机械设备的生产效率，促进应用企业的生产力水平提升。先通过传统的方法对斗轮堆取料机进行俯仰机构的调整，然后对斗轮堆取料机进行俯仰机构重量测量，第一次记录数据为144.23t；接下来，针对同一台斗轮堆取料机，通过数学模型的建立求取该台斗轮堆取料机俯仰机构最优参数，并根据参数调整斗轮堆取料机俯仰机构，调整维护后测量俯仰机构总重量为118.9t，经过优化前和优化后的机构总重量对比，可以明显的感受到斗轮堆取料机俯仰机构重量得到减轻，共减少了25.33t。值得注意的是，俯仰机构的参数设置还需要比对机械设备能够承载的刚度和强度，要在满足斗轮堆取料机刚度和强度基础上优化参数，这样才能真正通过调整俯仰机构提高机械设备运作效率，为企业生产带来更高的生产力。

2.2 斗轮堆取料机俯仰机构的有限元分析

斗轮堆取料机俯仰机构与整个机身的联系颇为密切，如果想优化俯仰机构必须从总体出发，在确保整体机身功能基础上，进行简化调整。利用有限元分析方式，能够结合斗轮堆取料机整体的表现判断俯仰机构的薄弱之处，进而找出俯仰机构需要改进和维修的结构，是确保斗轮堆取料机俯仰结构优化调整有效性的重要方式[4]。

2.2.1 分析方法

第一种，可以直接利用有限元分析方法对斗轮堆取料机的俯仰机构进行整体研究；第二种，是将斗轮堆取料机的俯仰机构各个组件分开，采用单部件研究方式，通过有限元分析方法进行研究。

2.2.2 斗轮堆取料机俯仰机构的有限元分析结果

整体研究方式的优点是，作为研究对象的俯仰机构能够完全划归到分析范围内，各个部件相互连接紧密联系更加符合实际应用情况，有利于调整维修的结果符合实际需求[5]。但是这种分析方法也存在缺点，如果将斗轮堆取料机俯仰机构的各个部件连接部分构建起有限元模型，就会增加原来俯仰机构的复杂性，这样的模型实际上不仅没有达到简化的效果，还会因为涉及大量的计算产生错误结果，影响最后的设计。

单部件研究方式的优点是，将俯仰机构的组成部件拆分开进行有限元分析，对每组部件进行模型的建立，这样建立起来的单部件模型结构规模小，涉及到的计算步骤简单，运算量大大缩减，相对来说容易分析。但是同时，因为构建的模型结构简单，对斗轮堆取料机的整体有忽略，因此容易脱离机械设备的设计结构情况，造成设计脱节问题。

斗轮堆取料机俯仰机构包括了斗轮、臂架、上部结构，这些结构相互连接并且与设备整体机身也存在紧密的联系，以至于俯仰机构的整体结构处于复杂环境，在调整维修阶段若要实现最优化设计，必须综合考虑斗轮堆取料机分析方法的优缺点和设备实际运作情况。

结论

斗轮堆取料机俯仰机构作为机身上的重要组织结构，对整体运作都产生重要影响，因此必须重视斗轮堆取料机俯仰机构的调整维修，确保俯仰机构重量处于标准范围，确保机械设备的平衡。本文主要利用数学模型分析、有限元分析两种方法对俯仰机构进行优化设计，希望能够通过科学运算计算出合理参数，使俯仰机构调整不超出合理和安全范围，为企业生产提供保障。

参考文献

[1] 贾延逊，徐万鑫，黄有义.臂式斗轮堆取料机俯仰机构连接方式改进[J].矿山机械，2017，（01）：82-84.

[2] 郭海翔，李海友，黄健.堆取料机悬臂斗轮接地力计算与测量[J].柳钢科技，2016，（04）：60.

[3] 陈婷.斗轮堆取料机俯仰机构优化设计[D].湖南大学，2015.

[4] 朱文杰.秦皇岛港取料机机械与液压系统改进方案研究[D].燕山大学，2014.

[5] 徐万鑫，于宝财，于会春.臂式斗轮堆取料机俯仰机构运动特性分析及调速回路选用[J].起重运输机械，2012，（06）：12-15.endprint