浅谈链斗式卸船机挖掘部分更换分析

刘长礼，王传飞

（河北港口集团港口机械有限公司，河北 秦皇岛 066000）

曹妃甸矿石二期2 台3800t/h 链斗卸船机是中国北方第一批链斗卸船机，同时，也是链斗卸船机轻量化、低维护化的一个典范。这种相对新型的卸船设备，凭借其高效、节能、环保的特点，受到了港口企业的青睐。其中，挖掘部分张紧由油缸、滑轮和滑块组合，挖掘取料头可水平、垂直双向浮动，更具灵活性，可补偿各个方向的冲击。由于挖掘部分直接参与取料，使用状况、环境等条件较差，滑块、滑轮磨损较大，矿粉容易进入臂架内侧，加剧磨损。更换需要拆除，减轻重量大，怎样确认保证平衡，需要采取什么样的措施，是前期施工需要解决的一个重要问题（图1）。

图1 链斗式卸船机挖掘部分

1 分析

由于整个链斗机俯仰处于平衡系统，当拆除挖掘部分时，打破现有平衡，必须先分析研究拆除挖掘部分后，对整个平衡系统的影响是否在俯仰油缸承载范围内。以下为前期分析研究。

1.1 挖掘部分拆除重量计算

前部链轮装配1（4433）+挖掘张紧臂架2（2517）+挖掘固定臂架3（4877）+后部链轮装配4（3120）+撑杆连接组件16（732）+张紧油缸B2（600）+挖掘小斗组件（676×10）+链条B9（700×10）=30039kg=30T；重量计算存在一定误差。

1.2 正常情况下俯仰油缸承受载荷计算

俯仰油缸压力表读数：左右两侧读数，左侧14.5MPa，右侧15MPa，按小值计算，单油缸压力14.5MPa；俯仰油缸参数：缸径：φ580mm，杆径：φ360mm，行程：6200mm，工作压力：25MPa，试验压力：37.5MPa 油缸最大工作载荷748.5 吨（压力），拉力268.88 吨；通过压力表数值和缸径计算单油缸此状态下承受压力载荷。

式中，p 为压强（单位：帕斯卡，符号：Pa）=14.5MPa=14.5×106Pa；F 为压力（单位：牛顿，符号：N）；S 为受力面积（单位：平方米，符号：m2）=ΠR2=3.14×（0.58/2）2=0.26m2；F=PS=14.5×106Pa×0.26 m2=377T；

经过计算可知：单油缸承受压力载荷为377T，双油缸所受载荷为：754T。

1.3 平衡计算

整机处于平衡系统，力偶的合力为零；当我们拆除挖掘部分时，俯仰油缸会出现变化，其他位置不变，我们可简单地认为，少的部分与增加的部分力偶合力为零。

30T×（54+4.6）-F1×6.5=0 经计算F1=270T；

可知两俯仰油缸减少压力为270T，可推算出拆除完前部挖掘部分，两油缸还受载荷为：754T-270T=484T；

单油缸所受载荷为242T；压力表读数应该在9MPa 左右；

经过计算，当我们拆除完挖掘部，俯仰油缸还承受压力载荷，在油缸所受载荷范围内，确认安全，无需施加外力确保俯仰平衡。在拆除过程中，需要时，检查俯仰油缸压力表数值变化情况与计算值做参考。

2 结语

经过实际施工校验，拆除完挖掘部后，记录俯仰油缸压力表数值，检查比较计算值与实际值，压力表数值读数为8.5MPa；前期计算预估数值9MPa。数值偏差不大，在合理范围内，可知前期计算基本正确，满足设计计算要求。