郭成俊

(四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638000)

四川广安发电有限责任公司翻车机主要承担发电燃煤接卸任务。现有翻车机的拨车机大臂原设计存在升降平衡装置可靠性不够的问题，造成拨车机大臂抬起不到位而故障频繁，采用消缺方式也无法彻底消除故障。

1 拨车机平衡装置存在的问题

1.1 拨车机大臂升降设计原理

拨车机大臂升降液压原理如图1所示， 拨车机大臂结构如图2所示。

图1 改造前大臂升降液压原理图

图2 拨车机大臂结构

拨车机大臂在齿条油缸(油压稳定12.0 MPa)和平衡油缸(油压不稳定，抬臂9.0 MPa，放臂5.5 MPa)的作用下完成升降。

1.2 拨车机大臂频繁抬起不到位故障原因

拨车机大臂齿条油缸油压通过电磁溢流阀和电磁换向阀控制，油压稳定，而且齿条油缸作用力也较为稳定。在大臂升降过程中，通过平衡油缸活塞杆长度变化使其有杆腔容积变化，导致蓄能器皮囊受到相应压缩或膨胀，从而造成蓄能器压力相应升高或降低，平衡油缸油压随大臂升降的重心变化而相应变化(大臂水平0°位，平衡油缸油压9.0 MPa；大臂垂直90°位，平衡油缸油压5.5 MPa，蓄能器皮囊充氮压力5.0 MPa)，从而保持大臂升降平稳。平衡油缸有杆腔至蓄能器之间的管路、接头、阀件、活塞密封等部位必须长时间保压并保持100%不漏，然而在实际情况下很难保证100%不漏,一旦有泄漏，就会使平衡油缸有杆腔至蓄能器之间的油液减少，导致蓄能器压力降低。当大臂处于水平位置时，平衡油缸油压小于9 MPa，抬起大臂的作用力降低，大臂抬起变缓以至不能升到垂直90°位。

2 改造方案

(1)将平衡油缸及其液压软管拆除，在液压钢管接头处加装堵头，关闭蓄能器液压手动阀。

(2)将平衡油缸安装支架拆除，在该位置另外安装平衡锤及其支架和连接平衡锤与大臂的连杆。

(3)齿条油缸及液压系统保持不变。

3 拨车机大臂受力分析和计算

为了计算简便，只进行改造前平衡油缸对大臂抬起作用力矩计算和改造后平衡锤对大臂抬起作用力矩计算对比。改造前、后大臂受力情况如图3～图6所示。

3.1 改造前平衡油缸对大臂抬起作用力力矩计算

(1)改造前大臂水平位力矩计算。

平衡油缸有杆腔活塞面积

S=π(0.0752-0.042)=0.012 6 (m2) 。

平衡缸活塞杆对大臂抬起拉力

F=pS=9×106×0.012 6=

1.134×105(N) ,

式中：p为压力；S为面积。

平衡缸活塞杆对大臂抬起拉力矩

M=FL=1.134×105×0.645=

7.31×104(N·m) ，

式中：F为拉力；L为活塞杆到大臂转动中心的距离。

图3 改造前大臂水平位受力情况

图4 改造前大臂90°位受力情况

图5 改造后大臂水平位受力情况

图6 改造后大臂90°位受力情况

(2)改造前大臂90°位力矩计算。

平衡缸活塞杆对大臂抬起拉力

F=pS=5.5×106×0.0126=

6.93×104(N) 。

平衡缸活塞杆对大臂抬起拉力力矩

M=FL=6.93×104×0.091=

6.31×103(N·m) 。

3.2 改造后平衡锤对大臂抬起作用力力矩计算

(1)改造后大臂水平位力矩计算。

平衡锤连杆对大臂抬起拉力

F=mgL2/L1=56 230×1.3/0.747=

9.786×104(N) ，

式中：m为平衡锤质量；L1为连杆拉力力臂；L2为重力臂。

平衡锤连杆对大臂抬起拉力力矩

M=FL1=9.786×104×0.747=

7.31×104(N·m) 。

(2)改造后大臂90°位力矩计算。

平衡锤连杆对大臂抬起拉力

F=mgL2/L1=56 230×0.112 2/0.086=

7.336×104(N) 。

平衡锤连杆对大臂抬起拉力力矩

M=FL1=7.336×104×0.086=

6.31×103(N·m) 。

3.3 平衡油缸和平衡锤对大臂抬起作用力力矩比较

在大臂水平位时，改造前的平衡油缸和改造后的平衡锤对大臂的拉力力矩均为7.31×104N·m。

在大臂90°位时，改造前的平衡油缸和改造后的平衡锤对大臂的拉力力矩均为6.31×103N·m。

因此，大臂平衡装置改造后大臂的升降效果将保持不变。

4 拨车机平衡装置改造效果

(1)因平衡油缸保压部分的油系统漏油降压而造成大臂升降故障缺陷已彻底消除。

(2)节约了平衡油缸及保压部分的油系统检修费用，减少了工作量。

(3)彻底消除了拨车机大臂频繁抬起不到位故障，有利于四川广安发电有限责任公司的火车煤的接卸。