用于排土机排料臂的吊挂钢丝绳受力平衡调节装置

1.本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种用于排土机排料臂的吊挂钢丝绳受力平衡调节装置。


背景技术：

2.排土机是露天开采实现自动化生产极其重要的环节。排土机在工作过程中，其排料臂需要完成带载变幅、回转等动作，而物料流量不均匀、相邻机构频繁起制动冲击、皮带及钢丝绳等部件弹塑性冲击载荷谱变化使得排料臂的受力工况非常恶劣；因此，排料臂的吊挂钢丝绳作为排料臂的最终承载者，各吊挂钢丝绳之间的受力平衡直接决定了排料臂工作的安全和稳定性。若排料臂的吊挂钢丝绳受力均衡，则它们的整体安全系数达到最大；反之，各吊挂钢丝绳受力不均则会造成个别吊挂钢丝绳早期出现断丝、锈蚀、甚至断裂的情况，不仅严重危及正常安全生产，而且增加设备维护成本并延误正常生产时间。
3.目前，排土机排料臂的吊挂钢丝绳采用四根长度固定的钢丝绳承载的方式。由于这四根钢丝绳分为两组(一组两根)，两组的钢丝绳的长度不同且吊点位置不同，所以两组钢丝绳受到的张力是不同的，那么受张力较大的钢丝绳在使用过程中弹塑性伸长量较大，同等张力载荷下，较长钢丝绳的弹塑性伸长量也是较大的。因此，采用四根长度固定的钢丝绳承载的方式必然会造成一段时间后，有的吊挂钢丝绳处于相对绷紧状态，有的吊挂钢丝绳则处于相对松弛状态。显然，相对绷紧状态的钢丝绳受张力值会超过其初步设定所承受的张力值，相对松弛的吊挂钢丝绳所分配到的实际张力值较小。随着吊挂钢丝绳塑性伸长量的不断增加，这种张力分配不均匀愈发严重，极易造成个别钢丝绳早期损坏。对于重载且物料块度大的露天开采工况来说这种问题尤为突出。
4.因此，迫切需要设计一种用于排土机排料臂的吊挂钢丝绳受力平衡调节装置，能够实现对排料臂各吊挂钢丝绳的张力平衡调节，实现各吊挂钢丝绳的受力均衡，提高其使用寿命，从而满足矿井现代化机械自动化高速生产的需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于排土机排料臂的吊挂钢丝绳受力平衡调节装置，以解决排土机正常(尤其重载)作业工况下现有排料臂吊挂钢丝绳所存在的张力不均衡和安全系数降低的问题；克服由于排料臂的吊挂钢丝绳受力不均造成个别吊挂钢丝绳出现早期断丝、锈蚀甚至断绳等生产安全事故；能够实现对吊挂钢丝绳按照理论设计值进行调节，各吊挂钢丝绳安全系数一致，从而满足现有矿山露天开采自动化高效生产的需求。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种用于排土机排料臂的吊挂钢丝绳受力平衡调节装置，其包括两个第一液压缸、两根第一吊挂钢丝绳、两个液压集成块、两根第二吊挂钢丝绳和两个第二液压缸，两个第一液压缸的缸体通过销轴与排土机排料臂两侧处于对称位置的吊点处的第一连接座铰接，两个第二液压缸的缸体通过销轴与排土机排料臂两侧处于对称位置的另一吊点处的第
一连接座铰接，第一液压缸的活塞杆和第二液压缸的活塞杆通过销轴铰接连接绳环，第一吊挂钢丝绳一端绕过与第一液压缸连接的连接绳环后通过钢丝绳卡固定，第二吊挂钢丝绳一端绕过与第二液压缸连接的连接绳环后通过钢丝绳卡固定，第一吊挂钢丝绳另一端绕过另一个连接绳环后通过钢丝绳卡固定，第二吊挂钢丝绳另一端绕过又一个连接绳环后通过钢丝绳卡固定，另一个连接绳环和又一个连接绳环通过销轴铰接第二连接座，第二连接座用于与排土机连接；
8.两个液压集成块均包括四个出油口和一个进油口，且每两个出油口通过一个手动通断阀控制，两个第一液压缸的有杆腔和两个第二液压缸的有杆腔分别通过高压胶管与一个液压集成块的一个出油口连接，两个第一液压缸的无杆腔和两个第二液压缸的无杆腔分别通过高压胶管与另一个液压集成块的一个出油口连接，两个液压集成块的进油口接入手压泵或打压泵站。
9.本实用新型的有益效果是：
10.通过设置两个第一液压缸、两根第一吊挂钢丝绳、两个液压集成块、两根第二吊挂钢丝绳和两个第二液压缸，并设置两个第一液压缸的有杆腔和两个第二液压缸的有杆腔分别通过高压胶管与一个液压集成块的一个出油口连接，两个第一液压缸的无杆腔和两个第二液压缸的无杆腔分别通过高压胶管与另一个液压集成块的一个出油口连接，提供了一种基于液压缸张力定比例调节原理，实现对各吊挂钢丝绳进行合理张力分配的装置，该装置解决了以往固定长度的吊挂钢丝绳使用一段时间后张力分配严重失衡的现象；该装置可以实时或在检修期间进行各吊挂钢丝绳张力按设定比例调节，使得各钢丝绳安全系数一致，解决了目前排土机排料臂吊挂钢丝绳时常出现早期断丝、锈蚀等安全问题，保障了排土机安全高效工作。
附图说明
11.图1是本实用新型的结构示意图。
12.图2是图1中第一吊挂钢丝绳、连接绳环和钢丝绳卡的连接关系示意图。
13.图3是图1中液压集成块的结构示意图。
14.图4是吊挂钢丝绳的受力示意图。
具体实施方式
15.下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。
16.如图1至图3所示，本实施例中的用于排土机排料臂的吊挂钢丝绳受力平衡调节装置，其包括两个第一液压缸1、两根第一吊挂钢丝绳2、两个液压集成块7、两根第二吊挂钢丝绳9和两个第二液压缸10，两个第一液压缸1的缸体通过销轴6与排土机排料臂13两侧处于对称位置的吊点处的第一连接座11铰接，两个第二液压缸10的缸体通过销轴6与排土机排料臂13两侧处于对称位置的另一吊点处的第一连接座11铰接，第一液压缸1的活塞杆和第二液压缸10 的活塞杆通过销轴6铰接连接绳环3，第一吊挂钢丝绳2一端绕过与第一液压缸1连接的连接绳环3后通过钢丝绳卡4固定，第二吊挂钢丝绳9一端绕过与第二液压缸10连接的连接绳环3后通过钢丝绳卡4固定，第一吊挂钢丝绳2另一端绕过另一个连接绳环3后通过钢丝绳卡4固定，第二吊挂钢丝绳9另一端绕过又一个连接绳环3后通过钢丝绳卡4固定，另
一个连接绳环3和又一个连接绳环3
17.通过销轴6铰接第二连接座5，第二连接座5用于与排土机连接；
18.两个液压集成块7均包括四个出油口和一个进油口14，且每两个出油口通过一个手动通断阀15控制，两个第一液压缸1的有杆腔和两个第二液压缸10 的有杆腔分别通过高压胶管8与一个液压集成块7的一个出油口连接，两个第一液压缸1的无杆腔和两个第二液压缸10的无杆腔分别通过高压胶管8与另一个液压集成块7的一个出油口连接，两个液压集成块7的进油口14接入手压泵 12或打压泵站。
19.图3为液压集成块7的组成示意图，如图所示，出油口一16和出油口二17 由一个手动截止阀15控制其通断，形成一个支路；出油口三18和出油口四19 由另一个手动截止阀15控制其通断，形成另一个支路；两个支路最终会合于进油口并接入手压泵12或具有同功能的打压泵站。
20.以排料臂13为对象进行受力分析：
21.设排料臂13及其上面的物料的载荷为g，第一吊挂钢丝绳2的张力值为f1，第二吊挂钢丝绳9的张力值为f2，其受力情况如图4所示。
22.以0点取力矩平衡，可得方程式：
[0023][0024]
如图4所示，排料臂13动作时，如果外载不变，则上式中g、l、l1、l2、θ、γ的值始终保持不变，即只有α、f1、f2三者变化。
[0025]
进一步分析可知，排料臂13的仰角α和外载g的改变引起了f1和f2的变化。因此，调节第一吊挂钢丝绳2的张力值f1和第二吊挂钢丝绳9的张力值f2比例大小，则可以改变两处吊点的力臂值比例的分配。对于液压缸来说，其张力和压力成正比，通过调节第一液压缸1和第二液压缸10的压力值就可以调节其张力值。
[0026]
若所有第一吊挂钢丝绳2和第二吊挂钢丝绳9均选取同规格、同批量生产的钢丝绳时更加合理(相互之间的力学性能更加接近)，此时使f1＝f2绳时，所有第一吊挂钢丝绳2和第二吊挂钢丝绳9的受力工况和安全系数就会相等。因此，此时应该将所有第一液压缸1和第二液压缸10均接入同一回路，压力设定后各吊挂钢丝绳的张力值就可以保证相同。
[0027]
排料臂13上的吊挂钢丝绳安装时，调节所有吊挂钢丝绳张力相同的步骤如下：首先将第一液压缸1和第二液压缸10的活塞杆均处于完全伸出状态，将所有第一液压缸1和第二液压缸10的有杆腔分别接入同一液压集成块7的四个出油口，所有第一液压缸1和第二液压缸10的无杆腔也分别接入另一液压集成块 7的四个出油口，最后将两个液压集成块7的进油口接入手压泵12，打入一定压力后，所有第一液压缸1和第二液压缸10的拉力相等，也就保证了所有第一吊挂钢丝绳2和第二吊挂钢丝绳9的张力相等。调节好后，将液压集成块7上面的手动通断阀15关住，撤掉手压泵12。
[0028]
吊挂钢丝绳使用一段时间(约10～15天)后，由于第二吊挂钢丝绳9的长度大于第一吊挂钢丝绳2的长度，所以受载后的第二吊挂钢丝绳9的塑性伸长量必然大于第一吊挂钢丝绳2的塑性伸长量，这种情况必定会造成第一吊挂钢丝绳2处于相对绷紧状态且分配到的张力值较大。此时，就必须重复以上调节所有吊挂钢丝绳张力相同的步骤。此后，约1个月后，再调节一次，且后续调节的时间间隔逐步增大，经过4次左右的调节后，第一吊挂钢丝绳
2和第二吊挂钢丝绳9的塑性变形趋于稳定时就可以不用调节。
[0029]
若第一吊挂钢丝绳2和第二吊挂钢丝绳9规格不同，则可以根据两者的破断力分配张力值f1和f2。将f1和f2值换算成第一液压缸1和第二液压缸10的压力值，调节张力时，两个第一液压缸1的油口接入液压集成块7的出油口一 16和出油口二17，由液压集成块7上的同一个手动通断阀15控制其通断；两个第二液压缸10的油口接入液压集成块7的出油口三18和出油口四19，由液压集成块7上的另一个手动通断阀15控制其通断；两个回路分别设定计算后的压力值，并分别调节，调节步骤同上。
[0030]
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。