CN103224143B - 一种斗轮机大角度回转上线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种斗轮机大角度回转上线装置，其安装在斗轮机立柱上段的回转中心线上，位于俯仰机构的上方，通过焊接悬挂在立柱拉杆上。上端为吊轴，以螺杆连接在立柱拉杆上，可沿斗轮机的回转中心线做小幅度钟摆运动；中间为⊥字型转轴，通过压板与吊轴固定，其可绕回转中心线360^。旋转；下端为弓背型吊架，吊架上端卡入转轴中，线缆环形通过吊架的弓背部位；弓背部位由双弧形的瓦形钢板组成圆筒通道，上、下瓦形钢板以螺栓固定，线缆搭放在下瓦形钢板上，上瓦形钢板覆在搭放在下瓦形钢板的线缆上。在电缆转筒设置在尾车上，线缆经尾车到立柱，经立柱回转中心线上的上线装置直接进入司机室的情形下，本发明使回转角度增大到±165^。。

Description

一种斗轮机大角度回转上线装置

技术领域

本发明是中国专利“斗轮机一种新的上线方式及其装置”的分案申请，申请日为2011年8月29日，申请号为201110250325.1。本发明涉及斗轮机一种新的上线方式及其装置，尤其涉及一种斗轮机大角度回转上线装置，属于作业运输中的散料堆、取设备领域。

背景技术

斗轮机是一种广泛应用于港口、电力、煤炭、冶金等行业的大型散料输送设备，按功能分有堆料机和取料机。斗轮机按运行装置的形式，可以分为：履带式、轮胎式和轨道式，其中轨道式是目前最广用的结构形式，斗轮机的行走机构沿轨道行走，前臂架俯仰运动，斗轮挖取物料。

斗轮机供电方式有电缆供电和滑触线供电两种；斗轮机电缆分为供电用的动力电缆和控制用的通讯电缆，在机器的运用过程中各部件的运动和检测保护装置的使用都需要供电来驱动，而各部件之间的协调工作，需要通讯电缆连接来控制。由于斗轮机作为重型机械，布线极其复杂，在堆、取料过程中回转机构驱动立柱及前臂架做回转摆动，若相关的电缆线布置不合理，易发生电缆线的拉断，从而造成机器不能正常使用。

传统的斗轮机设计中，电缆需要从斗轮机的不回转下部向上部的电气控制室供电，电缆由不回转的部分通过回转部分需要一个过渡装置，叫做中心上线装置。这种上线装置是电缆从斗轮取料机门座和回转平台的正中心穿过，通过电缆扭转实现电缆由固定向回转的过渡。传统回转上线方式有三个缺点：一是斗轮堆取取料机的门座和回转平台中部都有中心料斗，料斗中有物料通过，为了避免电缆被物料损坏，中心上线的电缆外部应有钢管保护，料斗中心的这个钢管，大大影响物料经过料斗的通行能力，易发生堵料现象；二是当回转角度较大时，电缆扭转角度和拉伸长度都较大，电缆易产生疲劳损坏；三是电缆在钢管中扭转运动，电缆与钢管内壁有一定磨擦，工作时间较长后电缆会发生磨损，因此传统的中心上线装置作为斗轮堆取料机大回转角度的回转上线不太理想。

发明内容

整体俯仰式斗轮机由挖掘系统（斗轮机构）、俯仰系统（前臂架和上部结构）、回转系统（回转机构和回转平台）、行走系统（行走机构和门座）、输送系统（前臂架带式输送机和地面输送皮带）、平衡机构及尾车等部件组成。

由于斗轮机的结构复杂，操作协调性要求高，其电气控制系统就必须合理优化布置。在斗轮机使用过程中，走行台车的行走、回转机构和斗轮的回转、皮带机的输送、俯仰系统的俯仰等部件都是由电机驱动，并配有相应的制动装置（如制动器或液力耦合器），这些部分都需要动力供电，而行走检测、回转检测、料堆高度检测、前臂架防碰装置、皮带保护装置等很多的检测和保护装置也需要供电。在斗轮的各部件之间需要用通讯电缆连接，使之互相通讯，以便于控制和协调工作。

本发明的目的旨在解决传统回转上线的上述问题，尤其是突破大回转上线的制约性，基于原有的斗轮机结构进行创造性的布线重组，提供一种新的大回转角度情形下的上线方式及其装置，具体的线路布置如下：

斗轮机整体优选滑触线供电，通过机身底端的滑触线系统拾取电能，由集电器上面的集电刷与导轨的滑动接触，将电能直接传导至用电器，从而实现系统的移动供电。滑触线系统的集电器通过线缆与行走系统电连接，然后行走控制部分的线进尾车上面的副控制室，副控制室出来的通讯线跟斗轮、皮带机、回转机构和俯仰系统的动力线经过尾车主梁向上到达立柱垂直中心线上的上线装置，经过上线装置的线有斗轮、皮带机、回转机构、俯仰系统的动力线和副控制室与司机室之间的通讯线。上线装置出来的连接副控制室与司机室的通讯线直接进司机室，上线装置出来的动力线分别进斗轮、皮带机、回转机构和俯仰系统给其供电，而这些部分的通讯线再回来进司机室。

上述上线装置系电缆悬挂装置，是安装在斗轮机立柱上段的回转中心线上，位于俯仰机构的上方，俯仰机构的平台上设左、右栏杆，使线缆通过电缆悬挂装置时处于左、右栏杆之间，向下进入司机室。该上线装置上端为吊轴，以螺杆连接在立柱拉杆上，可沿回转中心线做小幅度的钟摆运动；中间为⊥字型转轴，通过压板与吊轴固定，其可绕回转中心线360^。旋转，但不沿立柱拉杆的倒槽滑动；下端为弓背型吊架，吊架上端卡入转轴中，线缆环形通过吊架的弓背部位，左右两端可以用螺栓固定，这样料机做回转运动时，转轴不会带动电缆吊架回转。吊架的弓背部位由双弧形的瓦形钢板组成圆筒通道，上、下瓦形钢板以螺栓固定，下瓦形钢板的弧形顶端嵌入安转一个滑轮共同作为电缆导架，线缆搭放在下瓦形钢板上，滑轮可以更平滑地导引线缆适当拉动，以适应斗轮机运行中对线缆的长度需求，避免线缆被拉断。上瓦形钢板覆在搭放在下瓦形钢板的线缆上，内壁可有弹性垫，以确保线缆被上、下瓦形钢板夹紧时使之不被压伤。

如采用电缆卷筒供电时，上述线缆优先选用扁平式电缆，这有利于电缆卷筒线平整，也有利于线缆通过上线悬挂装置时更好地利用滑轮导引牵拉。

本发明的上线方式主要适用于固定式单尾车或拖车结构形式的斗轮机，优选用SIMATIC S7-300可编程控制器，采用PROFIBUS-DP（分布式I/O）控制机上的各执行机构，总线控制网络简单，系统优化，抗干扰能力强，节省大量的控制电缆及安装费用。

需要说明的是，本发明斗轮机布线的基础是改变了以前垂直设置上、下两个电气操作房的布局结构，传统的做法是上电气操作房安装在与斗轮臂架连接的支架上，在堆取料机的下部设下电气操作房，在上电气操作房和下电气操作房之间还安装有用皮带运输机向下输送散料的料斗，粗大的电缆线自上而下垂直穿行在上、下电气操作房之间的料斗的空心部位，在堆取散料过程中电缆线随着上电气操作房绕回转中心线旋转。本发明则将垂直设置改成类同于水平设置、上下成一定夹角（≤45^。）的布局方式，斗轮机设有两个控制柜，一个是放在尾车上作为副控制室，另一个就是司机室作为主控制室，焊接在立柱的侧边。尾车上的副控制室主要用于控制行走部分，包括控制行走系统的变频器、行走检测装置、行走限位开关、夹轨器等；司机室的控制柜即主控制室主要用于控制回转机构、皮带机、斗轮、俯仰系统等部分。由于尾车的平台离地面近，行走部分的控制线很多，在尾车上设置一个副控制室，在副控制室与主控制室之间设置一根通讯电缆，用于主控制室与副控制室的通讯，可以节约整机的电缆，方便线路的布置。

本发明的关键在于改变了传统中心上线的方式，线缆不从门座和回转平台的正中心穿过，电缆转筒设置在尾车上，线缆经尾车到立柱，经立柱回转中心线上的上线装置直接进入电气控制室。这样，线缆完全回避了通过机器中心料斗处从底部门座结构进入上部司机室的中心回转上线做法，不会因为穿过料斗而被落下的坚硬矿石或杂料砸伤、划坏，以致造成严重的漏电事故，威胁到操作人员的人身安全，增加大量的维修成本。本发明安装新的上线装置后，副控制室出来的线经过尾车主梁向上，到达电缆悬挂装置后，经滑轮导架的电缆长度不需留一定的摆动或拉动幅度，就能适应斗轮机±165^。的大角度回转上线，线缆在斗轮机回转作业时，不回转或轻微摆动，也不经过中心料斗，使斗轮机在大角度回转情形下提高堆、取料的效率，也消除了物料对线缆的损坏而发生的漏电、短路事故，更加安全可靠。

本发明也不同于悬挂式滑线小车上线和拖链上线，前者是将电缆固定在专制的滑车上，滑车沿由型钢或异型轨道弯成的圆环形轨道移动，电缆在滑车牵引下作圆周环状伸缩，实现回转上线，后者是推链装置的外圈安装在门座固定不动，内圈导槽通过安装支架与回转平台相连，导槽带动拖链随回转平台一起作回转运动。这两种上线方法都囿于回转上线，对拖链、滑车、电缆要求较高，制作成本高、占用体积大，结构较复杂，不是斗轮机最理想的进线方式。

另外，以前用电缆供电需用到电缆卷筒，动力电缆一端与斗轮机的用电设备连接，另一端与现场电源箱连接；控制电缆一端与斗轮机的控制电路连接，另一端与现场端子箱连接。本发明将电缆供电改为滑触线供电，也减少了原来电缆线交织错杂的状态，可以避免运行过程中各部件与线缆的触碰、刮插，以及减少由此带来的线缆拉断、起火、短路引起的安全事故和维护成本。

综上可知，本发明的有益效果有：一是该布线方式提高了斗轮机供电的可靠性和安全性，减少了短路、起火、拉断等各种电气事故的发生，避免了人身伤亡和财产损失；二是该结构形式的上线装置制作简单，成本低廉，安装拆卸方便，不需对部分机构解体，出现故障易维护；三是换线方便，对电缆保护好，提高了电缆的使用年限；四是改变电缆走向，使回转角度增大，且运行稳定，是各种上线方式中最优选的结构形式和布线路径。

附图说明

图1是整体俯仰式斗轮机结构示意图。

图2是本发明的上线装置悬挂示意图。

图3是本发明的上线装置结构示意图。

图1中，1斗轮机构；2前臂架；3臂架带式输送机；4司机室；5上部结构件；6俯仰机构；7行走台车；8门座；9回转机构；10尾车；11电气；12润滑系统；13喷水防尘系统；14回转平台；15中心上线装置；16料斗装置；17电缆卷筒；18车挡。

图2中，31回转中心线；22俯仰拉杆；23俯仰平台；24上线装置；25立柱上段；26中心料斗；27立柱下段；9回转机构；29栏杆。

图3中，31回转中心线；32立柱拉杆；33螺杆；34吊轴；35压板；36转轴；37吊架上端；38螺栓；39吊架弓背部位；310上瓦形钢板；311下瓦形钢板；312捆绑线；313副控制室出来的线；314上线装置出来的线；315滑轮。

具体实施方式

 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，如未脱离本发明的设计精神，本领域普通技术人员对本发明方案作出的各种变形、改进、润饰，均落入本发明权利要求书确定的范围。

 以下仅为其中一种示范的实施例，如图1、图2、图3所示，一种固定式单尾车或拖车结构形式的斗轮机，由斗轮机构（1）、前臂架（2）、臂架带式输送机（3）、司机室（4）、上部结构件（5）、俯仰机构（6）、行走台车（7）、门座（8）、回转机构（9）、尾车（10）、电气（11）、润滑系统（12）、喷水防尘系统（13）、回转平台（14）、上线装置（24）、料斗装置（16）、电缆卷筒（17）、车挡（8）、立柱等部件组成。其中，俯仰机构（6）包括俯仰拉杆（22）、俯仰平台（23）及俯仰平台上的左、右栏杆（29）；料斗装置（16）包括处于回转中心线上的中心料斗（26）及连接中心料斗与立柱的手臂；立柱呈弓背型，由立柱上段（25）、立柱下段（27）构成，置于回转机构（9）的平台上。

斗轮机使用SIMATIC S7-300可编程控制器，采用PROFIBUS-DP（分布式I/O）总线控制，上下成一定夹角（≤45^。）布置两个控制柜，一个放在尾车（10）上作为副控制室，另一个是司机室（4）作为主控制室，焊接在立柱的侧边；副控制室控制行走系统的变频器、行走检测装置、行走限位开关、夹轨器等，司机室（4）控制回转机构、皮带机、斗轮、俯仰系统等；在副控制室与司机室（4）之间设置一根通讯电缆，用于司机室（4）与副控制室的通讯，且控制电揽和通讯电缆均选用扁平式电缆。

上线装置（24）作为电缆悬挂装置，并非如传统斗轮机的设计一样，安装在门座（8）和回转机构（9）的正中心，并穿过中心料斗（26）；也不是安装在上电气操作房的支架下面，再使线缆穿过中心料斗（26）到达下电气操作房。而是，安装在斗轮机立柱上段（25）的回转中心线（31）上，可以是焊接在立柱拉杆（32）上，位于俯仰平台（23）的上方，俯仰平台（23）上设左、右栏杆（29），使线缆通过上线装置（24）时处于左、右栏杆（29）之间，向下进入司机室（4）。该上线装置（24）上端为吊轴（34），以螺杆（33）连接在立柱拉杆（32）上，可沿回转中心线（31）做小幅度的钟摆运动；中间为⊥字型转轴（36），通过压板（35）与吊轴（34）固定，其可绕回转中心线（31）360^。旋转，但不沿立柱拉杆（32）的倒槽滑动；下端为弓背型吊架，吊架上端（37）卡入转轴（36）中，副控制室出来的线（313）环形通过吊架的弓背部位（39），左右两端可以用螺栓（38）固定，这样料机做回转运动时，转轴（36）不会带动电缆吊架回转。吊架的弓背部位（39）由双弧形的瓦形钢板组成圆筒通道，上、下瓦形钢板以螺栓（38）固定，下瓦形钢板（311）的弧形顶端嵌入安转一个滑轮（315）共同作为电缆导架，线缆搭放在下瓦形钢板（311）上，滑轮（315）可以更平滑地导引线缆适当拉动，以适应斗轮机运行中对线缆的长度需求，避免线缆被拉断。上瓦形钢板（310）覆在搭放在下瓦形钢板（311）的线缆上，内壁可有弹性垫，以确保线缆被上、下瓦形钢板夹紧时使之不被压伤。当调适好斗轮机运转所需的线缆长度后，副控制室出来的线（313）和通过上线装置出来的线（314），可以用捆绑线（312）捆扎在一起，避免布线结构过于松散。

斗轮机整体采滑触线供电，通过机身底端的滑触线系统拾取电能，由集电器上面的集电刷与导轨的滑动接触，将电能直接传导至用电器，从而实现系统的移动供电。滑触线系统的集电器通过线缆与行走系统电连接，然后行走台车（7）等控制部分的线进尾车（10）上面的副控制室，副控制室出来的通讯线跟斗轮机构（1）、前臂架（2）、臂架带式输送机（3）、回转机构（9）和俯仰系统（6）的动力线经过尾车（10）主梁向上到达立柱垂直方向的回转中心线（31）上的上线装置（24），经过上线装置（24）的线有斗轮机构（1）、前臂架（2）、臂架带式输送机（3）、回转机构（9）和俯仰系统（6）的动力线和副控制室与司机室（4）之间的通讯线。上线装置（24）出来的连接副控制室与司机室（4）的通讯线直接进司机室（4），上线装置（24）出来的动力线分别进斗轮机构（1）、前臂架（2）、臂架带式输送机（3）、回转机构（9）和俯仰系统（6）给其供电，而这些部分的通讯线再回来进司机室（4）。

通过上述优化布线以后，当采用电缆转筒供电时，电缆转筒设置在尾车（10）上，线缆经尾车（10）到立柱上段（25），经立柱回转中心线（31）上的上线装置（24）直接进入司机室（4），这种上线方式经滑轮（315）导架的电缆长度不需留一定的摆动或拉动幅度，就能适应斗轮机±165^。的大角度回转上线，线缆在斗轮机回转作业时，不回转或轻微摆动，也不经过中心料斗（26），使斗轮机在大角度回转情形下提高堆、取料的效率，也消除了物料对线缆的损坏而发生的漏电、短路事故，更加安全可靠。

Claims (5)

1.一种斗轮机大角度回转上线装置，其特征在于上线装置上端为吊轴，以螺杆连接在立柱拉杆上，可沿斗轮机的回转中心线做小幅度钟摆运动；中间为⊥字型转轴，通过压板与吊轴固定，其可绕斗轮机的回转中心线360^。旋转；下端为弓背型吊架，吊架上端卡入转轴中，线缆环形通过吊架的弓背部位；吊架的弓背部位由双弧形的瓦形钢板组成圆筒通道，上、下瓦形钢板以螺栓固定，线缆搭放在下瓦形钢板上，上瓦形钢板覆在搭放在下瓦形钢板的线缆上；下瓦形钢板的弧形顶端嵌入安装一个滑轮共同构成电缆导架，线缆搭放在下瓦形钢板上，可导引线缆更平滑地拉动。

2.根据权利要求1所述的一种斗轮机大角度回转上线装置，其特征在于所述的上线装置安装在斗轮机立柱上段的回转中心线上，位于俯仰机构的上方，通过焊接悬挂在立柱拉杆上。

3.根据权利要求2所述的一种斗轮机大角度回转上线装置，其特征在于所述的上线装置上瓦形钢板覆在搭放在下瓦形钢板的线缆上，内壁有弹性垫，以确保线缆被上、下瓦形钢板夹紧时使之不被压伤。

4.根据权利要求3所述的一种斗轮机大角度回转上线装置，其特征在于所述的上线装置位于俯仰机构的上方，俯仰机构的平台上设左、右栏杆，使线缆通过电缆悬挂装置时处于左、右栏杆之间，向下进入司机室。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种斗轮机大角度回转上线装置，其特征在于通过所述的上线装置的电缆有动力线和通讯线，电缆为扁平式电缆，斗轮机回转角度可达到±165^。。