第四节 液压多斗取料机
一、概述
（一）取料机在砖瓦生产中的地位和作用
经陈化后出料一般用取料机，该设备可做到先进库的料先出，后进库的料后出，并对原料有进一步的搅拌、掺混作用，适用于对煤矸石、粉煤灰、页岩、黏土等陈化后物料的挖掘。
陈化就是将粉磨至所需细度的原料加水浸润，使其进一步疏解，促使水分分布均匀。陈化是保证成型质量的关键，经陈化的原料表面和内部的性能更加均匀，混合料的塑性指数提高1.2～3，陈化利用黏土颗粒充分水化和进行离子交换，使一些硅酸盐矿物与水接触水解成为胶结物质，从而提高原料的塑性。它可以发生一些氧化还原反应，导致微生物繁殖，使原料松软均匀，进而达到增加塑性，提高流动性和粘接性，使坯体表面光滑平整。它通过加水的混合料在堆积过程中借助毛细管和蒸汽压力作用，使水分更加均匀。它可以增加腐殖酸类物质含量，改善原料成型性能与干燥性能，提高制品质量。
陈化一般在陈化库中进行。陈化库应力求密封，不要搞敞开式，因为这样做会使原料堆表皮水分蒸发，造成内外水分不均匀。陈化参数包括以下几点。
（1）陈化时间 一般陈化72h的混合料塑性就可得到较大提高，再延长陈化时间，性能改善不明显并导致成本增加。硬塑成型的物料含水率较小，陈化时间可以稍长些；冬季陈化库温度低，可适当延长陈化时间。采用全封闭的陈化库进行陈化，效果最好。
（2）陈化水分 物料含水率应适当，一般陈化水分应稍小于成型水分或与成型水分相同，使后续生产中水分既容易调节，又能达到陈化效果。
（3）陈化温度 提高陈化温度能加快水分浸润物料的速度，使混合料均化程度提高，但夏季陈化库内温度太高，不利于工人操作，并加快了水分蒸发；冬季陈化库内最低温度应在10℃以上，并要采取保温措施。
（4）陈化湿度 陈化的室内相对湿度应满足陈化的需求，陈化库的设计应满足陈化时间决定的库容以及室内湿度的要求。
（二）取料机在我国的技术发展概况
随着制砖行业的机械化、自动化程度的提高，对砖瓦机械的要求越来越高，取料机的使用可极大地提高生产率，使工人从繁重的体力劳动中解放出来。
经过几十年的发展，已经从当初结构比较简单、性能比较落后的挖掘设备，发展到今天这样结构较为完善、性能良好的原料混合陈化设备，这是和砖瓦行业的发展密不可分的，与传统的卷扬多斗挖土机相比，其技术进步主要表现在下列几方面。
①采用液压升降装置代替卷扬升降装置，具备快速升举、慢速下落等功能。平缓可靠地控制挖料深度。
②采用硬齿面减速器，取代原软齿面减速器，使整机结构更加紧凑。传动精度高，刚性好，运转平稳，寿命长，能够长期无故障运行。
③用双轨侧驱动方式，运行平稳。
④具有结构紧凑、动作平稳、性能稳定、维修方便等特性。
⑤高可靠性。由于在设计和制造方面都做了重大改进，零件的可靠性有了较大的提高。
⑥操作简单。
二、结构特点及工作原理
（一）取料机的型式与主要技术参数
型号表示方法如下：
生产能力为50m3/h、斗臂长度为9500mm的墙体材料工业用液压多斗取料机，标记为：墙体材料工业用液压多斗取料机DQY50-950（JC/T 965—2005）。取料机基本参数见表2-4-1。
表2-4-1 取料机基本参数
（二）取料机的主要结构特点
取料机的主要结构如图2-4-1所示，本设备主要由底盘行走装置、液压缸、斗臂、支座、链斗运行装置、落料斗、液压系统、链轮张紧装置、配重等组成（图2-4-1）。
图2-4-1 取料机的主要结构
（1）底盘行走装置 底盘由型钢焊接而成，承载了取料机全部的机构。驱动装置可分别驱动两侧轮对，也可通过一根传动轴驱动两侧轮对，能够实现正、反向运转。驱动装置的设置应便于检修维护。
（2）液压缸 采用双作用单杆液压缸，以拉引力为主。有采用单液压缸的，也有采用双液压缸的。
（3）斗臂 斗臂为了减轻自身重量采用桁架结构，铲斗及板链运行的轨道也被固定在斗臂的上、下两面。
（4）斗臂支座 支座的作用是作为斗臂的支撑，斗臂围绕支座做上下摆动。
（5）链斗运行装置 驱动部分为电机减速器驱动和液压驱动。液压驱动易于实现无级调速和过载保护。
牵引部分采用板链连接，滚轮与轨道之间是滚动摩擦，磨损较轻，加工制造较复杂，维修不便。也有采用圆环链牵引，制造工艺简单，维修也方便，可是链条与轨道之间是滑动摩擦，磨损较严重。
（6）落料斗 铲斗翻转后，物料靠自重下落，通过落料斗均匀分布在输送皮带机上，并能防止物料溢出。
（7）液压系统 由油箱、电机、液压泵、过滤器、溢流阀、换向阀、液压锁组成。液压系统控制液压缸的伸缩，拉动斗臂摆动。液压锁的作用是防止斗臂因自重下落。
（8）链轮张紧装置 链斗运行一段时间后，链条磨损，间隙加大，通过张紧装置拉紧，使链条保持一定的张紧力。
（9）配重 配重保持整机的平衡，有采用金属配重，也有采用配重砂箱或混凝土。
（三）取料机的工作原理
取料机是一种新型原料挖掘设备，通过取料机的铲斗，将已陈化好的原料均匀地挖掘并送至下道工序。
首先启动铲斗链传动电机和泵站电机，泵站电磁换向阀通电，斗臂缓慢下落，根据所需产量的要求去控制好挖料深度，换向阀断电，泵站卸荷，液压锁把斗臂固定在某一位置，然后启动底盘行走电机，使取料机沿轨道缓慢运行，陈化好的物料被铲斗挖起从落料斗落至传送带被送至下道工序。当下层原料被挖完后，再启动泵站电磁换向阀，液压锁被打开，斗臂下落一定角度，底盘行走电机反向旋转，取料机沿轨道缓慢返回挖掘下一层物料。如此不断往返，物料被一层层挖掘送至下道工序。
（四）取料机生产能力的确定
有效挖掘量可按下式进行计算
Q=IKn60a/1000（m3/h，松散料）
式中 I——铲斗容量，L；
K——铲斗满载系数，取决于铲角和原料性能；
n——每分钟挖掘次数；
a——设备利用系数（实际挖掘时间与整个工作时间之比）。
三、主要零部件要求
①轴类件的材质不应低于GB/T 699—1999中45号钢的规定，并进行调质处理。
②主要灰铸铁件，其材料不应低于GB/T 9439—2010中有关HT200的规定。
③焊接件应符合JC/T 532—2007建材机械钢焊接的有关规定，焊接表面质量应不低于Ⅰ级，尺寸公差和角度公差不低于B级。
④减速机应符合国家或行业标准的有关规定。
四、制造过程与技术工艺
要使取料机成为符合JC/T 965——2005标准要求的达标产品，必须认真执行零件制造、装配工艺规程，并进行严格的检验。
（1）所有轴类零件的材料，其性能必须不低于GB/T 699中45号钢的规定，并调质处理。
（2）减速器严格按标准制造和检验。
（3）轴承座等铸铁件，应不低于HT200的规定，并做时效处理。
（4）斗臂的制造。
①制作斗臂的型钢要求校正平直。
②斗臂在平台上组装、焊接，并使用工装来保证尺寸正确、平整。
③焊接后进行校正。要求如下：
a.上、下轨道间距的极限偏差为+4mm。
b.在水平和垂直方向的直线误差为全长的1/1000。
c.在搬运过程中要采取措施防止发生变形。
（5）铲斗链的制造
①铲斗（图2-4-2）
图2-4-2 铲斗
a.为保证铲斗的截面形状正确，应由冲模下料。
b.侧板经靠模剪切后，冲压成型。
c.弧板与侧板组装时，应用胎具定位焊接。
d.焊接后要校正焊接变形，使之达到图纸要求。
②内、外链板（图2-4-3）
图2-4-3 内、外链板
a.热处理 钢材按图纸要求进行热处理。
b.剪切 对板材或扁钢进行剪切，宽度和长度留加工余量。
c.校正 对剪切后的钢板进行校正平整。
d.刨加工 刨链板宽度。
e.冲圆头 以链板宽度一侧定位，冲切链板的一端圆头，然后链板调头，以链板宽度一侧及已冲成的圆头定位，冲切另一端圆头。
f.校正 对已切出圆头的链板进行校正，平整度应符合图纸要求。
g.冲孔 冲孔须在专用模具上进行。首先以链板宽度一侧（做出标记）和一端圆头做定位基准。为减小冲压力，降低冲模的比压、提高冲模的使用寿命，凹、凸模之间留有大的间隙。但此时冲出的孔表面粗糙，且成锥形。凹凸模的间隙值与链板的材质、硬度、厚度有关。硬度与韧性低、厚度小则间隙小，反之则大。一般凹、凸模的双面间隙为板厚的16%～18%。一端孔冲成后，链板调头，以冲成的孔及做过标记的边板宽度一侧定位，用同一副冲模冲出另一孔。
h.粗修 粗修也是在冲床上进行，用冲孔时使用的夹具。凹、凸模的间隙减小，一般冲模的双面间隙为板厚的12%～14%。凸模需有刃口起切削作用，以提高冲孔质量。此道工序中，模具的制造间隙虽然容易保证，但如果孔的切削余量不均匀，或上、下模间隙不均匀，都会影响冲出模的质量，影响下道工序的加工精度。因此，为了在实际冲裁中保持合理的间隙和切削均匀，除了在凸模前配置导向头外，还必须做到以下几点。
（a）保证凸模的垂直度。
（b）安装要牢固，在工作中不松动。保证冲模和冲床的平行度。
（c）要求冲床刚性好，弹性变形小，导轨精度高，垫板和滑块平行。
冲加工时，首先以上道工序冲出的孔定位，以链板做过标记的一侧定位。由带导向头的凸模最后精确定位后冲孔，然后调头定位，冲出另一孔。
i.精修 精修过程与粗修相同。但是，为了保证孔的精度和质量，凹、凸模的间隙很小。双面间隙仅为板厚的1%左右。精修是孔加工的最后一道工序。因此，精修后孔的尺寸误差、粗糙度及孔距偏差均应符合图纸要求。
③轴套（图2-4-4）
图2-4-4 轴套
轴套材料用45号钢或40Cr，整体淬火。用45号钢时，硬度为HRC42～HRC48；用40Cr时，硬度为HRC48～HRC55。
为防止淬火时因两端扁口而在与圆相接处产生过大变形，在淬火前应留有一定的加工余量。具体工艺如下。
a.用无缝钢管粗车内外圆，留磨削余量，根据淬火后的变形情况，一般外圆直径留0.5mm余量，内圆直径留0.4mm余量。
b.在铣床上，利用专用夹具铣两端扁口，留余量0.5mm。
c.热处理整体淬火。
d.磨内外圆至要求尺寸。
e.利用专用夹具磨两端扁口。
④销轴（图2-4-5）
图2-4-5 销轴
a.圆钢下料及粗车削加工。
b.调质处理。
c.精车外圆。
d.销轴钻孔。
⑤滚轮（图2-4-6）
图2-4-6 滚轮
a.进行内外圆及端面粗车削。
b.热处理整体淬火。
c.磨内外圆至要求尺寸。
d.镶套后重新车削内孔、开油槽。
五、装配及安装要求
（1）所有零部件必须经检验合格（外购、外协件须有合格证或检验报告单）方可进行装配。
（2）取料斗应安装位置正确、并牢固可靠。
（3）多斗取料机安装时未注的形状和位置公差值，不得低于相关标准的要求。
（4）外观要求
①多斗取料机表面应平整、光洁、不得有明显的碰伤、划痕、锈蚀等缺陷。
②多斗取料机的外露连接部位主要零件结合面外缘安装时，相对尺寸误差机械加工时不得大于1.0mm，非机械加工时不得大于1.5mm。
③多斗取料机的涂漆防锈应符合JC/T 402—2006的规定。
六、安装及调试工艺
（一）吊运
吊运时不宜整体搬运，斗臂应拆下，液压站、配重在搬运过程中要固定牢固，起落时不允许发生冲击和猛烈震动。
（二）安装
①安装前检查：装箱单零部件是否齐全；检查各零部件是否因包装、运输不妥而致损坏；各零部件连接是否牢固。
②设备安装时，钢轨一定要铺设好，两钢轨平行度误差为0.5/1000，平面度误差0.5/1000。
③安装好底盘后，先检查固定液压站和配重块，后安装斗臂，以免取料机倾斜。
④本设备内部线路出厂时已连接好（在制造厂装配时已调整好，由于运输、起吊以后可能发生变化，必要时在安装后仍要做一些调整），外接电源线路现场敷设。
（三）调试
取料机安装完毕后，即可进入调试阶段，其调试步骤如下。
（1）试车前的检查。
①各部位的螺栓是否紧固。
②三角带的松紧是否适当。
③检查减速器齿轮箱油池，确认已经按油位指示装置加足润滑油。
④所有轴承座内，是否加足润滑脂。如机器存放时间过久，润滑脂干涸老化，还应重新更换新脂。
⑤按电器原理图复核接线是否有误，并对所有电器进行全面安全检查。
⑥用手盘转机器，检查有无金属撞击声或碰撞现象。
⑦检查电器线路和液压管路连接是否正确。
（2）空载试车 空载试车时间应不少于2h，试车时要检查下列项目。
①各轴转向是否正确，转速是否符合要求。
②机器运转时有无扭摆和振动。
③各轴承处有无杂音。
④齿轮是否有严重噪声、发热等异常现象，油箱是否漏油。
⑤记录空载运行的电流值。
（3）负载试车 空载试车正常后，可进行负载试车。负载试车不应少于4h，试车时要检查下列项目。
①检听轴承处有无杂音，轴承温度是否正常，最高温升不得超过45℃。
②减速箱中油温不得超过45℃。
③检查离合器有无打滑或过热现象。
④检查齿轮箱有无噪声、运转是否平稳。
⑤记录电机电流值，是否超过额定值。
⑥检测单位时间内挖掘的物料体积，是否达到JC/T 965标准规定的生产能力。
（4）空载试车要求。
①运转时应无异常声响和振动。
②连续运转不得少于30min。
③轴承温升不大于35℃，最高温度不得大于70℃。
（5）负载试车要求。
①空载试车合格的取料机应进行负载试车。
②进行负载试车取料机的基本参数和技术要求应符合标准的规定。
③轴承温升不大于45℃，最高温度不得大于80℃。
④自动码坯机进行提取和码放工作时，坯体的极限抗压强度应不小于0.2MPa。
⑤负载试车可在用户中进行。
七、维护与修理
（一）多斗机操作注意事项
1.操作安全
①不能在转动的部位放置东西，尤其是工具等钢构件。
②机器在运行过程中严禁加润滑油。
③调整更换机件时必须关掉电动机，停运后方可进行操作。
④操作工衣着整齐。
⑤保持挖掘机尤其钢轨周围清洁，无杂物。
⑥挖掘机运行时钢轨之间严禁站人。
2.运行准备工作
①检查各连接部位，要牢固，无松动现象。
②各轴承润滑点要注入润滑脂，减速器内注入齿轮油，液压站油箱注入液压油至油位计中间偏上刻度位置。
③检查电动机的转向是否正确。
④调整链条的张紧程度。
⑤点动电动机无异常卡阻现象。
3.运行
观测取料机的电流表，可以判断设备是否超负荷工作，由此可以找出原因，如是否供土太多，或有杂质阻滞等，及时发现，及早排除。操作人员要随时观测电机电流变化。
①取料机工作过程无振动，铲斗链运行平稳。
②整机行走无冲击现象。
③液压缸伸缩自如，无爬行，液压锁工作可靠，定位牢固。
④检查电机，减速器是否异常发热。
⑤定期检查前架滑板、链条、铲斗的磨损情况，及时更换。
⑥整机行走时，请勿直接打返车，应按停止按钮，停稳后方可反向运行。
⑦最大挖料深度应控制在物料不超过前架底平面，否则易使前架变形损坏。
⑧挖土机长时间停机或检修泵站时，应落下前架并支撑好。
⑨取料机在下班前要排净铲斗内的泥料，定期清理铲斗内积料，以免增加负荷。
⑩挖掘高处物料时，由于原料堆积的角度原因，产量一时无法满足使用要求，把高处物料挖平后才可达到额定产量。
运行一段时间后，应调节张紧链轮，否则链条太松易发生卡死、掉链。
（二）取料机日常的维护和保养
（1）取料机的润滑工作，应根据说明书中的规定，结合实际运转情况，进行必要的日常和定期润滑。
（2）由于给料机的工作场地粉尘较大，因此，每年必须彻底更换润滑脂。更换时一定要清洗干净，然后再换上新的润滑脂。在运转过程中，应定期补充运转中的消耗，保证密封作用，使灰尘不致乘隙而入。
（3）减速器每6个月换油一次。但在第一次开始使用后200h，应进行第一次换油。
（4）在板链的张紧丝杆上应经常涂抹润滑脂。
（5）板链在开始使用时会产生初期拉长，以后正常磨损也会增加延伸，要经常检查，开始一周内，每天检查一次；运转一个月内，每周检查一次；运转一个月后，每月检查两次。延伸后必须及时调整张紧装置，当接近调整范围极限时，及时更换。
（6）链轮的轮齿是易磨损件，应进行经常的检查。一旦轮齿的淬硬层被磨穿以后，必须立即将两个链轮同时更换，否则会引起链条颤动，加快链条的磨损。
（7）当滚轮的运行表面磨损严重，或轴承损坏，则必须更换滚轮。板链是易损件，要经常检查链板是否有裂纹，是否与销轴或轴套有脱开现象。通过检查销轴与轴套的间隙，发现轴套是否过度磨损，过度磨损后链条必须更换。更换时，两条板链对应节距内的四块内、外链板应同时更换，保证铲斗不致因新旧链条磨损不同而歪斜。
（8）斗臂属于细长悬臂桁架结构，操作不当，易发生弯曲或扭曲变形。
①在使用中要控制好挖料深度，防止阻力太大，纵向行走时斗臂产生扭曲。
②停机不用时，斗臂要支撑好，防止因自重产生的弯曲。
③斗臂变形严重时必须更换，否则易发生卡链、掉链，甚至损坏铲斗，造成严重设备损坏。
（9）铲斗的斗体如有裂纹、破损、变形等影响运行安全的损坏应及时进行修补或更换。
（10）链条的张紧程度是否合适，是给料机运转性能好坏以及影响链条寿命的重要因素。在调节时，一定要注意务必使张紧轮轴处于与斗臂中心线垂直状态。
（11）电动机、减速器的检修按有关说明书的规定进行。
（三）取料机的常见故障与修理
取料机的故障，主要发生在液压系统和铲斗传动部分。下面将对常见的故障及处理方法，做简略的介绍。
1.液压系统的常见故障及解决办法
（1）漏油
①从活塞与缸筒密封处漏油，原因可能是密封圈磨损，可以更换密封圈。
②活塞与缸筒的加工精度不够，可以研磨活塞或更换缸头处的端盖。
③液压油杂质多，过滤器精度低，应更换液压油，换高精度过滤器。
④接头处漏油，可能是接头松动或密封圈损坏，应更换组合密封圈，重新拧紧接头。
（2）液压传动装置温升过高
1）液压油温升过高
①工作频率高，液压站无冷却装置，可以在油箱或回油管路上安装冷却装置。
②油箱设计不合理，体积过小或油箱周围有遮挡，造成散热不好。一般来说，油箱的有效容积应为液压泵额定流量的4～7倍，系统工作压力越高，油箱的有效容积应该越大。油箱周围应有足够的空间散热。
③管道连接弯路太多或者弯角过小，导致液压油流动不畅。
④液压油黏度过高或使用时间长油质变脏，此时必须更换适合的液压油。
⑤液压油在循环过程中阻力大，如管道的内径过小或者阀的通流能力低。
2）控制阀的温度高
①液压油温升高，原因及防治方法如上所述。
②阀磨损或损坏，需修理或更换。
③溢流阀压力调整过高，造成液压油在高压下工作，应根据系统工作情况选定合适的工作压力。
（3）系统压力过高
设备启动后，压力表的读数迅速上升，电机的电流也升高。
①首先检查负载情况，是否负载过大造成超载；
②控制阀故障或管路堵塞，容易堵塞的地方是接头和弯角处。
（4）系统无压力或压力低
①油箱中的油液位低，导致油泵无法吸油，应及时添加液压油至油标位置。
②滤油器堵塞，油液不通，应清洗或更换滤油器。
③油泵故障。
④溢流阀调定压力过低，导致油液很容易打开溢流阀流回油箱。此时应根据系统具体工作情况设定溢流阀的压力。
⑤由于设计或加工原因，致使进油的油路与回油的油路相通，使液压油直接返回油箱。
（5）噪声大
①液压油黏度不对或液压油混入空气，应检查排除。
②油泵距液位太高，泵转速过快，泵与电机的同轴度不好，应根据具体情况采用不同的解决方法。
③管道的直径小、管道过长、管道无固定。为保证设备的正常运转，应以预防为主，防止故障的出现，加强设备的日常维护，应注意以下几点。
a.经常检查油泵运转情况，正常工作时声音均匀、平稳，没有混入空气的“嘶嘶”声，也没有过度的震动和噪声。
b.每班检查油泵的运行温度，正常情况下不应超过60℃。
c.每班检查油箱内的液面高度。
d.工作压力是否稳定在规定范围内。
e.工作油温不得大于60℃。
f.每月检查紧固件及管接头，保证无漏油。
g.每月检查过滤器、空滤器，及时清洗更换。
h.每年清洗一次油箱。
i.定期检查油液内的水分、机械杂质，若超过规定值时，应更换新油，绝对禁止使用废油，换油时应将旧油全部放完，并冲洗干净。
j.根据使用工况，规定液压软管的更换时间。
2.铲斗传动部分的常见故障及解决办法（见表2-4-2）
表2-4-2 铲斗传动部分的常见故障及解决办法
