基于張力分析的刮板機(jī)牽引機(jī)構(gòu)最小張力點(diǎn)的確定

基于張力分析的刮板機(jī)牽引機(jī)構(gòu)最小張力點(diǎn)的確定

0gsz400400刮板粉碎機(jī)隨著淮北礦區(qū)機(jī)械化程度的提高，淮北礦業(yè)集團(tuán)裝備公司于2007年開始研究和開發(fā)大規(guī)模刮板機(jī)?，F(xiàn)在它已經(jīng)通過了測試和制造，并形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模?；幢钡V業(yè)集團(tuán)楊莊煤礦的主要裝置sdz8000套已正常使用。1刮板鏈損壞的原因(1)動(dòng)載荷的變化除啟動(dòng)或制動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷外,正常運(yùn)行中也有動(dòng)載荷。前一種載荷容易產(chǎn)生強(qiáng)力破壞;后一種載荷雖小,但長時(shí)間反復(fù)作用,是疲勞破壞的主要原因。(2)皮下侵蝕水導(dǎo)致鏈環(huán)產(chǎn)生銹斑和裂縫，從而減少橫截面的強(qiáng)度銹蝕是不可避免的,但鏈條出廠時(shí),廠家都將其浸過防腐劑,在堆放和搬運(yùn)中起一定的防腐作用。(3)鏈進(jìn)入鏈輪，鏈環(huán)旋轉(zhuǎn)。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)不可避免地會(huì)導(dǎo)致鏈環(huán)的磨損鏈條與溜槽之間、鏈環(huán)與鏈環(huán)之間也有磨損。22由于刮板鏈的強(qiáng)度試驗(yàn)2.1最小張力零從理論上講,刮板鏈的最小張力點(diǎn)張力為零最好,但由于某些原因,最小張力為零很難保證。為了安全起見,一般設(shè)計(jì)時(shí)都大于零,對(duì)于SGZ800×800雙鏈刮板輸送機(jī)來說,其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為Smin=4000～6000N2.2導(dǎo)向體兩側(cè)張力的計(jì)算在連續(xù)動(dòng)作式運(yùn)輸機(jī)械中,牽引機(jī)構(gòu)在沿程各點(diǎn)所受的張力不同。為了進(jìn)行各點(diǎn)張力的計(jì)算,特別是導(dǎo)向體的兩側(cè),應(yīng)該利用下面的計(jì)算規(guī)則—逐點(diǎn)張力計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算,即牽引機(jī)構(gòu)某一點(diǎn)的張力,等于沿其運(yùn)行方向后一點(diǎn)的張力與這兩點(diǎn)之間的運(yùn)行阻力之和。Si=Si-1+W(i-1)～i式中Si,Si-1——分別為牽引機(jī)構(gòu)前后兩點(diǎn)的張力;W(i-1)～i——前后兩點(diǎn)的運(yùn)行阻力。2.3最大張力點(diǎn)的選擇—最小張力點(diǎn)的判定牽引機(jī)構(gòu)各點(diǎn)張力的計(jì)算,一般是從最小張力點(diǎn)開始。對(duì)于如圖1所示的雙端驅(qū)動(dòng)的運(yùn)輸機(jī)械,兩個(gè)導(dǎo)向體的分離點(diǎn)都有最小張力點(diǎn)的可能。究竟是哪一個(gè),有下面兩種方法判定。方法一:假設(shè)法。任意設(shè)定兩個(gè)分離點(diǎn)中的一個(gè)作為最小張力點(diǎn),其張力等于Smin。然后根據(jù)逐點(diǎn)張力計(jì)算法求出其他各點(diǎn)張力。如果另一個(gè)分離點(diǎn)的張力大于Smin,說明最小張力點(diǎn)的假設(shè)是對(duì)的。否則,就是錯(cuò)的,應(yīng)重新選擇另一點(diǎn)為Smin,再另行計(jì)算其他各點(diǎn)張力。方法二:數(shù)值判定法。雙端驅(qū)動(dòng),兩端的功率一般均相等,所以S4-S1=S2-S3將S2=S1+W3,S2=S1+W3代入上式,并整理得S1-S3=1/2(Wzh-Wk)可見,最小張力點(diǎn)的位置取決于Wzh,Wk的大小。當(dāng)Wzh>Wk時(shí),S3>S1,3點(diǎn)為最小張力點(diǎn);當(dāng)Wzh<Wk時(shí),S1>S3,1點(diǎn)為最小張力點(diǎn);當(dāng)Wzh=Wk時(shí),S1=S3,兩點(diǎn)為最小張力點(diǎn)。2.4動(dòng)張力的校核以上求出刮板鏈的各點(diǎn)張力,選其最大張力為最大靜張力和動(dòng)張力之和。動(dòng)張力按最大靜張力的20%考慮。刮板鏈強(qiáng)度驗(yàn)算,以安全系數(shù)m來衡量。對(duì)于雙鏈刮板輸送機(jī):m=2Spλ1.2Smaxm=2Spλ1.2Smax3刮板鏈的張力及緊鏈力刮板鏈張力的大小,直接關(guān)系到刮板輸送機(jī)能否正常工作。張力過大,則加劇鏈條與鏈輪的磨損,導(dǎo)致鏈條和鏈輪的壽命降低;張力過小,則造成松鏈、跳鏈。刮板鏈?zhǔn)莻€(gè)彈性體,如果將其接成封閉鏈條而不施加初張力,當(dāng)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來后,就會(huì)因受力而產(chǎn)生彈性伸長ue065L,在鏈輪分離點(diǎn)處造成松鏈而導(dǎo)致事故發(fā)生。為了防止這種情況發(fā)生,安裝時(shí)給刮板鏈一個(gè)初裝力T0,使之有預(yù)加的彈性伸長ue065L0。如果ue065L=ue065L0,最小張力點(diǎn)張力就會(huì)為零,則刮板鏈不會(huì)在此處松弛。在額定負(fù)荷下運(yùn)行,鏈條依虎克定律,其彈性變形量?L=2SLE0?L=2SLE0運(yùn)轉(zhuǎn)中的刮板輸送機(jī),刮板鏈的張力在重段、空段分別呈線性變化,如圖2所示。彈性伸長按下式計(jì)算上式的積分值在張力圖中是張力線所包圍的面積。所以重段的彈性伸長量?Lzh=12E0(S3+S4)?Lzh=12E0(S3+S4),空段的彈性伸長量?Lzh=12E0(S1+S2)?Lzh=12E0(S1+S2),刮板鏈的總伸長量?L=?Lzh+?Lk=12E0(S1+S2+S3+S4)?L=?Lzh+?Lk=12E0(S1+S2+S3+S4)。在初張力作用下,刮板鏈的總彈性伸長量?L0=2T0LE0?L0=2Τ0LE0式中T0——刮板鏈的初張力。T0=1/4(S1+S2+S3+S4)。上面計(jì)算初張力時(shí),未考慮緊鏈時(shí)刮板鏈在溜槽中移動(dòng)的阻力。這個(gè)阻力很大,不能忽略。設(shè)固定端張力為SA,如圖3所示,拉緊端張力則為:SB=SA+2Lq0gω″cosβ在SA,SB的作用下,刮板鏈的彈性伸長量?Lj=LE0(SA+SB)?Lj=LE0(SA+SB),令?L0=?Lj,可得:SB=T0+Lq0gω″cosβ式中m———安全系數(shù)。刮板輸送機(jī)要求m≥3.5;Sp———單條牽引鏈的破斷力,N;Smax———最大靜張力,N;λ———雙鏈負(fù)荷不均系數(shù),雙邊鏈取0.85式中S———刮板鏈所受的張力,N;L———輸送機(jī)的鋪設(shè)長度,m;E0———刮板鏈的剛度,N,E0=EA;E———刮板鏈的彈性模量,Ncm2;A———刮板鏈的橫斷面積,cm2。式中q0———刮板鏈單位長度質(zhì)量,kgm;ω″———刮板鏈在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù);β———刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)傾角。可見,刮板鏈的初張力和緊鏈力與多種因素有關(guān)。按以上張力確定的最小張力點(diǎn)張力原則上為零,但很難保證。如以T值拉伸后的刮板鏈正好出現(xiàn)了單鏈環(huán)或半個(gè)鏈環(huán)長度,這時(shí)就應(yīng)把這個(gè)鏈環(huán)去掉而形成雙鏈環(huán)。因此就出現(xiàn)了Smin>0,這也是每條鏈取Smin