基于張力分析的刮板機牽引機構(gòu)最小張力點的確定

基于張力分析的刮板機牽引機構(gòu)最小張力點的確定

0gsz400400刮板粉碎機隨著淮北礦區(qū)機械化程度的提高，淮北礦業(yè)集團裝備公司于2007年開始研究和開發(fā)大規(guī)模刮板機?，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。淮北礦業(yè)集團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)動載荷的變化除啟動或制動產(chǎn)生的動載荷外,正常運行中也有動載荷。前一種載荷容易產(chǎn)生強力破壞;后一種載荷雖小,但長時間反復作用,是疲勞破壞的主要原因。(2)皮下侵蝕水導致鏈環(huán)產(chǎn)生銹斑和裂縫，從而減少橫截面的強度銹蝕是不可避免的,但鏈條出廠時,廠家都將其浸過防腐劑,在堆放和搬運中起一定的防腐作用。(3)鏈進入鏈輪，鏈環(huán)旋轉(zhuǎn)。這種相對運動不可避免地會導致鏈環(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由于刮板鏈的強度試驗2.1最小張力零從理論上講,刮板鏈的最小張力點張力為零最好,但由于某些原因,最小張力為零很難保證。為了安全起見,一般設計時都大于零,對于SGZ800×800雙鏈刮板輸送機來說,其經(jīng)驗數(shù)據(jù)為Smin=4000～6000N2.2導向體兩側(cè)張力的計算在連續(xù)動作式運輸機械中,牽引機構(gòu)在沿程各點所受的張力不同。為了進行各點張力的計算,特別是導向體的兩側(cè),應該利用下面的計算規(guī)則—逐點張力計算法進行計算,即牽引機構(gòu)某一點的張力,等于沿其運行方向后一點的張力與這兩點之間的運行阻力之和。Si=Si-1+W(i-1)～i式中Si,Si-1——分別為牽引機構(gòu)前后兩點的張力;W(i-1)～i——前后兩點的運行阻力。2.3最大張力點的選擇—最小張力點的判定牽引機構(gòu)各點張力的計算,一般是從最小張力點開始。對于如圖1所示的雙端驅(qū)動的運輸機械,兩個導向體的分離點都有最小張力點的可能。究竟是哪一個,有下面兩種方法判定。方法一:假設法。任意設定兩個分離點中的一個作為最小張力點,其張力等于Smin。然后根據(jù)逐點張力計算法求出其他各點張力。如果另一個分離點的張力大于Smin,說明最小張力點的假設是對的。否則,就是錯的,應重新選擇另一點為Smin,再另行計算其他各點張力。方法二:數(shù)值判定法。雙端驅(qū)動,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,最小張力點的位置取決于Wzh,Wk的大小。當Wzh>Wk時,S3>S1,3點為最小張力點;當Wzh<Wk時,S1>S3,1點為最小張力點;當Wzh=Wk時,S1=S3,兩點為最小張力點。2.4動張力的校核以上求出刮板鏈的各點張力,選其最大張力為最大靜張力和動張力之和。動張力按最大靜張力的20%考慮。刮板鏈強度驗算,以安全系數(shù)m來衡量。對于雙鏈刮板輸送機: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)系到刮板輸送機能否正常工作。張力過大,則加劇鏈條與鏈輪的磨損,導致鏈條和鏈輪的壽命降低;張力過小,則造成松鏈、跳鏈。刮板鏈是個彈性體,如果將其接成封閉鏈條而不施加初張力,當輸送機運轉(zhuǎn)起來后,就會因受力而產(chǎn)生彈性伸長ue065L,在鏈輪分離點處造成松鏈而導致事故發(fā)生。為了防止這種情況發(fā)生,安裝時給刮板鏈一個初裝力T0,使之有預加的彈性伸長ue065L0。如果ue065L=ue065L0,最小張力點張力就會為零,則刮板鏈不會在此處松弛。在額定負荷下運行,鏈條依虎克定律,其彈性變形量?L=2SLE0?L=2SLE0運轉(zhuǎn)中的刮板輸送機,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)。上面計算初張力時,未考慮緊鏈時刮板鏈在溜槽中移動的阻力。這個阻力很大,不能忽略。設固定端張力為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———輸送機的鋪設長度,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行阻力系數(shù);β———刮板輸送機的鋪設傾角。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)或半個鏈環(huán)長度,這時就應把這個鏈環(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