鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計與分析

鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計與分析

1堆取料機(jī)的應(yīng)用堆垛機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的分散廢物處理設(shè)備。由于其高度高，現(xiàn)在引起了很多關(guān)注。應(yīng)用在礦山、冶金、電力、交通、建材和化工領(lǐng)域及大型露天礦、土方工程工地、儲料場、發(fā)電廠和港口碼頭等;按照結(jié)構(gòu)的不同分為懸臂式、橋式、門式等結(jié)構(gòu)。堆取料機(jī)采用鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)提升的尾車,來實(shí)現(xiàn)地面膠帶機(jī)系統(tǒng)可逆運(yùn)行的運(yùn)輸工藝,完成堆料或取料的操作;使用傳統(tǒng)的鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì),普遍受到用戶的認(rèn)可;進(jìn)行鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)中的強(qiáng)度計算,獲取具體的數(shù)據(jù),滿足機(jī)構(gòu)中的部件型號的選擇及安裝調(diào)試的需要。2堆料機(jī)堆料操作斗輪式堆取料機(jī)的提升系統(tǒng),是在堆取料機(jī)的支承立柱的下端安裝鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī),在支承立柱的上端和膠帶機(jī)對應(yīng)的位置安裝4組滑輪,卷揚(yáng)機(jī)通過鋼絲繩提升尾車,當(dāng)斗輪機(jī)尾車提升到高位時,地面膠帶機(jī)正向運(yùn)行,物料經(jīng)過尾車轉(zhuǎn)交給斗輪機(jī)上的懸臂膠帶機(jī)卸到堆場,實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的堆料操作;當(dāng)斗輪機(jī)尾車下降到水平低位并定位于斗輪機(jī)主機(jī)的正下方時,地面膠帶機(jī)反向運(yùn)行,承接斗輪機(jī)挖取的物料并送出,實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的取料操作,如圖1所示。3尾車提升速度計算鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)所需提升總質(zhì)量為G總,則G總=ΣGi,式中:ΣGi—提升的各個分部件質(zhì)量之和,包括斜梁、托輥組、滾筒組、膠帶等;根據(jù)設(shè)備的具體情況G總=10260kg;考慮到污染載荷、活載荷等因素,安全系數(shù)取n=1.25,獲得計算載荷值為G計,則G計=1.25G總=1.25×0260=12825kg。按設(shè)計要求尾車提升速度v=(2.8~3.0)m/min,按平均值v=2.9m/min。根據(jù)設(shè)計已知滑輪倍率m=4,如圖2所示。4驅(qū)動功率、成分配比、卷筒與繩輪根據(jù)鋼絲繩卷揚(yáng)機(jī)提升尾車驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)及相關(guān)計算公式,依據(jù)設(shè)計手冊等資料提供的數(shù)據(jù),對驅(qū)動功率、鋼絲繩張力、滾筒強(qiáng)度、卷筒與繩輪的允許偏角等,進(jìn)行分析計算并得出結(jié)論。4.1驅(qū)動功率計算4.2卷筒長度ls驗(yàn)算卷筒的長度和卷繞長度,如圖3所示。按實(shí)際提升行程為Hmax=4760mm計算,逐步將計算值加大,以適應(yīng)以后更大的提升行程;對單層雙聯(lián)纏繞,卷筒長度Ls=2(L0+L1+L2)+Lg,式中:L0—卷繞長度,因此,式中:L1—卷筒端部無繩槽段長度,這里L(fēng)1=45;L2—固定繩尾所需的長度L2≈3P1;Lg—卷筒中間光滑部分長度;鋼絲繩允許偏角為已知,這里L(fēng)g=50;n—鋼絲繩安全圈數(shù)n=3,一般n≥1.5;P1—節(jié)距P1=16;因此,獲得;卷筒長度Ls=2(290.55+45+3×16)+50=735mm;現(xiàn)實(shí)長度值為890mm,大于735mm,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是安全的。4.3輸出扭矩t選擇行星齒輪減速機(jī)(型號NGW72-16),行星齒輪減速機(jī)的自重為350kg;2級傳動,7#機(jī)座;傳動比代號為16的,傳動比i=80;在輸入轉(zhuǎn)速750r/min時,高速軸許用功率P1=6kW軸徑準(zhǔn)45mm,低速軸許用輸出扭矩T2=590kgm軸徑準(zhǔn)110mm,(電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=676r/min)根據(jù)設(shè)計規(guī)定計算輸入功率PC1:PC1=P·K1·K2=7.468×0.8×1=5.97kW;計算輸出扭矩TC2=T·K1·K2,式中:T—實(shí)際輸出扭矩T,T=2Q單×2D=2×1603×20.4=641kg·m;計算輸出扭矩TC2=641×0.8×1=513kg·m;結(jié)論:輸出扭矩T2=590kg·m>TC2=513kg·m滿足設(shè)計要求。4.4卷筒的設(shè)計和計算由此可以判定卷筒壁厚的強(qiáng)度合格;另外卷筒可換成(Q235-B)鋼板,采用卷制加工方法,可進(jìn)一步增大卷筒的強(qiáng)度。5卷筒與繩輪的通徑計算圖2隨著提升高度的下降卷筒與繩輪的偏角增加,驗(yàn)算卷筒與繩輪的允許偏角,按設(shè)計規(guī)定S=3300mm,尾車提升高度Hmax=47601000=5760mm,按計算公式L=(Hmax×m/πD0+n)P,LS=2(L0+L1+L2)+Lg,式中:L0—卷繞長度;m—滑輪倍率;n—安全圈數(shù)n≥1.5按設(shè)計要求n=2;P為節(jié)距;L1為筒端無繩槽長度,此處L1=45;L2為固定繩尾所需長度,L2≈3P;Lg中間光滑部分長度,如圖3所示。計算得L0={(5760×4)÷(3.14×400)+2}×16=325.5mm;LS=2×(3.255+45+316)+50=887mm,現(xiàn)實(shí)長度值為890mm,滿足設(shè)計條件可以應(yīng)用。計算最低點(diǎn)時卷筒與繩輪的最大偏角為α1和α2,卷筒繩槽螺旋角:ε=tan-1=P/πD0=16÷(3.14×400)=0.73°,先算出卷筒上鋼絲繩向空槽方向的允許偏角γ1,(即α1的限制范圍),已知γ1=φ1+ε=3.5°+0.73°=4.23°,設(shè)計中準(zhǔn)1規(guī)定值為準(zhǔn)1=3.5°;再計算卷筒上鋼絲繩向有繩方向的允許偏角γ2(即α2的限制范圍),已知γ2=φ1-ε=3.5°-0.73°=2.77°;設(shè)計規(guī)定S=2700mm;L1=195;則L2=325-195=130mm。此時α1=tan-1(195/2700)=4.13°≤γ1=4.13°;α2=tan-1(130/2700)=2.76°≤γ2=2.77°,卷筒與繩輪的最大偏角α1和α2,均小于允許偏角γ1、γ2,卷筒與繩輪的偏角符合要求。對于另一只定滑輪來說:此時的S1=S+1800≈4500mm,在這種情況下,α3、α4的夾角就很小了,令L3=200,L4=125;則α3=tan-1(200/4500)=2.55°≤γ1=4.23°;A4=tan-1(125/4500)=1.6°≤γ2=2.77°,同樣偏角符合要求,系統(tǒng)運(yùn)行是安全的。另外,這四個γ1、γ2、γ3、γ4的夾角,也是進(jìn)入繩輪的角度γ0,一般情況下,進(jìn)入繩輪的允許偏角在γ0=(4~6)°,推薦γ0不大于5°,所以,這四個夾角對于繩輪來說,符合規(guī)定要求也是可以應(yīng)用的。6卷揚(yáng)機(jī)提升機(jī)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)提升驅(qū)動系