基于张力分析的刮板机牵引机构最小张力点的确定

基于张力分析的刮板机牵引机构最小张力点的确定

0gsz400400刮板粉碎机随着淮北矿区机械化程度的提高，淮北矿业集团装备公司于2007年开始研究和开发大规模刮板机。现在它已经通过了测试和制造，并形成了一定的生产规模。淮北矿业集团杨庄煤矿的主要装置sdz8000套已正常使用。1刮板链损坏的原因(1)动载荷的变化除启动或制动产生的动载荷外,正常运行中也有动载荷。前一种载荷容易产生强力破坏;后一种载荷虽小,但长时间反复作用,是疲劳破坏的主要原因。(2)皮下侵蚀水导致链环产生锈斑和裂缝，从而减少横截面的强度锈蚀是不可避免的,但链条出厂时,厂家都将其浸过防腐剂,在堆放和搬运中起一定的防腐作用。(3)链进入链轮，链环旋转。这种相对运动不可避免地会导致链环的磨损链条与溜槽之间、链环与链环之间也有磨损。22由于刮板链的强度试验2.1最小张力零从理论上讲,刮板链的最小张力点张力为零最好,但由于某些原因,最小张力为零很难保证。为了安全起见,一般设计时都大于零,对于SGZ800×800双链刮板输送机来说,其经验数据为Smin=4000～6000N2.2导向体两侧张力的计算在连续动作式运输机械中,牵引机构在沿程各点所受的张力不同。为了进行各点张力的计算,特别是导向体的两侧,应该利用下面的计算规则—逐点张力计算法进行计算,即牵引机构某一点的张力,等于沿其运行方向后一点的张力与这两点之间的运行阻力之和。Si=Si-1+W(i-1)～i式中Si,Si-1——分别为牵引机构前后两点的张力;W(i-1)～i——前后两点的运行阻力。2.3最大张力点的选择—最小张力点的判定牵引机构各点张力的计算,一般是从最小张力点开始。对于如图1所示的双端驱动的运输机械,两个导向体的分离点都有最小张力点的可能。究竟是哪一个,有下面两种方法判定。方法一:假设法。任意设定两个分离点中的一个作为最小张力点,其张力等于Smin。然后根据逐点张力计算法求出其他各点张力。如果另一个分离点的张力大于Smin,说明最小张力点的假设是对的。否则,就是错的,应重新选择另一点为Smin,再另行计算其他各点张力。方法二:数值判定法。双端驱动,两端的功率一般均相等,所以S4-S1=S2-S3将S2=S1+W3,S2=S1+W3代入上式,并整理得S1-S3=1/2(Wzh-Wk)可见,最小张力点的位置取决于Wzh,Wk的大小。当Wzh>Wk时,S3>S1,3点为最小张力点;当Wzh<Wk时,S1>S3,1点为最小张力点;当Wzh=Wk时,S1=S3,两点为最小张力点。2.4动张力的校核以上求出刮板链的各点张力,选其最大张力为最大静张力和动张力之和。动张力按最大静张力的20%考虑。刮板链强度验算,以安全系数m来衡量。对于双链刮板输送机:m=2Spλ1.2Smaxm=2Spλ1.2Smax3刮板链的张力及紧链力刮板链张力的大小,直接关系到刮板输送机能否正常工作。张力过大,则加剧链条与链轮的磨损,导致链条和链轮的寿命降低;张力过小,则造成松链、跳链。刮板链是个弹性体,如果将其接成封闭链条而不施加初张力,当输送机运转起来后,就会因受力而产生弹性伸长ue065L,在链轮分离点处造成松链而导致事故发生。为了防止这种情况发生,安装时给刮板链一个初装力T0,使之有预加的弹性伸长ue065L0。如果ue065L=ue065L0,最小张力点张力就会为零,则刮板链不会在此处松弛。在额定负荷下运行,链条依虎克定律,其弹性变形量∇L=2SLE0∇L=2SLE0运转中的刮板输送机,刮板链的张力在重段、空段分别呈线性变化,如图2所示。弹性伸长按下式计算上式的积分值在张力图中是张力线所包围的面积。所以重段的弹性伸长量∇Lzh=12E0(S3+S4)∇Lzh=12E0(S3+S4),空段的弹性伸长量∇Lzh=12E0(S1+S2)∇Lzh=12E0(S1+S2),刮板链的总伸长量∇L=∇Lzh+∇Lk=12E0(S1+S2+S3+S4)∇L=∇Lzh+∇Lk=12E0(S1+S2+S3+S4)。在初张力作用下,刮板链的总弹性伸长量∇L0=2T0LE0∇L0=2Τ0LE0式中T0——刮板链的初张力。T0=1/4(S1+S2+S3+S4)。上面计算初张力时,未考虑紧链时刮板链在溜槽中移动的阻力。这个阻力很大,不能忽略。设固定端张力为SA,如图3所示,拉紧端张力则为:SB=SA+2Lq0gω″cosβ在SA,SB的作用下,刮板链的弹性伸长量∇Lj=LE0(SA+SB)∇Lj=LE0(SA+SB),令∇L0=∇Lj,可得:SB=T0+Lq0gω″cosβ式中m———安全系数。刮板输送机要求m≥3.5;Sp———单条牵引链的破断力,N;Smax———最大静张力,N;λ———双链负荷不均系数,双边链取0.85式中S———刮板链所受的张力,N;L———输送机的铺设长度,m;E0———刮板链的刚度,N,E0=EA;E———刮板链的弹性模量,Ncm2;A———刮板链的横断面积,cm2。式中q0———刮板链单位长度质量,kgm;ω″———刮板链在溜槽中的运行阻力系数;β———刮板输送机的铺设倾角。可见,刮板链的初张力和紧链力与多种因素有关。按以上张力确定的最小张力点张力原则上为零,但很难保证。如以T值拉伸后的刮板链正好出现了单链环或半个链环长度,这时就应把这个链环去掉而形成双链环。因此就出现了Smin>0,这也是每条链取Smin