鏈組加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

白鵬++孫偉++賈剛

摘 要：為了確保制造與檢修的鏈組達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)，向客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的鏈組。應(yīng)對(duì)制造與檢修的鏈組進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，所以需要設(shè)計(jì)制造安全性能高，工作可靠，可適應(yīng)多種型號(hào)鏈組的加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

關(guān)鍵詞：刮板運(yùn)輸機(jī)；鏈輪軸組；加載實(shí)驗(yàn)；工作臺(tái)

前言

鏈輪軸組（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鏈組）是刮板運(yùn)輸機(jī)的重要傳動(dòng)組件。鏈組制造或大修后，為了驗(yàn)證其是否符合標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)其進(jìn)行模擬工況的加載實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可初步確定其是否達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)。確保該鏈組能完成實(shí)際工作需要。因此設(shè)計(jì)安全可靠的鏈組加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)是本文研究的一個(gè)課題。

1 鏈組加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鏈組加載實(shí)驗(yàn)要求安全、穩(wěn)定、效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。故將實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)為主、副兩個(gè)一組的結(jié)構(gòu)形式，一次工作可同時(shí)完成兩組鏈組的加載實(shí)驗(yàn)工作，以保證加載實(shí)驗(yàn)的工作效率。其主要由主、副工作臺(tái)、漲緊液壓缸、驅(qū)動(dòng)裝置及滑移底座構(gòu)成。主副工作臺(tái)之間由滑移底座和頂、底部的導(dǎo)向連桿及漲緊液壓缸連接，液壓缸完成傳動(dòng)鏈的漲緊工作，同時(shí)模擬鏈組工作時(shí)受到的工作阻力。

2 主、副工作臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1 鏈組的定位裝置設(shè)計(jì)

鏈組在工作中由花鍵軸傳遞刮板運(yùn)輸機(jī)產(chǎn)生的扭矩力，驅(qū)動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)工作，鏈組兩端的軸承杯安裝在機(jī)頭架上，以固定位置。工作臺(tái)采用模擬機(jī)頭架的設(shè)計(jì)形式，采用O型卡具固定鏈組，使用M42的螺栓對(duì)卡具提供預(yù)緊力。O型卡具的外接圓直徑按鐵煤集團(tuán)現(xiàn)有最大1710型鏈組軸承杯外徑取值為∮575mm。其它型號(hào)的鏈組用調(diào)高襯板調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)器的對(duì)中位置。

2.2 主、副工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主、副工作臺(tái)分上下兩部分，下部分為底座，底座內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌固定在主工作臺(tái)，副工作臺(tái)底座內(nèi)設(shè)有導(dǎo)軌收納倉(cāng)，主、副工作臺(tái)之間用液壓缸連接。通過(guò)液壓缸伸縮運(yùn)動(dòng)，副工作臺(tái)可以在導(dǎo)軌限制下左右移動(dòng)。主、副工作臺(tái)的上部分為卡具和承力箱體。承力箱體可以看作四個(gè)規(guī)格為300×500×825mm的長(zhǎng)方形箱體。主工作臺(tái)的外形如圖2。

2.3 主、副工作臺(tái)的受力分析及計(jì)算

2.3.1 主、副工作臺(tái)受力分析

主、副工作臺(tái)的受力為鏈組工作中受到的徑向力。徑向力按鐵煤集團(tuán)現(xiàn)有功率最大的1000/2000型鏈組計(jì)算

電機(jī)功率P1=P2=1000kW；刮板鏈速V=1.31m/s；設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L=300m；摩擦系數(shù)μ=0.4；減速器機(jī)械效率η1=η3=0.94；鏈組機(jī)械效率η4=0.95；刮板機(jī)實(shí)際輸送量Q（2500t/h）；刮板鏈條的運(yùn)行速度v（1.33m/s）

F-油缸的推力（kn）；P-油缸進(jìn)油壓力（MPa）；D-油缸的內(nèi)徑（cm）。

液壓缸選擇：內(nèi)徑145mm，活塞桿伸出長(zhǎng)度為800mm的油缸。

2.3.3 主、副工作臺(tái)的材質(zhì)選擇及板材厚度

初選材質(zhì)為碳鋼Q345

板材厚度

板材厚度取35mm

2.3.4 主工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

如圖2所示，驅(qū)動(dòng)裝置在主工作臺(tái)的側(cè)面。由工作臺(tái)下面伸展出平行導(dǎo)軌，驅(qū)動(dòng)裝置由油缸帶動(dòng)，可以在導(dǎo)軌上移動(dòng)，以適應(yīng)不同型號(hào)鏈組在工作臺(tái)固定后的位置。各種規(guī)格鏈組的同軸度調(diào)整放式，左右方向在加工導(dǎo)軌就以確定下來(lái)，上下方向可以用調(diào)高版調(diào)整。

驅(qū)動(dòng)器選擇為OILD360型液壓馬達(dá)行星齒輪箱組合的靜液壓傳動(dòng)減速機(jī)，其性能和尺寸參數(shù)如下：

技術(shù)參數(shù)特性（如表1）。

在出現(xiàn)本工作臺(tái)提供的驅(qū)動(dòng)裝置不適用的情況時(shí)，還可以在驅(qū)動(dòng)裝置的對(duì)面?zhèn)韧ㄟ^(guò)添加附件的方式用該鏈組配套的電機(jī)與減速器進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)。

3 液壓系統(tǒng)

3.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

如圖4所示，馬達(dá)型號(hào)為A2FE355，最大工作壓力20MPa，為保護(hù)馬達(dá)避免超載損壞，安全閥調(diào)定值為20MPa；A泵向液壓馬達(dá)供液，通過(guò)換向閥改變馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。B泵向液壓油缸供液，選擇可提供30MPa工作壓力的油泵，為保證液壓缸的工作性能，安全閥調(diào)定值為30MPa。

3.2 操作臺(tái)的設(shè)計(jì)

操作臺(tái)設(shè)有三聯(lián)換向閥，其中兩組閥分別對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置和張緊油缸，剩下的一組為備用閥。手動(dòng)截止閥、壓力表、手動(dòng)先導(dǎo)調(diào)壓閥皆設(shè)置在操作臺(tái)的操作面板上，以便于操作。

3.3 油箱的設(shè)計(jì)

油箱容積為300L，回液口和吸液口在同一側(cè)，回液口和吸液口之間用隔板隔離開(kāi)，隔板高度為油箱高度，長(zhǎng)度為油箱長(zhǎng)度的五分之四。油箱蓋安裝冷卻器，油箱回液口和吸液口安裝過(guò)濾器，以保證液壓系統(tǒng)的清潔和工作溫度。

3.4 操作方法

對(duì)應(yīng)張緊油缸的液壓系統(tǒng)中設(shè)置手動(dòng)先導(dǎo)調(diào)壓閥和手動(dòng)截止閥，因?yàn)椴煌吞?hào)的鏈組進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要的張緊力是不同的，為了操作安全，用手動(dòng)先導(dǎo)調(diào)壓閥和手動(dòng)截止閥配合，調(diào)整到相應(yīng)的工作壓力后再向張緊油缸供液。具體過(guò)程如下：

（1）確定需要進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)的鏈組所需液壓缸的工作壓力。首先計(jì)算鏈組受到的徑向力，計(jì)算方法見(jiàn)上文鏈組徑向力計(jì)算方法。確定鏈組徑向力后按下列公式計(jì)算液壓缸所需的工作壓力：

F-油缸的推力（kn）；P-油缸進(jìn)油壓力（MPa）；D-油缸的內(nèi)徑（cm）。

（2）啟動(dòng)設(shè)備，把截至閥關(guān)閉，先導(dǎo)閥壓力調(diào)到最小值，操作換向閥，通過(guò)壓力表顯示的數(shù)字，慢慢調(diào)整先導(dǎo)閥工作壓力，使系統(tǒng)壓力達(dá)到加載實(shí)驗(yàn)所需壓力。

（3）操作閥回中間位置，打開(kāi)截至閥。操作三位四通閥開(kāi)始進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)。

4 附件

附件為可籠罩整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的伸縮式防護(hù)罩，以在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)保護(hù)操作人員及其周?chē)墓ぷ魅藛T和設(shè)備，使本產(chǎn)品為本質(zhì)安全型產(chǎn)品。

5 結(jié)束語(yǔ)

本次實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)到此結(jié)束，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮了對(duì)多種鏈組的兼容性，并保證產(chǎn)品質(zhì)量。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，對(duì)空間場(chǎng)地要求低。沒(méi)有各類(lèi)傳感器及各種電子元件，只有最基本的機(jī)械和液壓元件，便于維護(hù)和檢修，成本低廉。同時(shí)留下大量空間可以用添加組件的放式添加各種功能，完全形態(tài)可對(duì)整組設(shè)備進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)（機(jī)頭機(jī)尾減速器及機(jī)頭機(jī)尾鏈組）同時(shí)可向電網(wǎng)輸送實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的電能，盡可能地為客戶(hù)降低實(shí)驗(yàn)成本，提高操作的便利性，以適應(yīng)各種需求的客戶(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]牛樹(shù)仁，陳滋平.煤礦固定機(jī)械及運(yùn)輸設(shè)備[M].煤炭工業(yè)出版社， 1988.

[2]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

作者簡(jiǎn)介：白鵬（1986-），遼寧調(diào)兵山人，工程師，現(xiàn)鐵煤集團(tuán)物資供應(yīng)份公司從事綜機(jī)設(shè)備管理工作。

孫偉（1977-），遼寧調(diào)兵山人，技師，現(xiàn)遼寧通用重機(jī)裝備制造公司從事刮板輸送機(jī)的故障分析與處理工作。

賈剛（1965-），遼寧調(diào)兵山人，高級(jí)工程師，現(xiàn)鐵煤集團(tuán)物資供應(yīng)份公司從事綜機(jī)設(shè)備管理工作。