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    用懸鏈線法解門式取料機刮板張緊力

    2018-05-07 07:05:28高翔姚欣
    科技視界 2018年5期

    高翔 姚欣

    【摘 要】門式刮板取料機,用懸鏈線方程分析懸空段的受力,進而計算出刮板鏈條每一部分的受力大小。

    【關(guān)鍵詞】門式取料機;懸鏈線方程;刮板鏈條受力

    中圖分類號: TH237 文獻標識碼: A 文章編號:2095-2457(2018)05-0076-001

    【Abstract】For portal scraper reclaimer, catenary equation was adopted to analysis the chain suspension part force, then the whole chain force was got.

    【Key words】Portal reclaimer; Catenary equation; Scraper chain force

    1 背景介紹

    大型的門式取料機,通過刮板推送物料至系統(tǒng)皮帶。刮板張緊力過大,則會影響整體鋼結(jié)構(gòu);張緊力過小,則會引起下側(cè)的刮板脫離過渡輪,或者引起刮板堆積情況,影響正常工作。

    通常的門式取料機刮板張緊,會通過在張緊油缸處設置較大的量程,來調(diào)節(jié)張緊力,因為沒有對鏈條的各部分,做一個明確的分析計算。本文以門式刮板機懸空段為分析起點,引入懸鏈線方程,把鏈條每一部分的理論解求出,為選取張緊油缸和鏈條驅(qū)動提供理論解。

    2 用懸鏈線方程計算懸掛段

    懸鏈線是指兩端固定的一條粗細與質(zhì)量均勻分布,柔軟不能伸長的鏈條,例如懸索橋等,因其與兩端固定的繩子在均勻重力作用下下垂相似而得名。其標準方程為雙曲余弦函數(shù):y=acosh(x/a)[1]其中,a為曲線頂點到橫坐標軸的距離?,F(xiàn)有論文對于雙曲余弦函數(shù)和二次拋物線的比較有很多,在泰勒展開式的前幾項,都是相同的。

    圖1所示為門式刮板取料機[2],是把鏈條安裝到取料懸臂上,鏈條通過驅(qū)動鏈輪組和張緊輪組形成一個封閉的環(huán),這樣刮板就可以隨著鏈條沿著閉環(huán)做往復運動,取料臂是可以通過卷揚機來改變?nèi)×辖嵌鹊?。刮板取料機的上部拐角段,可以近似認為是懸鏈線。計算整體鏈條張緊力,以懸鏈線處作為起點,因為懸鏈線的長度,直接決定了整體鏈條的張緊力的大小。在二維圖紙上,根據(jù)設計要求,設定懸鏈線的長度,懸鏈線的長度可以從CAD圖上量取。圖2為刮板鏈條簡圖。本文分析刮板水平(θ=0)時候的受力,其他角度時候,與此類似。

    3 刮板機各段受力分析

    刮板機受力分析的目的和意義,是計算出a1和a2位置處的拉力值,進而得出此處推力油缸需要設定的推力值,來實現(xiàn)最初的設計目標。

    而刮板機與皮帶機張緊力計算,最大的不同,是刮板和鏈條的重量不能忽略。首先量取a1-b1、b1-c1、c1-d1、a2-b2、c2-d2的長度,根據(jù)單位長度重量,計算出各段的重量,分別用Gab1,Gbc1,Gcd1,Gab2和Gcd2表示。然后要確定關(guān)鍵節(jié)點b1、c1、d1、a1和a2、d2、c2、b2位置處的受力大小,用P表示受力,節(jié)點的計算順序不可混淆。刮板刮取物料的力用Pd12表示。

    首先計算b1點處的拉力大小。刮板水平的時候,c1點處的垂直力大小為b1-c1段的重力,水平力與b1等大反向,則:

    b1點處的受力大小為:

    Pb1=Gbc1/cotφ

    c1點處的受力大小為:

    Pc1=Pb1/cosφ

    d1點處的受力大小為:

    Pd1=Pc1+Gcd1×sinφ-μ×Gcd1×cosφ

    a1點處的受力大小為:

    Pa1=Pb1+μ×Gba1

    a2點處的受力大小為:

    Pa2=Pa1-Ga1a2

    b2點處的受力大小為:

    Pb2=Pd1+Pd12

    c2點處的受力大小為:

    Pc2=Pb2

    d2點處的受力大小為:

    Pd2=Pc2+Gcd2×sinφ+μ×Gcd2×cosφ

    至此,刮板機各處的拉力大小即確定出來。

    4 結(jié)論

    引入懸鏈線的方程,計算門式刮板取料機的俯仰懸空部分。以懸鏈線位置作為張緊力分析的起點,有效的解決了門式刮板取料機,鏈條張緊的各個部分的受力,為整體設計,提供了理論依據(jù)。

    【參考文獻】

    [1]百度百科-雙曲余弦函數(shù).

    [2]趙俊鵬,陳博.《一種新型刮板取料機-門橋式刮板取料機簡介》,水泥技術(shù),2017(1):46-49.

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