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導(dǎo)讀
針對當(dāng)前礦用提升鋼絲繩換繩車出現(xiàn)的兩鏈輪速度不同步引起的問題,提出在鏈輪軸上加裝一對同步齒輪的方法,分析同步齒輪受到轉(zhuǎn)矩波動時對其嚙合特性的影響。首先,進(jìn)行靜強(qiáng)度分析,結(jié)合赫茲理論進(jìn)行對比驗(yàn)證;然后,考慮液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩波動,設(shè)置3種不同的波動系數(shù)。結(jié)果表明:齒輪接觸面所受接觸壓力隨所受轉(zhuǎn)矩變化而變化,轉(zhuǎn)矩波動越大,齒輪面接觸壓力波動也越大;齒輪齒面與齒根面的zui大等效應(yīng)力變化趨勢,基本與恒定轉(zhuǎn)矩時的zui大等效應(yīng)力變化趨勢一致,但是其zui大等效應(yīng)力的幅值,會隨轉(zhuǎn)矩波動的增 大而變大。
提升鋼絲繩是礦井提升系統(tǒng)的主要承載部件。提升機(jī)工作過程中,鋼絲繩內(nèi)部拉伸和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力較大,會出現(xiàn)快速磨損、斷絲等問題。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第412條規(guī)定,鋼絲繩達(dá)到兩年工作期限之后需要更換,以保證安全生產(chǎn)。
對更換鋼絲繩中換繩機(jī)構(gòu)的研究,國內(nèi)外學(xué)者作出了大量貢獻(xiàn)。王峰提出使用步進(jìn)移動機(jī)構(gòu)進(jìn)行送繩。該機(jī)構(gòu)由數(shù)根步進(jìn)液壓缸和與液壓缸相連接的送繩小車組成,液壓缸伸出推動小車送繩,每次送繩長度相同。樊鵬提出一種鏈傳動連續(xù)送繩機(jī)構(gòu),此機(jī)構(gòu)將鏈輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為鋼絲繩的直線運(yùn)動。該送繩方式雖然可以實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的連續(xù)送繩,但是當(dāng)兩個鏈輪速度不一致時,會出現(xiàn)鋼絲繩的打滑、堆積以及雙邊送繩不同步等問題。申心雨設(shè)計了一種履帶牽引式連續(xù)送繩裝置,此裝置與鏈傳動連續(xù)送繩機(jī)構(gòu)一樣,并沒有解決當(dāng)鏈輪速度不一致時產(chǎn)生的問題。德國西馬格特寶公司研制了一種滾筒送繩機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)通過摩擦把滾筒上的力傳遞到鋼絲繩上進(jìn)行連續(xù)送繩,整體可靠性較高,但是由于裝備過大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,推廣難度大。
在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,本研究提出在連接兩鏈輪的軸上加一對同步齒輪。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)送繩,而且當(dāng)兩液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)速不同步時,可通過同步齒輪強(qiáng)制將兩軸轉(zhuǎn)速相同,從而實(shí)現(xiàn)兩鏈輪轉(zhuǎn)速同步,避免鋼絲繩打滑等問題。但這樣會導(dǎo)致同步齒輪受到較大的沖擊,如受到來自同步齒輪的相互擠壓,或液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定時對齒輪的影響等,因此需要對同步齒輪進(jìn)行進(jìn)一步的分析。