大型长撑杆散货抓斗的设计.pdf大型长撑杆散货抓斗的设计.pdf

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大型长撑杆散货抓斗的设计上海海运学院畅启仁〔摘要〕长撑杆双颖板抓斗对各类散货具有良好的适应性,得到了广泛的应用。文中介绍了大型长撑杆散货抓斗的设计方法,正确选取影响抓斗抓取性能的各项参数及合理的结构型式。实践证明,合理选取抓斗参数,保证部件的强度条件和制造质量是提高大型长撑杆散货抓斗抓取性能和使用寿命的根本保证。关钮询NULL长撑杆散货抓斗设计基本尺寸参数,其计算系数几,和介NULLNULL为基本尺寸系数。设卸船机起重量为尸,散货密度为,二,抓取比为NULL,则抓取量口为NULL、NULL产NULL,产,二NULLNULL任NULL几、了认、‘NULL二NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL二NULLNULLNULLNULL入NULL抓斗自重‘为NULL‘NULLNULL一口抓斗容积犷为NULL犷NULL一NULL乙乍。额板宽度NULLNULLNULL肠粼下尸式中在,为颖板宽度系数,由表NULL选取。抓斗最大开度NULLNULLNULLNULL介NULL。令币一NULLNULLNULL式中介NULLNULL为抓斗最大开度系数,由表NULL选取。额板宽度NULL与最大开度NULLNULL之比系数舀NULLNULLNULLNULLNULL、,声,尹NULL叮亨古了‘、NULL了气NULL乙NULL一NULL一了佗一NULL一NULLNULL工么NULLNULL年代以来,我国相继建成了宝钢主、副原料码头,北仑港矿石中转码头以及多座大型火力发电厂煤炭卸货码头等一批现代化散货专用码头,其卸船设备一般为起重量NULLNULLNULLNULL的抓斗桥式卸船机。国内现用的剪式抓斗有抓取比大的优点,但闭斗后外形尺寸太大,斜压式抓斗是一种不对称的长撑杆抓斗,它在抓货后,留下的不对称轨迹对后面的逐层抓取不利。只有长撑杆双额板抓斗在抓取各类散货时具有良好的适应性。近几年国内设计制造的长撑杆抓斗已先后用于宝钢副原料码头,浙江北仑港电厂煤炭码头,广东某电厂及大连港甘井子煤场等地,使用性能良好。下面对大型长撑杆抓斗的设计作简要介绍。NULLNULL大型长撑杆散货抓斗主要参数的确定主要参数包括抓斗的几何参数及闭合滑轮组的倍率。NULLNULLNULL斗体几何参数额板宽度NULL和抓斗最大开度NULLNULL为抓斗的雪,NULLNULL。二抓斗张开时最大覆盖面积NULL为NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL无NULL介NULL‘NULL之NULLNULL’抓斗最大覆盖面积系数占,为NULL雪NULLNULLNULLNULL介NULLNULL表NULL顺板宽度系数偏散货密度NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL宽度系数札NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL表NULLNULL一NULL一NULL一NULL一NULL一NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL抓斗最大开度系数棍NULL散货密度NULL。NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL。NULL一NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL开’二‘NULL卜一NULL一NULLNULL碗NULL」NULL一卜NULLNULLNULLNULL一卜NULLNULL卜NULLNULLNULL一NULLNULL一由抓斗容积护和覆盖面积NULL,可得平均挖掘深度NULLNULL丁NULL下丁NULLNULLNULLNULL石下NULLNULLNULLNULLNULLNULL二NULL洲NULLNULLNULLNULLNULL〕NULLNULLNULL左NULLNULLNULLNULLNULLNULL。,NULL犷犷NULL,户蔽厂一,,、NULLNULL下NULLNULL一丁竹产一一了元子于二石NULL习犷火沙少凌。招NULL邢NULL乙丫犷NULLNULL‘NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL。NULLNULL,则NULLNULLNULLNULLNULLNULL一NULL平均挖掘深度NULL与最大开度NULLNULL之比系数君NULLNULLNULLNULL为NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL扩NULLNULLNULL岛NULLNULLNULLNULL一杀尸NULL于心犷NULLNULLNULL一纂于一一一奈一NULLNULLNULL君,”NULLNULLNULL岁下言NULL无NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL抓斗斗体的侧形抓斗斗体侧形在斗体闭合后,应保证抓斗获得抓货量所需的容积NULLNULL在抓斗闭合过程中,特别是在闭合后期,斗体侧形应能促使斗内物料顺利地运动,减小物料的运动阻力。抓斗侧形简图如图NULL所示。NULLNULLNULLNULL万NULLNULLNULL刀NULLNULLNULL一NULLNULLNULLNULLNULLNULL刀NULLNULLNULLNULLNULLNULL一NULLNULLNULLNULL刀NULL,一NULL代入式NULLNULLNULLNULL。犷NULLNULL二二二二NULL二二万得NULLNULLNULLNULLNULLNULL刀NULLNULLNULL一NULLNULLNULL刀NULLNULLNULLNULLNULL刀哈产、、五NULLNULLNULL一NULLNULLNULLNULL刀NULL’NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL」NULLNULLNULLNULL式中NULLNULL额板底背角,根据散货的粒度及流动性而定,其推荐值见表NULLNULL散货爬坡角,根据散货的内摩擦角而定,其推荐值见表NULL刀颧板后背角,其推荐值见表NULLNULLNULL散货堆积角抓斗斗体侧形之半瓦可写为NULL二,NULL犷,NULL一、NULLNULLNULL“”“扩言一吸NULLNULLNULL而斗宽NULLNULL肠令犷,则丧NULL抓斗斗体侧形推荐角度NULL。NULL拭性、NULLNULLNULLNULL抓斗容积NULL可视为由水平容积NULL水和堆积容积NULL堆两部分组成。抓斗斗体侧形面积NULL为NULL,犷NULL二二二NULL二,NULL二二刀犷水十犷堆NULLNULLNULL瓦NULL虾NULL而NULLNULLNULL’NULLNULL。,NULL俪’NULLNULL。。NULLNULLNULLNULL乏’分入,带“一入。NULL叹育NULL代‘忍NULLNULL杯六考NULL心万NULL砍屯硕NULLNULLNULL一八刁NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL刀裹NULL抓斗斗体侧形系数杨、散货密度甘NULLNULLNULLNULLNULLNULL。NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL侧形系数NULL、NULLNULLNULLNULLNULLNULL。NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL。NULLNULLNULLNULL。NULLNULLNULLNULLNULLNULLNULL一NULLNULL一氛介、、,厂月NULLNULL一NULL二‘‘二一、产R拓B式中几N、为抓斗斗体侧形系数,3抓斗其它几何参数14其值见表4。抓斗其它几何参数如图2‘所示L为撑杆下铰点间距离,L,为撑杆上铰点间距离,L为撑杆长度;R为撑杆下铰点至下承梁铰点间距离,RH/SINO,B为撑杆下铰点至下承梁铰点间水平距离,BL一A/2,。为撑杆上、下铰点间水平距离,。L,一12/2;A为下承梁双铰间水平距离图ZB抓斗下承梁为单铰,则A二0;H为撑杆下铰点至下承梁铰点间垂直距离,H二H,一只。,H,为撑杆上、下铰点间垂直距离,“,一‘COS‘,‘一S‘N一’子,“。为撑杆上铰点至下承梁铰点间垂直距离;R为下承梁铰点至撑杆的距离,RRSIN口,A90。L。、一_,H一8砂,8TG一‘子。一OB。抓斗闭合时,闭合绳的瞬时拉力为S,闭合滑轮组倍率为,,滑轮效率为刀,滑轮组的增力倍数为N,则抓斗闭合时撑杆力P为‘、夕甲产尸A6J工,‘了、Z‘生SN一12EOS协抓斗的闭合力矩为MSPPR换算至额板水平刃口上的切人力为FMS,/P17式中P为下承梁铰点至额板水平刃口间的距离。切人力F可以表示为闭合绳拉力S的函数,并以此衡量上述抓斗的几何参数选择是否得当。由上述分析,可得以下结论当;增大,力臂R增大,抓斗闭合力矩也增大。但R增大使抓斗斗体侧形长度增大,散货爬坡行程增大,因而抓取阻力增大。当L增大,力臂R增大,抓斗闭合力矩也增大。当A二O,即下承梁为单铰结构图ZB时,力臂R增大,抓斗闭合力矩也增大。当下承梁为双铰结构时图2,抓斗可在不增大侧形长度的情况下,增加最大开度,即增大了抓斗的最大覆盖面积。角A。是下承梁铰点和撑杆下铰点连线与过下承梁铰点水平线间的夹角。当撑杆下铰点位置沿铅垂线方向移动时,AB角将变化。A。角变小,力臂R增大,使抓斗抓取力矩增大,所以在不加大斗体侧形长度的前提下,适当抬高撑杆下铰点的位置是适宜的。角功是撑杆与过撑杆上铰点的铅垂线间夹角。劝角增大,力臂R将变大,撑杆力P的水平分力增大。而此水平分力对下承梁铰点的力矩促使抓斗张开,与抓斗闭合力矩的作用相反,所以沪角不宜取得过大。4抓斗部件的自重分配为保证抓斗具有高的抓取系数,除应正确确定抓斗的几何参数外,还必须限制抓斗的自重。在满足强度要求的情况下,中小型长撑杆散货抓斗的部件自重分配推荐系数列于表5。抓取小容重散货的大型散货抓斗,在保证斗体强度及容积的情况下,斗体自重比例常大于推荐值。例如宝钢副原料码头的363T煤炭抓斗,斗体自重分配系数达。56。抓取大容重散货的大型散货抓斗,如某港矿石中转码头的SOT矿石抓斗,斗体自重分配系数也达05。5闭合滑轮组倍率的确定抓斗闭合滑轮组的倍率也是对抓取性能影响很大的参数。倍率过大,闭合绳引出长度将过长,疲劳与磨损加快,抓斗张开与闭合时间将延长,也使滑轮组效率降低。设计抓斗时,当抓斗几何参数、自重分配以及闭合滑轮组倍率均已确定之后,即可算出抓斗在某一闭合位置的抓取力矩及抓取阻力矩T,’。一般当抓斗闭合终了时,抓取阻力将达裹5中、小型长律杆抓斗部件自,分配推荐系数斗体}上承梁L下承梁}撑杆一令卜令一令卜令0,45211018016一18一到最大值;这时额板内已充填散货,抓取力矩也将达最大值。如果把抓取过程中颗板的挖掘深度作为变量,建立抓斗在各闭合位置的抓取力矩与抓取阻力矩间的平衡关系,即可获得闭合过程的挖掘轨迹及抓货量L,’。大型抓斗卸船设备均装有抓斗闭合绳和支持绳的载荷均衡装置。当抓斗在支持绳放松的状态,闭合行程约达70时,支持绳开始向上收紧,抓斗上浮,当抓斗接近完全闭合时,闭合绳开始减速直至抓斗完全闭合,此时闭合绳和支持绳的载荷均衡,然后以相同的速度起吊满载抓斗。这种控制方式对保护抓斗闭合机构电动机并减小动载荷均有好处。但在抓取的后期限制了抓斗的“自由抓取”,影响抓斗的充填率。为此大型煤炭长撑杆抓斗往往采用较大的闭合滑轮组倍率一般取4,使抓斗在L腐近闭合终了阶段产生较大的抓取力,把进入两颖板覆盖范围内的散货全部纳人到斗内。2大型长撑杆散货抓斗结构1斗体结构图3所示两种斗体结构的区别在于撑杆下铰点在斗体上的位置。图3A的撑杆下铰点位于斗体侧板上,撑杆力通过斗体侧板传至刃口。其缺点是撑杆力除向下作用使抓斗闭合外,还对斗体作用有水平分力,斗体侧板需较厚。当抓取小容重散货时,大宽度的斗体在横向显得刚度不足,所以这种斗体多用于抓取大容重散货的抓斗上。图3B所示斗体的撑杆下铰点位于斗体中部的主筋板上,撑杆力通过主筋板传至抓斗刃利衡酬L’L比/沁/另亿//二札么忆少Z尹乞夕24‘一一,一一1一一一J限}}L}{}不氏}{1}走尸,呼‘‘气{J丘,口’_丁万,NL}梦胜汪公\犷井二之耳}甘_‘,一IR气R一一一I{卜一一瓜霖一一一州L书夕二艺,图A3大型长撑杆散货抓斗的斗体结构侧板传力式B主筋板传力式一19一
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