刮板输送机初张力形成机理及控制

刮板输送机初张力形成机理及控制

1初张力的出现刮板链是一个弹性体，在运行过程中受到张力的影响会产生弹性延长。此延长量使叶片链在驱动轮的分离点处放松，并因疲劳而累积，导致链、卡链、断齿等事故。为了防止这种现象,在初安装刮板链或运转一段时间后,要给其一初张力,使之产生一预加的弹性伸长。初张力(输送机静止时,封闭链条内的张力)的形成,是靠拉紧装置实现的。虽说目前使用的液压缸紧链器、液压马达紧链器和盘闸紧链器等均能准确地反映出拉紧力的大小,但对于某一特定的刮板输送机,究竟需要多大的拉紧力才满足要求,需要进行专门的计算。为了保证刮板输送机能够正常工作,必须使刮板输送机的链条张力在不同的负载工作条件下保持在一定的范围之内。从刮板输送机的实际运行工况来看,其负载并不是恒定不变的,链条张力在输送机运行过程中呈线性分布。为保证输送机的正常工作,必须保证圆环链与链轮的正常啮合,防止链条在奔离点堆集或悬垂过大而引起链条的冲击及振动,这时就要求对输送链进行预张紧。预紧力的选定最佳值是使链条在奔离点处的张力F≥0。2按张力公式的方法计算fv刮板链条在牵引力的作用下产生弹性伸长。对于综采工作面,链条的微元伸长量与其张力、微元长度、链条弹性模量E、刮板链的横截面积A等诸量之间的关系服从虎克定律。输送机在额定负载下工作,链条总弹性伸长量ΔL可以用下式表达式中i——刮板链条数S(x)——链条在点x处的张力值L——刮板输送机总长度F0(x)——输送机上链在x处的张力值Fu(x)——输送机下链在x处的张力值F02——输送机上链与机尾分离点的张力值C0——输送机上链的阻力系数Cu——输送机下链的阻力系数μ——输送机链条的摩擦系数α——刮板输送机的弯曲角Fu2——输送机下链与机头分离点的张力F′0(L)——输送机上链阻力值F′u(L)——输送机下链阻力值伸长量ΔL会导致链条悬松、堆积,甚至使链条扭结产生运行故障,为此必须拆除伸长量ΔL,或使输送机伸长ΔL/2,这2种办法与整个刮板链条上分布一恒定预紧力FV并产生相同的变形量ΔL是同样的效果。由ΔL=2LiEAFV得到刮板链条在额定负载下工作所需的预紧力FV=12μαL[(F′0(L)+F′u(L))-(C0L+CuL)]对于平直输送机刮板链条所需预紧力是上式当α→0时的极限值式中F01——输送机上链与机头啮合点的张力Fu1——输送机下链与机尾啮合点的张力由上式可以看出,对于平直输送机刮板链条所需预紧力为输送机刮板链条上4个特殊点张力的算术平均值。3刮板链条所需预紧力大小分布不等输送机驱动装置的布置不同,刮板链运行阻力的大小和分布是不一样的,因而刮板链条所需预紧力大小也是不等的。下面分析几种不同驱动方式时的刮板链条预紧力的计算。(1)仅在机器顶部安装驱动程序设备时FV=(C0+CueμαL)(eμαL-1)-μαL(C0+Cu)2(μα)2LFV=C0L+3CuL4(2)在仅在设备后部安装驱动程序设备时FV=(C0eμαL+Cu)(eμαL-1)-μαL(C0+Cu)2(μα)2LFV=3C0L+CuL4(3)在每个机的背面安装驱动装置，以克服上下链阻力FV=(C0+Cu)(eμαL-1)-μαL(C0+Cu)2(μα)2LFV=C0L+CuL4(4)在整个机枪的背面安装相同的功率输出装置FV=2(C0eμαL+Cu)(eμαL-1)-μαL(C0+Cu)(eμαL+1)2(μα)2L(eμαL+1)FV=C0L2(5)刮板链条预紧力的确定FV=3(C0eμαL+Cu)(eμαL-1)-μαL(C0+Cu)(2eμαL+1)2(μα)2L(2eμαL+1)FV=5C0L-CuL12通过上面的公式计算可以看出,无论是平直铺设的或是弯曲工作的输送机,第(3)种布置的输送机刮板链条所需预紧力最小,而第(2)种布置最大,还可以看出输送机弯曲时比平直状态所需的刮板链条预紧力要大。如果输送机刮板链条按额定负荷预紧,当在欠负荷或空载工作时,链条张力不再按欠负荷或空载分布,在每个位置上要附加一个力差ΔFV,对于平直输送机其值为额定负荷预紧力与欠负荷或空载时所需预紧力之差,对于弯曲输送机该力差为链条运行中的位置函数。这里必须指出的是,大的预紧力虽然相应地提高了链条负荷能力,但会缩短链条使用寿命,增加功率消耗,降低链条与链轮间传动效率。如果链条预紧力能根据负荷自动调节,那么无论何种负载出现,ΔFV总是等于零,那是最理想的。经过预紧的刮板链条,在输送机运转前链条中得到并保留均匀的预紧力FV及总弹性伸长量ΔL。在负荷下运转时,链条张力及变形随负荷重新分布。4拉紧链条预紧力fv刮板输送机在运转前要进行紧链,目的是在链条中得到并保留规定的预紧力FV,保证输送机正常工作。目前紧链通常是在机头(B处)进行,见图l,将上刮板链在距机头链轮2～3m处(A处),用阻链器锚固,然后通过电机或液压马达向上转动机头链轮至一定的牵引力后,由闸盘或其他制动装置制动住机头链轮,拆除多余的松弛链条并用接链环再接好刮板链。紧链时拉紧链条要克服上下刮板链运行阻力。阻链器锚固力F=2(μα)2LFv+μαL(ˉC0+ˉCu)-(ˉCeμαL+ˉCu)(eμαL-1)μα(e2μαL-1)F=FV-3ˉC0+ˉCu4L紧链拉力式中ˉC0——输送机上链紧链反向运行单位长度阻力ˉCu——输送机下链紧链反向运行单位长度阻力当去除制动、锚固装置后,链条中便得到并保留所需的均匀分布的预紧力FV。见图2,当有伸缩机尾紧链时,机头链轮承受的锚固链条的力F=2[μαLFV+CuLeμαL-1-Cuμα]F=2FV-CuL机尾链轮移动紧链拉力Τ=FeμαL+2Cuμα(eμαL-1)Τ=2FV+