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礦用提升機(jī)鋼絲繩換繩車同步齒輪特性分析（1）

時間：2024-07-26 14:41:30  點擊數(shù)：

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。