滚子链在GP460/150型给料破碎机上的应用姜翎燕(煤炭科学研究总院太原分院,山西省太原市,030006)传动链的不同使用特点,为以后滚子链的选型设计提供了。
给料破碎机是煤矿井下短壁机械化采煤作业中连续采煤机后配套运输的关键设备之一。它与连续采煤机、锚杆钻车、运煤车(或梭车)和带式输送机配套使用,实现落煤、装煤、支护、破碎及运煤的机械化作业。它主要由机架、料斗、输送部、破碎部、行走部、润滑系统、液控系统和喷雾系统等组成,具有行走、破碎、运输的功能,是机、电、液一体化的设备。GP460/150型给料破碎机有三处使用了套筒滚子链,一处用作输送链、两处用作传动链,从现场使用情况看,从选型到设计计算都很好地满足了整台设备的要求。
一、滚子链用作输送链给料破碎机的输送系统实际上就是一台短的平直刮板输送机,如所示,煤矿井下刮板输送机多采用矿用高强度圆环链作为牵引构件,这种链条允许链环在各个方向相互转动,适用于有垂直和水平弯曲等多方向弯曲要求的综采工作面的运输。但是,在链轮齿数一定时,啮合圆环链的链轮直径较大,产生的动力载荷和冲击也较大,降低了短距离直线运输的平稳性,而给料破碎机对输送系统的平稳性和在巷道内的通过性要求较高。为满足给料破碎机对输送系统的特殊要求,减小机器的振动和外形尺寸,我们选用套筒滚子链作为给料破碎机输送系统的牵引构件。
输送系统1一液压马达;2―减速器;3―传动链;4一机头链轮组件;5―刮板链;6张紧油缸;7机尾链轮组件1.输送链的选型选用48AGB/T1243滚子链,边双链型式。
2.链条静强度计算对于刮板机来说,要求链条安全系数:高效、安全、洁净、结构优化,实现煤炭工业的可持续发展Sp―链条破断拉力;i――刮板链条的股数;S――最大输送功率施加给刮板链的最大牵引力。
对于单机头驱动的刮板输送机7――传动效率;V――刮板链速。
由于给料破碎机冲击载荷较大,为获得可靠的过载保护和抗冲击能力,运输机构采用马达+减速器+链传动的驱动型式,其中泵站电机功率75kW,液压系统效率0.6,所以给料破碎机最大输送功率= 0.6=45kW;减速器效率为0.98,链传动效率为0.95;刮板链速为0463m/s.由式(2)得出最大输送功率施加给刮板链的最大牵引力为90.5kN,48A滚子链抗拉载荷为500kN,代人式(1),得所以,48A滚子链满足静强度要求。
虽然采用的GB/T1243短节距精密滚子链多用作传动链,但链轮不能按传动链轮设计,仍需按照标准长节距输送链轮来设计,主要区别在于齿槽形状不同,传动链轮齿形遵循GB/T1243,输送链轮齿形遵循GB/T8350.以48A滚子链轮为例,如、所示,输送链轮要有齿沟中心分离量及齿沟端面倒角,齿沟中心分离量Smn=0.04p(非机加工齿链轮),Smn=008p(机加工齿链轮),齿沟端面倒角的作用是使煤粉易于从齿槽内排出,避免物料堆积,造成跳链。
滚子链在GP460/150型给料破碎机上的应用传动链轮4.预紧力和紧链力的计算预紧力是输送链的重要参数,预紧力太小时,松弛的链条会堆在机头链轮下,导致跳链或别卡;预紧力太大时,会加速链轮、链条、刮板和链道的磨损,也将导致输送机驱动功率的增加。所以,保持链条的正确预紧力是非常重要的,可确保输送机无故障运行,延长链条、链轮和其他输送机部件的使用寿命。
给料破碎机是一台只在机头部安装驱动装置的平直输送机,根据虎克定律推导得出链条预紧力q――给料破碎机每米货载重g= =3~6X0°463 q刮板链每米长重,g /,――刮板链在溜槽中移动阻力系数,/,L――输送长度,L=9m;/3――运输倾角,/ 569kg,将其带人公式(3),得出链条预紧力F给料破碎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F,保证输送机构正常工作。给料破碎机是通过机尾的张紧油缸伸缩机尾链轮轴来达到紧链目地的。张紧油缸的推力,即紧链力为:实践证明,GP460/150型给料破碎机采用48AGB/H243滚子链作为牵引构件,满足了短距离运输的要求。
通过此次的选型计算和现场使用情况,总结出滚子链作为输送链具有以下特点:1)滚子链作为输送链适用于短距离、无水平弯曲的直线运输。
高效、安全、洁净、结构优化,实现煤炭工业的可持续发展2)套筒滚子链与链轮啮合齿数比圆环链与链轮啮合齿数多,所以啮合状况好,运转平稳。从链速不均匀系数K可以看出,链轮的齿数越多,链条运行越平稳。例如,与驱动功率为40kW的40t刮板输送机比较,我们选用48AGB/T1243滚子链,链轮齿数为10,链速不均匀系数K=0.05;40t刮板输送机驱动链轮齿数为7,链速不均匀系数K=0.1.也就是说,使用套筒滚子链的刮板链其工作稳定性提高了一倍。
3)滚子链高度低,链轮小,可降低机头高度。例如,48A滚子链,链条高度72.39mm,链轮10齿,节圆直径246.59mm;而与48A滚子链具有类似抗拉强度的24X86C级圆环链的高度是79mm,7齿链轮的节圆直径为387.26.所以,机头高度可降低36%.二、滚子链用作传动链链传动是属于具有中间挠性件的啮合传动,它兼有齿轮传动和带传动的一些特点。与齿轮传动相比,链传动的制造和安装精度要求较低;链轮齿受力情况较好,承载能力较大;有一定的缓冲和减振性能;中心距可以大一些而结构轻便。与摩擦型带传动相比,链传动的平均传动比准确;传动效率稍高;链条对轴的拉力较小;同样使用条件下,结构尺寸更为紧凑;此外,链条的磨损伸长比较缓慢,张紧调节工作量较小,并且能在恶劣环境条件下工作。链传动的主要缺点是:不能保持瞬时传动比恒定;工作时有噪声;磨损后易发生跳齿;不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。
根据链传动的特点及给料破碎机的设计要求,确定输送传动和破碎传动都采用链传动。
输送传动链选用40A―1X42GB/T1243滚子链,通过转动顶丝移动减速器,调节传动中心距,达到紧链的目的。张紧程度可通过测量松边垂度判定,合适的松边垂度推荐为链条的静强度安全系数Fc――离心力引起的拉力N;当w<4m/s时,可忽略不计;56GB/T1243滚子链,靠增设的张紧轮张紧,合适的松边垂度推荐为链条的静强度安全系数滚子链在GP460450型给料破碎机上的应用Fc――离心力引起的拉力(N),当V<4m/sB寸,尺可忽略不计;从现场使用情况看,链条选型合理,满足使用要求。
1)由于链传动的安装精度要求较低,并且中心距可调,所以方便了整机的结构布置,拆装维护也很方便。
2)破碎部的冲击和振动比较大,链传动起到了缓冲和减振作用。
3)工作时噪音比较大,尤其是破碎传动,其主要原因是啮合过程中链环和链轮齿的冲击,冲击嗓音的大小与链子的整个动态性能和各种系统参数,如链条张力(张紧程度)、链速和节距等有关,另外,与安装质量也有关系,一般应使两轮轮宽的中心平面轴向位移误差,a,两链轮旋转平面间的夹角误差GP460/150型给料破碎机的研制成功,充分证明了无论是作为输送链还是传动链,套筒滚子链在给料破碎机上的应用都是成功的,因此也获得了许多宝贵的经验。随着采煤技术的不断提篼,需要开发更多更先进的设备,套筒滚子链在使用特性中具有的明显优势,使得它在煤矿设备中必将有着广阔的应用前景。