差动开闭四绳抓斗系统

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1、差动开闭四绳抓斗系统一、引言抓斗作为搬运散料的吊具，在车站、港口、冶金工厂、水利、电站等都有广泛的应用。抓斗的类型很多，按照驱动抓斗频板摆转开闭的方式可分为自带动力式抓斗、绳索抓斗和不自带动力非绳索抓斗三种。其中绳索式抓斗的频板开闭是利用起重机上起升机构的钢绳索来驱动抓斗内部部件达到的，具有结构简单、自重较小、制造成本较低、工作效率较高的特点，应用最为广泛，冃前在绳索式抓斗最常用的是四绳抓斗。四绳抓斗有以下四部分组成：安装着上滑轮组的上承梁、安装着下滑轮组的下承梁、斗体（频板）和连杆，上承梁、下承梁、斗体和连杆之间通过较轴连接。从起重机垂下的起升支持绳与上

2、承梁相连接，开闭绳穿过上承梁的孔道绕入分别安装在上、下承梁的滑轮组，形成减速增力滑轮组，可使上、下承梁之间的闭合力数倍于起升机构钢丝绳的拉力，同时起到降低频板开闭速度的作用。由于四绳抓斗系统传动、控制系统存在固有缺陷，使其不可避免的存在以下缺点：1.由于支持与闭合机构之间没有固定的联系，抓斗工作的开闭、起升协调主要靠司机的熟练程度，在抓斗工作时司机劳动强度大，容易疲劳，易产生误操作。2.在抓斗沉抓之后，起升的瞬间，司机稍有疏忽会造成闭合电动机单独受力，闭合电动机容易过载，甚至烧毁。3.抓斗上升和下降极限位置不易控制，下降时抓斗易与料堆强烈碰撞。1.打开、闭

3、合抓斗时，开度控制靠司机的熟练程度，准确性不易掌握，开度小时，影响抓斗的工作量，开度过大时，下降时抓斗易与料堆碰撞时闭合绳容易从滑轮组中脱槽跳出，致使闭合绳过早的报废。2.抓斗穿钢丝绳时，司机和钳工协调困难，极易出现工伤事故。3.为实现合适的抓斗工况，司机经常点动操作或打回车，电器元件或电动机经常处于过渡过程，降低了电器元件的使用寿命。4.对于需在渣浆池捞渣作业的四绳抓斗，由于其开闭钢丝绳、滑轮组经常浸泡在浆液中，钢丝绳、滑轮组轴承的润滑状态不能维持,产生磨损、腐蚀是必然的，进一部发展就会引发事故或故障，导致设备作业率降低、维修工作量、消耗增大。炼铁部两座

4、高炉都采用水冲渣处理系统，水渣到冲渣池后，通过抓斗天车捞渣、装车，抓斗天车为24小时工作制。在使用过程中，上述问题均有出现，但最突出的影响主要体现在以下两方面：一是开闭钢丝绳使用寿命短，平均更换周期在20天左右；二是上、下滑轮组轴承损坏频繁，平均使用寿命在25天左右。是造成工人劳动强度加大和维修成本增加的主要因素。二、直连开闭抓斗的试用：为了提高开闭钢丝绳和上、下滑轮组轴承的使用寿命，我们试用了直连开闭抓斗，直连开闭抓斗（如图一所示）就是拆除上、下承梁上安装的滑轮组，在上承梁上开一圆孔，拉杆穿过圆孔连接在下承梁上，开闭绳直接连在拉杆的上端。捞渣作业时，天车

5、司机操作方法不变,升降绳和开闭绳同向运动时，抓斗升或降；开闭绳单独运动时,抓斗开或闭。图一直连戎四黝斗K头部L连杆3.橫梁氣斗部5.拉杆试用效果：直连抓斗达到了预期的口的:一是取消滑轮组杜绝了滑轮组的频繁更换;二是开闭钢丝绳不需进入水中,寿命大大延长。但是由于取消滑轮组导致抓斗开闭速度成倍增加，乂带來了新的问题:在渣池中抓渣时，抓斗闭合速度过快，频板推动水快速流动，部分渣随水流又从抓斗上部溢出，明显降低了工作效率；在装车吋，开斗速度过快，大量水渣集中下落，对运输车辆造成强烈冲击。因此此方法仅试用了20余天就又恢复了常规四绳抓斗使用。三、差动开闭四绳抓斗为了

6、解决开闭钢丝绳使用寿命短和上、下滑轮组轴承损坏频繁的问题，在后续的使用中，又实施了滑轮组轴承密封改进、滑轮组轴承改为滑动轴承、钢丝绳改用镀锌钢丝绳等改进措施，但效果都不明显。最终的改造方案还是回到了使用直连式四绳抓斗，但前提条件是抓斗开闭的速度降下來，即开闭卷筒要具有高低两种速度输出，高速用于抓斗升降，低速用于抓斗开闭。实现多速输出的方法有：变频器多速控制输出、齿轮变速机构、差速器等，综合考虑可靠性、可维修性、易于操作和调整等方面因素,选择使用差速器来实现开闭卷筒的双速输出。图二：普齿轮差速器示意图差速器是一种能使旋转运动自一根轴传至两根轴，并使后者相互间

7、能以不同转速旋转的差动机构，反之，两种不同转速旋转通过差速器，也可以得到合成后的转速，改变任意一个输入的旋转速度，就可改变输岀的转速。图二为普通圆锥齿轮差速器示意图，当给圆锥齿轮1、4输入不同的旋转速度col、CO2吋根据运动分析可得：心轴3的旋转速度为：coO=（31+0）2）/2当col二0时，co0=co2/2,同样当co2=0时，coO二col/2,这样通过输入不同的col、（02,就可以得到需要的不同的0）0的转速输出，差动开闭四细抓斗就是利用斧速器的特性来实现开闭卷筒输出不同转速的。图三:抓斗碗构示青图h电机2.开间務肓人細■卷简4、城速机5、

8、齡6、濮7.圆雜齿轮■8、行屋IB雜齿轮9、圆雄齿轮10.电机11