铲运机轮辋优化改进.pdf

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1、2016年8月中国矿山工程第45卷第4期ChinaMineEngineering·91·铲运机轮辋优化改进Optimizationandimprovementofscraperwheelrimy-Jl1邦，裴德军(云南金诚信矿业管理有限公司会泽项目部，云南会泽654200)摘要：随着国内矿山开采的发展，铲运机的应用越来越广泛，但是轮辋弹性锁圈伤人事故时有发生。本文主要针对“轮辋弹性锁圈伤人事故”进行原因分析和结构优化，并对该结构进行强度校核，经过优化的结构能满足强度要求，能有效地防止该类伤害事故的发生。关键词：铲运机；轮辋；弹性锁圈；强度计算Abstract：Withthedevelopme

2、ntofminingtechniqueatdomestic，scraperhasbeenwidelyusedinminingoperation，buttheaccidentscausedbyelasticlockring0ftenhappened．Inthearticlethereasonofthisproblemwasanalyzedandthestructurewasoptimized．Thestructurestrengthwaschecked，anditcouldmeetthestrengthrequirements，andcouldeffectivelypreventthehapp

3、eningofaccidents．Keywords：scraper；wheelrim；elasticlockring；strengthcalculationl前言地下铲运机是矿山无轨化采掘作业的主要生产设备，它具有高效、灵活、机动、多用和生产费用低等优点，在国外工程中得到广泛应用。我国自20世纪70年代中期开始，从国外引进矿用铲运机，并进行自行研发，经过40年的实践和探索，已经形成了我国矿用铲运机产品系列，广泛应用到矿山生产中，为国民经济建设发挥了重要作用。但在使用过程中，因为铲运机自身设计缺陷以及操作不规范等原因，常常发生机械伤害事故，其中轮辋弹簧锁圈就是主要肇事机构之一，因此对锁圈机构进

4、行优化，杜绝该机构伤害事故的发生具有重大意义。2存在的问题轮辋弹簧锁圈伤害事故发生的原因，主要有以下几个方面。(1)在铲运机使用过程中，轮胎属于易损件，时常进行更换，一旦轮胎损伤漏气压瘪，容易造成轮辋弹簧锁圈变形，给装配带来困难，致使装配达不到设计的安装精度要求。(2)工人在装配时全凭肉眼判断锁圈变形程度，决定是否可以继续使用，存在客观上的判断失误问题。(3)根据操作手册规定，轮胎更换后充气时，为了使锁圈完全卡到挡圈与轮辋之间圈槽内，要边充气边敲打锁圈，存在必然的安全隐患。(4)如锁圈变形严重，难以完全卡到圈槽之中时，存在两大重要安全隐患：其一轮胎充气时，随着气压的上升，会发生锁圈弹出致人伤

5、害事故，而且往往是恶性事第4期尹川邦等：铲运机轮辋优化改进·93·所示。【(÷18．376~x600)]／丧圳4．2预紧力与焊接强度的关系验证在安装螺纹接杆的时候，接杆在安装时受到螺栓预紧力的作用最大扭矩T=0．6kN·m，焊缝直径d=(d一d2)=36—25=11mm；实际测量k≥6mm，查图7受力简化示意图机械设计手册知许用切应力[．r]=140MPa。接杆压板受到剪切力F=一F推⋯受力如图5。压板受到的弯矩M=F推⋯×LM=0．09×41000=3690N·nl：(7)3E1查机械手册知：Q235的E为200000MPa，，=÷。，则：。：—坚：0．83mm⋯，3X2×10X60×10

6、暇校核公式：≤W图5搔杆受力分析图：：：4．4MPa当螺纹连接杆焊缝承受扭矩时，强度条件式为：W0．83X10一。查表知Q235[]=235MPa，得or≤[]，所以压板≤[](6)在受到F⋯冲击力的时候不会发生弯矩变形，满足。=0,rr00110006_3I24MPa刚度要求。．7．×．～一4．4轮辋受力分析所以r<[]，焊缝满足强度条件。在安装的过程轮辋优化改进如图8中不会被预紧力矩拧断。4．3压板受力平衡分析受力分析如图6所示。轮减边挡圈上图8轮辋优化改进结构示惫图为了分析作用于轮辋上的气压，如图9所示，与轮稠螺栓连授坚固将挡圈、轮辋及锁圈作为一个整体与轮胎及轮辋脱图6受力分析示意图离

7、。胎内气压作用于挡圈上的力，在轴向的分力应如图6所示，压块和轮边行星减速器接触点二与轮辋的反力P相平衡。力构成平衡力，二力相互抵消合力为零，该点仅作为轮辋局部截面所受气压如图10所示，胎内气压压板的支撑点。该压板主要受到螺栓预紧力的作作用的等效面积为：用，当挡圈弹出时受到极限压力F⋯，对板产生弯矩Js，Po=作用。当压板受到推力时，该结构可以简化为图7·94·中国矿山工程2016年(第45卷)该结构能承受的最