单绳缠绕式提升机销轴的优化分析.pdf

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1、单绳缠绕式提升机销轴的优化分析田启玲于岩孟凡博王德堂于筱颖山东科技大学机械电子工程学院青岛266590摘要:针对单绳提升机系统的特点,提出了一种新型单绳提升机动态载荷监测方法,介绍了其结构特点及优缺点,并对结构中的销轴进行强度验算以及在AnsysWorkbench13.0软件中进行有限元分析,为研究单绳提升机动态载荷监测提供了更多的理论依据和方法。关键词:单绳缠绕式提升机;销轴;有限元分析中图分类号:TD534文献标识码:A文章编号:1001—0785(2014)11—0046—04Abstra

2、ct:Inviewofcharacteristicsofsingle—ropewindingelevatorsystem,thepaperputsforwardanew—typedynam—icloadingmonitoringmethodforthesingle—ropewindingelevator,introducesthestructuralfeatures,advantagesanddisad—vantages,anddescribesthestrengthcheckingcalcul

3、ationforpinrollandthefiniteelementanalysisinAnsysWorkbench13.0,providingtheoreticalfoundationandmethodfordynamicloadingmonitoringofthesingle—ropeelevator.Keywords:single·ropewindingelevator;pinroll;finiteelementanalysis器之间连接件底端销轴上所加测力传感器的输出O引言值大小来得到提

4、升机动态载荷的大小。连接件与矿井提升设备担负着沿井筒提升煤炭(或矿提升容器的连接图如图1所示。石)、矸石、运送材料、升降人员和设备等任务,是矿山运输的咽喉、井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽。因此,矿井提升设备在整个矿山生产中占有极其重要的地位。由于多绳摩擦式提升机相对于单绳缠绕式提升机存在多根钢丝绳在悬挂、更换、调整、维护检修等工作比较复杂,当一根钢丝绳损坏时需要更换所有的钢丝绳,而且绳长不能调节,故不适应多水平提升,也不适应凿井等缺点,我国的许多矿井在今后相当长的一段时间内仍将使用单绳缠

5、绕式提升机。矿井提升的主要技术性能指标是提升载荷,提升机一旦图1连接件与提升容器的连接图超载,将严重影响其正常运行,甚至造成严重的事故,因此,对提升机的提升载荷、运行状态等该方法是在连接件与提升容器之间的连接销的监测研究至关重要。轴的两侧加装测力传感器,将传感器套在销轴上,1载荷监测方法与两侧槽钢紧接,销轴端部用螺钉固定。该结构是在保证原提升机系统结构不变的基础上,仅将针对提升机系统中钢丝绳与提升容器之间唯连接件与提升容器之间的连接销轴加长,即可达一连接件处受力集中,易于反映钢丝绳的张力值,到监

6、测提升机动态载荷的目的。此时提升机系统亦即提升机载荷大小的特点,提出一种新型单绳所受的拉力均匀作用于销轴上,作用反力反映到提升机载荷监测方法,通过测量钢丝绳与提升容山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目(2012BSB01383)、高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20103718120004)一46一《起重运输机械》2014(11)与槽钢紧密接触的传感器上。结构如图2所示。、、一,,n啐b图3销轴简化为简支梁受力图\\\\、士=}I\ilT。一‘。\==:\、\q=5-=61.54k

7、N/m(3)0l-5式中:f为销轴与连接件的接触长度,m。1.连接件2、6.外加传感器3.销轴4、5.槽钢由于销轴上的载荷和支持反力相对于跨度中图2销轴两侧加传感器图点对称,故可求出作用于两侧传感器中心处的支反力为本结构的优点是能保证原有的提升系统结构FF=Fb=÷=60kN(4)不变,将提升机受力集中点转移到连接件与提升二容器之间的连接销轴上,从而由销轴两侧的测力式中:F为左侧传感器所受支持反力,N;传感器得到钢丝绳张力,即可测量出提升机的动为右侧传感器所受支持反力,N。1)剪力计算态载荷,安

8、装方便,精度高,安全可靠。但是本结构中需重新加工符合要求的销轴,销轴的承载由于是均布载荷,剪力大小不能用同一方程式来表示,应分段考虑。以左侧传感器的中心为能力需要重新分析,并进行强度校核。坐标原点,根据剪力的计算方法和符号,求得各2销轴的强度校核段剪力方程。剪力大小为结构销轴材质为45钢,在单绳提升机系统中,F=60kN[0,0.56]为固定心轴,考虑起动、停车等的影响,弯矩在F:{F一q(一0.56)(0.56,2.51)(5)轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力,L—Fh=一60kN(2

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