浮動(dòng)支承式驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

【摘要】介紹了浮動(dòng)支承式驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)，采用傳統(tǒng)力學(xué)方法對(duì)浮動(dòng)支撐裝置的銷軸進(jìn)行受力分析，為該類型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論計(jì)算和設(shè)計(jì)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】驅(qū)動(dòng)裝置；浮動(dòng)支承

前言

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)基礎(chǔ)能源的需求越來越大，連續(xù)工藝和及半連續(xù)開采工藝系統(tǒng)在近幾年得到了迅速發(fā)展，斗輪挖掘機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、移置式膠帶機(jī)、排土機(jī)、堆取料機(jī)等設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，而驅(qū)動(dòng)裝置作為帶式輸送機(jī)的動(dòng)力來源在這些設(shè)備中的合理應(yīng)用至關(guān)重要。

1、驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)

驅(qū)動(dòng)裝置是帶式輸送機(jī)的動(dòng)力來源，而帶式輸送機(jī)是露天開采設(shè)備上物料轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵部件，一般驅(qū)動(dòng)裝置都是將電動(dòng)機(jī)和減速器等用螺栓固定在驅(qū)動(dòng)機(jī)架上，驅(qū)動(dòng)機(jī)架用螺栓固定在安裝基礎(chǔ)上，這樣對(duì)傳動(dòng)滾筒及驅(qū)動(dòng)裝置的安裝精度要求比較高，要保證傳動(dòng)滾筒軸與驅(qū)動(dòng)裝置減速器輸出軸的同軸度及直線度等要求，給安裝帶來困難，同時(shí)對(duì)于經(jīng)常移設(shè)的設(shè)備，采用地腳螺栓固定，安裝調(diào)整周期比較長，生產(chǎn)效率低下。浮動(dòng)支承式驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)、液力偶合器、制動(dòng)器、減速器、驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)架和浮動(dòng)支承底座組成，整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)架上，通過銷軸連接在平臺(tái)上，浮動(dòng)支承式驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。該驅(qū)動(dòng)裝置與傳動(dòng)滾筒采用鎖緊盤聯(lián)接。不同角度的帶式輸送機(jī)通過浮動(dòng)支承銷軸的調(diào)整，保證減速器處于水平位置，有利于減速器、偶合器等潤滑油面處于水平狀態(tài)，同時(shí)由于浮動(dòng)支承為銷軸連接，可減少減速器的附加力矩，延長驅(qū)動(dòng)裝置壽命。

2、浮動(dòng)支承的優(yōu)點(diǎn)

（1）降低了驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)，由于浮動(dòng)支承驅(qū)動(dòng)裝置與設(shè)備不是剛性聯(lián)接，膠帶張力的變化及制造安裝誤差所振動(dòng)，不會(huì)直接傳遞到基礎(chǔ)上，從而在一定程度上降低了驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)。

（2）降低了對(duì)安裝工藝精度的要求，縮短安裝時(shí)間，浮動(dòng)單點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)中傳動(dòng)滾筒的傳動(dòng)軸直接與減速器低速輸出齒輪套裝在一起，這種結(jié)構(gòu)解決了滾筒傳動(dòng)軸和減速器低速軸之間的不同軸問題，保證了兩軸之間的直線度及同軸度要求，從而降低了安裝調(diào)整的精度要求，提高了安裝速度。

（3）降低了對(duì)安裝基礎(chǔ)的尺寸精度要求，浮動(dòng)支承驅(qū)動(dòng)裝置單點(diǎn)支承的基礎(chǔ)面積比非一般的驅(qū)動(dòng)裝置基礎(chǔ)面積小，傳動(dòng)滾筒的傳動(dòng)軸直接與減速器低速輸出齒輪套裝在一起，傳動(dòng)滾筒軸承座基礎(chǔ)和驅(qū)動(dòng)裝置基礎(chǔ)的高度誤差對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)精度沒有影響，降低了基礎(chǔ)相對(duì)高度的尺寸精度要求。

（4）去掉了驅(qū)動(dòng)裝置低速軸的聯(lián)軸器，由低速軸聯(lián)軸器制造、安裝誤差所引起的傳動(dòng)滾筒軸和減速器低速軸的附加力大大降低，提高了驅(qū)動(dòng)裝置功率的傳遞效率。

3、浮動(dòng)支承點(diǎn)位置的確定

浮動(dòng)支承點(diǎn)理想位置就是在驅(qū)動(dòng)裝置正常工作狀態(tài)下，支承點(diǎn)的位置使傳動(dòng)滾筒與驅(qū)動(dòng)裝置相連接的懸臂軸除自重外，只承受驅(qū)動(dòng)裝置傳遞的扭矩作用而不承受任何其它任何外力，此時(shí)浮動(dòng)支承點(diǎn)所受力最小。驅(qū)動(dòng)裝置受力簡圖如圖2所示，A點(diǎn)為減速器輸出軸點(diǎn)，B點(diǎn)為浮動(dòng)支承支承點(diǎn)。

減速器重量：G1=900kg

驅(qū)動(dòng)機(jī)架重量：G2=700kg

偶合器及制動(dòng)器重量：G3=280kg

電機(jī)重量：G4=1150kg

傳遞扭矩：M=12300N.m

由受力平衡條件：，即

YA=YB=G1+G2+G3+G4

由YA=0，得YB=29694N（方向向上）

又，

得L=0.755m

4、浮動(dòng)支承支反力的確定

（1）由上可知，在理想工作狀態(tài)下YB=29694N

（2）考慮到運(yùn)行時(shí)瞬時(shí)啟動(dòng)傳動(dòng)滾筒對(duì)減速器輸出軸力矩比較大， 則 式中：k為啟動(dòng)系數(shù)

得Y'B=21559N

（3）非工作狀態(tài)時(shí)，此時(shí)M=0，傳動(dòng)滾筒軸也將承擔(dān)部分力，則由平衡條件，，得Y\"B=45996N，可考慮設(shè)置輔助支承。

5、浮動(dòng)支承銷軸的強(qiáng)度計(jì)算

浮動(dòng)支承銷軸所受支反力最大值YBmax=45996N，銷軸與浮動(dòng)支承支座均采用鋼結(jié)構(gòu)材料，銷軸與支承支座孔之間接觸表面受擠壓，在上下支座聯(lián)接接合處銷軸受剪切力，所以銷軸從這兩方面校核。

銷軸擠壓強(qiáng)度校核：

銷軸剪切強(qiáng)度校核：

式中：Lmin—銷軸擠壓面的長度，mm；

—銷軸許用擠壓應(yīng)力，；

d—銷軸直徑，mm；

—銷軸許用許用切應(yīng)力，

以上計(jì)算結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)要求。

6、結(jié)論

在現(xiàn)代露天礦開采設(shè)備中，將驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)成浮動(dòng)支承結(jié)構(gòu)，通過銷軸聯(lián)接，該結(jié)構(gòu)簡單緊湊，功率傳遞效率高，安裝維修方便，移動(dòng)拆卸靈活，能降低安裝精度及安裝基礎(chǔ)精度的要求，能很好地滿足設(shè)備設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

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