提升機雙鏈輪同步性分析及改進方法

摘要：本文對提升機雙鏈輪結(jié)構(gòu)進行了分析，根據(jù)分析找出導(dǎo)致提升機鏈輪不同步導(dǎo)致卡死的主要癥結(jié)鏈輪機構(gòu)導(dǎo)向部位設(shè)計不合理出現(xiàn)跳齒、脫齒，運動不同步。文中還提出了改變導(dǎo)向裝置形式的改造方案，從根本上解決鏈輪同步性的問題。

關(guān)鍵詞：鏈輪；同步性；卡死；改進

1 鏈輪受力分析

1.1 鏈輪卡死原因分析

通過對卡死提升機鏈輪的檢查分析，發(fā)現(xiàn)本應(yīng)如魚鱗狀排列的鏈輪密封片出現(xiàn)了錯位的情況，當錯位的密封片到達轉(zhuǎn)向位置時，無法實現(xiàn)順利轉(zhuǎn)向，卡住鏈條，主動輪反饋到電機的壓力過大，使電機出現(xiàn)過載情況，造成提升機卡死停機。通過拆卸檢查發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)鏈輪密封片錯位的情況是由于密封片在運行過程中有左右擺動的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象后，次數(shù)多了鏈密封片會產(chǎn)生彈性形變，有一定程度的彎曲，彎曲后密封片擺動變得更劇烈，擺動劇烈使彎曲更大，形成了惡性循環(huán)，直至鏈密封片錯位，在轉(zhuǎn)向位置卡死。

導(dǎo)向塊位置示意圖

1主動鏈輪2上導(dǎo)向塊3下導(dǎo)向塊4鏈條5從動鏈輪

如上圖所示提升機由左右雙鏈輪結(jié)構(gòu)鏈條同步運動，實現(xiàn)提升帶的同步上升與運輸，雖然有張緊裝置來保證鏈條張緊程度，但是兩個鏈輪之間的距離較長，中間還需要轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向位置由塑料導(dǎo)向塊來導(dǎo)向，它能保證方向改變，卻無法保證左右兩根鏈條同步運動。這就導(dǎo)致鏈條出現(xiàn)跳齒、脫齒的現(xiàn)象，當一邊的鏈條出現(xiàn)跳齒、脫齒，就使左右兩根鏈條不同步，鏈密封片出現(xiàn)左右擺動，最終形成錯位卡死。

1.2 鏈條跳齒原因分析

要研究鏈條在工作過程中出現(xiàn)跳齒的原因，需要對兩側(cè)的兩根鏈條的張緊力進行計算。通過對電機（M105S）的查看，得知：

電機功率P=0.37kW，轉(zhuǎn)速ω=23r/s，功率因素cosφ=0.76。

鏈條有效圓周力

Fr=1000P/（vkη）（式1）

其中電機功率P=0.37Kw，鏈條速度差vk=rω rωcosφ，鏈輪半徑r=75mm，傳動效率η=0.96

計算得出鏈條有效圓周力Fr=930N。

離心力引起的張力

Fc=qv2（式2）

其中滿負荷時由于煙條集中在右邊，所以

左邊鏈條負載的質(zhì)量q1=1kg/m

右邊鏈條負載的質(zhì)量qr=3kg/m，鏈輪圓周速度為v=2πωr=10.8m/s

計算得出左邊鏈條離心力引起的張力：Fcl=116.64N

右邊鏈條離心力引起的張力：Fcr=349.92N

松邊垂度引起的張力

Ff=V=9.88f=9.8Kfqa（式3）

其中q為鏈條負載質(zhì)量，鏈條的中心矩a=1.365m，f為鏈條的垂懸度，Kf為系數(shù)，δ為兩輪中心連線對水平線的夾角，該鏈條處于垂直狀態(tài)，Kf=1。

計算得出左邊鏈條松邊垂度引起的張力：Ffl=13.4N

右邊鏈條松邊垂度引起的張力：Ffr=40.1N

最終算出鏈條的工作邊（緊邊）張緊力分別為：

左邊鏈條緊邊張緊力：Fl=Fr+Fcl+Ffl=1060N（式4）

右邊鏈條緊邊張緊力：Fr=Fr+Fcl+Ffr=1320N（式5）

由于左右兩邊的鏈條工作邊張緊力不同，造成了鏈條的單側(cè)跳齒，而緊邊的轉(zhuǎn)向支撐靠一塊塑料的轉(zhuǎn)向塊來實現(xiàn)，而塑料轉(zhuǎn)向塊又存在一定的缺陷，所以造成單側(cè)跳齒及塑料防塵片卡死等嚴重的問題。

2 改進方案

提升機卡死的根本原因是鏈傳動系統(tǒng)的四個導(dǎo)向塊磨損不均勻。要解決導(dǎo)向塊磨損不均的問題，就需要改變導(dǎo)向裝置的形式。

導(dǎo)向塊位于提升機內(nèi)部，定期更換時需要將整個提升機拆卸，極為不便。若選用材質(zhì)更硬的導(dǎo)向塊，可能對鏈條造成磨損。最終考慮改變導(dǎo)向裝置的形式，使得鏈條與導(dǎo)向裝置之間基本不存在滑動摩擦。

在查閱相關(guān)資料后，設(shè)計底座，在長110mm，寬90mm的底座上加工三個M8的螺紋通孔，用于將底座安裝于設(shè)備上。加工一個底座直徑32mm，軸直徑25mm的臺階遞進軸用于與鏈輪連接。

在考慮原有空間的限制后，最終選用分度圓直徑d=90mm的鏈輪，配合使用內(nèi)徑為25mm，外徑為47mm，厚為12的深溝球軸承6005Z，軸承直接固定于支座上，鏈輪可以在軸承的作用下自由轉(zhuǎn)動。

3 改進效果

在改進后提升機雙鏈輪同步性得到有效提升，不再出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，有序完成對同步提升的任務(wù)，由原設(shè)計的頻繁卡死進行維修更換變?yōu)橹恍瓒ㄆ谶M行維護即可。

參考文獻：

[1]聞邦椿.“機械設(shè)計手冊”機械工業(yè)出版社.20101（5）.

[2]鐘毅芳，等.“機械設(shè)計”華中科技大學出版社.20012（2）.

作者簡介：楊雪蓉（1988），云南大理人。