調(diào)車絞車鋼絲繩托輥裝置改進(jìn)研究

李傳軍 秦興 王剛

【摘 要】本文主要介紹了調(diào)車絞車鋼絲繩托輥裝置，調(diào)車絞車系統(tǒng)，托輥的受力分析等，闡述調(diào)車絞車鋼絲繩在生產(chǎn)使用中，托地磨損問題，原托輥裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，進(jìn)行了綱絲繩受力分析，提出了改造方案，成功地將托輥應(yīng)用在調(diào)車絞車上。解決了調(diào)車絞車鋼絲繩托地磨損問題，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】調(diào)車絞車；鋼絲繩托輥裝置；改進(jìn)研究

一、前言

調(diào)車絞車是選煤廠用來待裝鐵路的重要設(shè)備，也是選煤廠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的設(shè)備之一。其中，絞車的鋼絲繩是裝車系統(tǒng)中的重要組成部分，是牽引鐵路待裝的關(guān)鍵設(shè)施。其費(fèi)用約占選煤成本的40%。鋼絲繩的使用壽命直接關(guān)系到選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何延長鋼絲繩的使用壽命就顯得尤為重要。

二、調(diào)車絞車鋼絲繩托輥裝置

1.調(diào)車絞車系統(tǒng)

絞車電機(jī)貫穿耦合驅(qū)動減速器并通過主引擎的開齒輪驅(qū)動兩組驅(qū)動滑輪。開式齒輪一側(cè)的兩個傳動輪是一組，且繩輪的直徑，轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向相同。鋼絲繩平行纏繞在滑輪的U形槽中，鋼絲繩與滑輪槽之間的摩擦力用于拉動鐵牛運(yùn)輸列車。

滾筒是用于絞車系統(tǒng)的部件，用于提升牽引鋼絲繩，防止鋼絲繩因與鐵路枕木或地面摩擦而受損。它通常用于礦山，港口碼頭或發(fā)電廠，水泥廠等。有必要使用分流絞盤來拉鐵路貨車，并在露天戶外環(huán)境中裝載和卸載散裝散裝物料。圖1顯示了絞車系統(tǒng)中的托輥布局。圖2顯示了牽引繩和托輥的工作狀態(tài)。

1.轉(zhuǎn)向輪2.鐵路機(jī)車車皮3.托輥4.牽引鋼絲繩5.減速器6.裝車站7.張緊機(jī)構(gòu)

1.牽引鋼絲繩 2.滾筒

由于牽引繩索的布局很長，傳統(tǒng)的分流絞車分流滾輪通常不使用帶槽凹槽的滾筒，而是使用整體鑄鐵或鑄鋼圓柱滾筒滾筒（見圖3）。這種托輥的優(yōu)點(diǎn)是水平方向安裝精度不高，加工工藝相對簡單。缺點(diǎn)是輥?zhàn)雍牟亩啵砻骐y以硬化，使用壽命短。一旦鼓由于磨損而損壞，整個托輥就會報(bào)廢。因此，在過去的使用中，用戶不得不花費(fèi)大量的人力和物力來購買滾筒更換。

1.支架2.軸承壓蓋3.定軸4.滾筒5.牽引鋼絲繩

為了解決絞車托輥使用壽命短的問題，結(jié)合實(shí)際情況，對托輥的受力情況，使用和磨損過程，結(jié)構(gòu)和制造工藝進(jìn)行了全面的研究和分析。

2.鐵牛與勾鐵與詹天佑鉤和列車鉤，下由連接器和鋼絲繩連接，分流絞車帶動鋼絲繩牽引鐵牛車操作；在牛體的牽引端有一個繩輪和另一端的鋼絲繩，調(diào)整絞車帶動鋼絲繩牽引鐵牛在反向操作。

3.張緊裝置由一個塔架，一個重物和兩個輪子組成。通過重力補(bǔ)償來緊固小車，用于調(diào)整和補(bǔ)償鋼絲繩的長度和張力，使得絞車的鋼絲繩始終保持恒定的張力。

4.張緊臺車由滑輪和牽引架組成，由張緊裝置的鋼絲繩沿軌道運(yùn)行。執(zhí)行絞車松繩的張緊作用。

5.電氣控制系統(tǒng)使用ATS48軟啟動-軟停止單元。

（1）適用范圍：適用于頻繁起動的設(shè)備。

（2）特點(diǎn)：無級變速啟停，減少設(shè)備啟停時的磨損，啟動電流小，對電網(wǎng)的影響小。

（3）保護(hù)功能：熱保護(hù)，欠壓保護(hù)，電機(jī)相保護(hù)，過流保護(hù)，漏電保護(hù)。

6.托輥的力分析

在工作過程中，牽引鋼絲繩騎在滾筒的摩擦表面上，形成一個小的摩擦包角α（見圖4）。包角α與鋼絲繩的松緊程度有關(guān)，與相鄰?fù)休伒陌惭b高度差有關(guān)。

從圖4可以看出，滾筒兩側(cè)的鋼絲繩主動邊張緊力S1和從動邊張緊力S2滿足撓性體傳動理論

S1=KS2eμα （1）

式中

e———自然對數(shù)的底數(shù)，e=2.718282；

μ———鋼絲繩與滾筒表面的滾動摩擦因數(shù)，與材料及潤滑程度有關(guān)；

α———鋼絲繩與滾筒形成的摩擦包角，與托輥的安裝高度差及鋼絲繩的松緊程度有關(guān)；

K———鋼絲繩的起動載荷系數(shù)，與起動速度與載荷有關(guān)。

而滾筒兩側(cè)的摩擦阻力

F=S1-S2 （2）

由式（1）、式（2）看出，托輥滾筒上的摩擦阻力與鋼絲繩和滾筒表面的滾動摩擦因數(shù)μ有關(guān)，與鋼絲繩和滾筒形成的摩擦包角α有關(guān)。可以通過改善滾筒的摩擦因數(shù)，改善托輥的安裝精度與牽引鋼絲繩的張緊程度，降低托輥滾筒的摩擦力，提高托輥的使用壽命。

三、調(diào)車絞車鋼絲繩托輥裝置的改造及應(yīng)用

1.原托輥裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

原始滾筒裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示。其特點(diǎn)是：支架安裝在軸的兩側(cè)；軸的兩端設(shè)有開口槽以防止軸旋轉(zhuǎn)；擋板安裝在軸兩端的卡槽內(nèi)，蓋布置在輥的兩個內(nèi)孔處并穿過。螺栓安裝在滾輪上以防止軸承的軸向移動；軸承壓裝在軸上，軸承的外圈與滾輪的內(nèi)孔配合。在原來的結(jié)構(gòu)中，鋼絲繩在輥?zhàn)拥耐鈭A槽中移動。當(dāng)滾筒的外圓槽磨損時，滾筒裝置需要整體更換。

圓槽磨損后，滾輪裝置需要整體更換。（1）鋼絲繩的彈性變形使鋼絲繩的位置在原來的托輥和壓輥上前后擺動。當(dāng)瞬時速度發(fā)生變化時，鋼絲繩會在原來的托輥和壓輥的外圈上下左右擺動，造成原來的托輥和壓輥。嚴(yán)重磨損和短暫的生活。（2）露天使用過程中存在人身安全隱患。（3）經(jīng)常更換原來的托輥和壓輥，并需要整體更換，用戶維修費(fèi)用高。

2.改造后托輥裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

改造后的滾筒裝置的結(jié)構(gòu)：軸承安裝在軸上，滾筒安裝在軸承的外圈上，耐磨套筒安裝在滾筒的外圈上，密封件密封圈安裝在蓋的密封槽內(nèi)，蓋通過螺栓與滾輪固定。

（1）耐磨套筒由特殊的耐磨材料制成。根據(jù)鋼絲繩的直徑，將耐磨套的外圈中部加工成弧形槽。當(dāng)鋼絲繩位于耐磨套筒的弧形槽的上方時，可用作軌道。滾筒使用；當(dāng)鋼絲繩位于耐磨套筒的弧形凹槽的下方時，它被用作軌道中的滾筒。

（2）磨損后直接磨損套筒，維護(hù)成本低。在上部支架或下部支架的兩側(cè)設(shè)有一個U形槽口，便于裝卸。軸的兩端安裝在U形槽口中。擋板卡在軸兩端的凹槽中，并固定在上支架或下支架的兩側(cè)，以防止軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鋼絲繩放入由兩個耐磨套筒形成的弧形凹槽中時，解決了鋼絲繩上下和左右擺動的問題。分線絞車絲繩滾輪裝置的使用壽命長，避免了露天作業(yè)時人身安全的隱患。

四、結(jié)束語

總之，調(diào)車絞車系統(tǒng)改造，托輥在調(diào)車絞車的應(yīng)用，既減少了鋼絲繩的摩擦阻力，又延長了鋼絲繩的使用壽命。從而提高了調(diào)車絞車的牽引效率，縮短了裝車時間，同時減少了故障時間和維修量，減輕了職工的勞動強(qiáng)度，杜絕了因磨損造成的故障損失，給企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李松民.托輥在調(diào)車絞車的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2016，31（3）：213-214.