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1、钢绳进出绳槽时的允许偏兔动钢绳在滑轮或卷筒上绕进或绕 出时,通常都允许有一定的偏斜。就卷绕机构的 构件而言,这种偏斜应限制得越小越好,这就要求构件的布置距离增大,但这同结构要求往往发生矛盾。反之,如果偏角过大,钢绳会碰擦绳槽侧边,引起钢绳擦伤以及槽口缺损,造成跳槽现象。如果是卷筒上的钢绳,还易于与邻槽的绳圈发生卡擦现象,使钢绳磨损加剧。上述的现象既影响生产又影响安全,因此对于钢绳偏角应有所限制。目前在这方面的规定都比较粗略,缺乏依据。本文对钢绳的偏斜情况试作几何分析,并推荐有关允许偏角的计算结果,供设计时参考。下面按卷绕情况分别介绍一、钢绳进出滑轮时的允许偏角这里的偏角是指钢绳中心线偏出滑轮平
2、面(与滑轮轴线垂直)的角度y(图1)。在卷绕过程中,钢绳表面是某种曲面。为简便起见,我们直接研究钢绳的中心线,同时对滑轮绳槽表面作对应的转换,使转换后的情况相当于实际的接触情况,即两个接触体间的相对位置保持不变。入入/心心心心J J J 口坛人/心心心心尹尹尹尹尹尹L L L_了 阅心心/洲、图1.一月在滑怕上 的偏薪情况圈2.淆帕的祝糟换算如图2所示,直径为d的钢绳 由其中心线取代后,滑轮绳槽就应以“v”形截面A0B作为换算绳槽。在换算绳槽中,0是槽底,A,与B是槽口边缘,绳槽侧边的倾斜角月仍不变,仅换算槽深K与实际槽深S不同,其换算关系为:一58一K 一 S一:一S一皓一!)一 S一音“一
3、“,.(1)式中符号见图2标注。根据实际滑轮槽深便可求得换算槽深。槽口在设计时应有圆角,精确计算K值时不把槽口圆角部份计人槽深。乙乙乙乙乙乙乙乙乙,寸寸。写写写写写写写写写写写写写写写写Z Z Z Z Z以以忍尸尸冲2“以以以以凡凡(洲11 1 1阵,又又又下、产一一卜 州州卜一书洲洲L L L L L、.洲尸尸L习习卜翅翅冈冈冈冈冈图3.翎月在滑怕上的偏斜针算筋图在图3里面,滑轮槽底直径(算到钢绳中心)为D。钢绳从槽底。处开始偏斜,并位于经过O点垂直于y轴的平面内,钢绳出槽点A的座标为X oo z。0 z一了愕十K)“一%()“一杯在O到A之间取任意一点M(X,)z则x 一1,g,一f了z么
4、+俘丫.、/、在M点的钢绳斜率Dl_0一下犷!tg尸习“”一(2)dxtgl二1一万二-=U乙!在A(X。,Z。)点的斜率则为tg尹。一(斋)、。z。气里冀一:_/_:.fD、。1 1乙一宁I-二一I,2/杯Ka+DK了K+D K+愕)“_/丁下万Vl.r.二二,t朗=二一一李tg户(s)U1.1.,二忆二.艺长二_。_Ztg月,J、月肠艺I。一一了=甲言一,.,二,一”.”,.,二,.,.,.,一.”,.、任,曰I,.夕VI曰re s e s 丁二w e入式中犷。就是钢绳进出滑轮绳槽时切 向偏斜的最大角度。超过此角度,钢绳在槽口边缘A点就要转折,不再是切向偏斜了。钢绳以最大偏角少。偏离绳槽时
5、,从0到A点的钢绳中心线是下凸的,因此钢绳在格一59一内紧贴着格壁。有的资料 1 推荐的计算公式求得的偏角是上式的一半,这是将0与A之间简单的连成一根直线的缘故。假如这种计算可以成立,OA之间的各点都将落到槽壁后的滑 轮体里面去,显然是与实际 情况 不 相符的。根据一般滑轮槽型尺寸按(4)式计算,得到的钢绳偏角犷。=4。6在图2里面,我们把槽底凹面半径看成和翻绳半径是一样的,实际上前者总比后者大,如图4所示,但这并不影响我们以上的计算。这是 由于钢绳本来应沿0主A贴着抽璧偏斜出抽,并形成符合(2)式的状态曲线。由于槽底圆弧半径大于钢绳迄迄迄图4.考虑汾怡槽底实际曲卒时的粗擂摸算半径,在该圆弧区
6、段(从0到O;)所允许产生的偏角将大于O主A状态曲线在0;点的斜率,因此从0点开始偏斜的钢绳斜线将与状态曲线相切于0;与A之间的某点,然后从这点开始按状态曲线继续偏斜,直到A点为止。因此它的最大偏斜角仍 与(4)式 相同,只是偏出绳槽的钢绳相对于绳槽中心平移了一段很小的距离00玉,并没有影响总的偏斜情况。二、钢绳进出卷筒时的允许偏角同滑轮的情况相似,在对钢绳中心线进行分析以前先将卷筒绳槽的槽形进行换算。图5中钢绳半径为y,槽形半径为R:,槽深为h,算到钢绳中心的卷筒卷绕半径为R:,换算后的绳植半径见图5右部,换算后的槽形半径R=R:一犷耸一-一一/图5.卷筒祝槽换算一60一内紧贴着格壁。有的资
7、料 1 推荐的计算公式求得的偏角是上式的一半,这是将0与A之间简单的连成一根直线的缘故。假如这种计算可以成立,OA之间的各点都将落到槽壁后的滑 轮体里面去,显然是与实际 情况 不 相符的。根据一般滑轮槽型尺寸按(4)式计算,得到的钢绳偏角犷。=4。6在图2里面,我们把槽底凹面半径看成和翻绳半径是一样的,实际上前者总比后者大,如图4所示,但这并不影响我们以上的计算。这是 由于钢绳本来应沿0主A贴着抽璧偏斜出抽,并形成符合(2)式的状态曲线。由于槽底圆弧半径大于钢绳迄迄迄图4.考虑汾怡槽底实际曲卒时的粗擂摸算半径,在该圆弧区段(从0到O;)所允许产生的偏角将大于O主A状态曲线在0;点的斜率,因此从
8、0点开始偏斜的钢绳斜线将与状态曲线相切于0;与A之间的某点,然后从这点开始按状态曲线继续偏斜,直到A点为止。因此它的最大偏斜角仍 与(4)式 相同,只是偏出绳槽的钢绳相对于绳槽中心平移了一段很小的距离00玉,并没有影响总的偏斜情况。二、钢绳进出卷筒时的允许偏角同滑轮的情况相似,在对钢绳中心线进行分析以前先将卷筒绳槽的槽形进行换算。图5中钢绳半径为y,槽形半径为R:,槽深为h,算到钢绳中心的卷筒卷绕半径为R:,换算后的绳植半径见图5右部,换算后的槽形半径R=R:一犷耸一-一一/图5.卷筒祝槽换算一60一、,声、,产QUQU了、了气由图5得z。一诚h资+)一.a a“x 0一资x:“由图9得汉汉汉
9、之之.2 2 2X受+(R:一h)“=R受图9.卷筒摺形尺寸即x:=材研丽二面.”“”(1。)将(10)式代入(9)式得,_R./不;弓二凡一一下一;I,、X。=一姿匕yh(ZR,一h)“(11)Rz一、一一设少:为钢绳相对于绳槽的最大(允许)偏角,一X。/一厄瓦万F 一则tg甲:=卜若卫-=V一止竺呈不产-”一(12)八勺一OJZ。y,._R。一一。h+Za-二 二 兰-一R从图6可以看出,钢绳向空槽方向的最大偏角:少,=,+“”“”“(1 3)t哪二一竺一.(1 4 飞0叮D式中a一卷筒绳槽螺旋角t一绳槽节距D一算到钢绳中心的卷筒卷绕直径,上述计算式中的卷筒结构尺寸均可通过对钢绳直径d的比
10、例关系来表示:钢绳直径.d=2 r,卷筒卷绕半径D_e_,。_。二a-u一七一10U 口多22绳槽槽形半径棺深换算绳槽槽形半径绳槽节距于是得:R:=k d,k=0.540.5 8,h之0.d 3(考虑绳槽凸肩圆角)R=R:一r=(k一0.5)d,t=md,m=1.041.50。tg,:一t。一tg了ZR:一hh十ZaR:R一tg一tg了Zk一0.3_eku舀十反二万污十a r。t,命+。r。t。金.”(1 5)曲Iv奋.刁卜户一一一一门门门门门门门门门门门声习.,户-盯盯盯盯盯盯)馆“么州州一一一.,.沪一一户户,创一一一曰曰曰目一一,一一一尸 洲 ,州,目口.,口,沂_ _ _ _ _二二竺
11、式式沈了二二,一一一l l l l l l l l l l lll l l!一一一一,目目目一一一一.一一一,一一一.一.,口一 止犯一一一 .一一一,一一一一一 一一冬书.洲洲.叫.,目 卜一刊刊.一一一一一一 一一户一 J.归 门 ,曰,州州州州州州州j又 目.,.口目目目,州.j竺 兰兰兰兰兰兰卜卜卜卜卜一 巨了!卜一尸尸厂一一一一一一一一 旦么么么么么么州州州州州州州州州“竺竺竺竺竺竺:_1 1 1 1 1川川州州竺竺竺,【二一一1 1 1lJ J J一l l lJ J J J JJl l l门门门门门门门门口口过5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5曰曰曰曰曰曰曰曰曰口口52 2
12、 2 2 2 2 2 2 2 2 2目目目目卜 州州广甲 一门门尸一 口口Lj j j匕一J J J J J J J J J卜卜卜卜卜一!一州州尸1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1洲洲洲一一州州厅 一甲甲甲甲甲 人O O O O O O O O O O O一一一一州州卜一州州卜一寸寸一州一_J J J J J二二 仲仲一一一一一一一洲.目,.卜一一一一一一一一一一一一一田衰1.卷筒幼月向空相方向的允讲偏内角。如图1 0所示,无螺旋升角的 节 距为对于tg):的计算表明,k(0.54。.55)的取值影响甚小,可根据实际绪构比例取k二 0.5 7。式(14)的计算结果列于图
13、表1。2.桐绳向绳目方向偏斜当钢绳向有绳圈的邻槽方 向偏 斜时,钢绳偏角还受邻槽绳圈的限制,即应以偏出的直线状钢绳同绕在邻槽的绳圈相切为限(图 1 0左)。为简便起见,将两个曲面相切的状态转化如下:将偏斜钢绳简化为一条中心线(直线),同时将邻槽绳圈截面直径放大至2倍,即以2倍钢绳直径d 2为截面直径的绳圈,其卷绕直径(算到钢绳中心)不变(图1 0 右),两者相切的相对位置在转化后与原状态相同,在切点处两者中心线间的最短距离为d。为了便于分析,暂不考虑绳槽螺旋的两平行绳槽上钢绳向邻槽绳圈偏斜,即钢绳中蕊蕊.下,一 )l l l l l十十 l l l l l l l l l!一一图1 0.幼拥向
14、邻槽祝目方向的偏料情况及换算图心线从A点(x二 0,Z二 O,Y=a)向邻槽以Z d为钢绳直径的绳圈曲面作切线,求出切点座标X。和z。后,即可得切线的斜率。邻柑绳圈曲面是一(x+,)+(侧刃7一。偏斜的俐绳中心线方程式是x/:=tg叭“一“”“”一(1 7)与y=.a”“”“”“(15)以(18)式代入(16)式得一63一(x+t).+(材驴下了-一a)2=d a“”一(91)从(91)式求导数刁bdx刁22dz刁bx+t9x一一二一一一11Va,广 乙.”“”“一(2 0)(17)与(20)两式相等、,产、,产,人n,曰O曰了、了几、:/:=-2匕一刃等琴下一;1.“”“.二11了.、月.二
15、-.,口口.人门一“r已丁山司由(19)将(22)式得式代入X=材飞“一(侧砰干砰几a)一t(21)式:d,一(材沪干沪一a)一t材尹(材沪干孑一a)“_:a一乙一l_,一 lr,尸一1 尸一.,产,月.J-曰.口.主V侣一1山=0。.。.。.。.。.。二。.。.。1(23)式中符号a与t同前,都用与d的关系表示。并设,代人(23)式可得:了(音)“+功:一令一了-了?()+一傲_。:一一一二一一一:一11=0.“”“一(24)一L。/e二_,一J、1.,一毋一,2/式中:m=1.041.50,e=1 665。对m和e每次不同的取用值,均可按(24)式解出不同的。值(这项工作须借助于电子计算机
16、完成)。从(2 4)式解得的护只有一个值,按图1 0的Z。应为负值,故。取负值。将Z。代人(2 2)式可得、,产户O9曰了.、.甘,沙mx。一。了一了卿“e1十田“一一二,艺于是可得钢绳受邻槽绳圈限制的最大偏角(相对于绳槽方向)叭;、产、,产八0tl勺自O自了、性 了、X。tg甲1=一弓J一=山O杯4一侧不耳丽一e2田一Zm.计及绳槽螺旋角a以后,得出钢绳向绳圈方向的最大偏角为:y:=卯1一“,二“”.“。.,”“.”.,.tgr:一tgrotg材4一(侧石耳飞 砰-一。)a一Zm2功一a r ctg止竺一1汀eJ .“(2 8)一6 4一于是根据m和e各个不同的数值进行计算,可绘制图表2,3
17、。但应注意,当钢绳向绳圈方向偏斜时,除了可能受邻槽绳圈的卯:角限制外,还可能受本圈绳槽的尹:角限制,计算时应以其 中的小者作为限制角度。1)阐明这种情况。下面摘录部份计算数据(表一一一一一一/粤粤月月月月月月牙二奎三三名名名名名续乡多乡二二二月月月月月袭乡歹 二二二二疚疚疚疚袭形形二找笼乏乏三三三三翩翩翩翩匕长找少二才乡洲洲注孚多多多多 井二二二卜卜卜卜乡二尸尸尸护尹尹才才才才巨巨巨巨二七二匕几匕己二二二二洲洲洲礴熬熬囊爹葬葬多乡/遴遴遴一一多纷/刁刁廖廖黔尸尸尸 夕夕产产产产产产田表2.卷筒上姻规向邻槽翎圈方向的允群偏角(一)、,.勺、.-、,、,、,、勺乌乌一叫 口口-一-一一一 一一一,
18、.,竺生,.肠肠肠肠肠肠肠肠肠.l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l_ _ _一一一一一一一,、自.,.勺-月月月.,.,.场,.一.卜.妈.如如,白.,场,、二一 一 _习分二、.,.,.,.,.一.,角、阳.从二一一 二卜类簇井一 、.巴息.一一一一一 一_ _ _!一 盖之_一一.一一一一一一一一勺 .一一一一一 肠.、夕刀一 、,.电.电.为 叼口口.,.曰.目 月.一一.勺.一一一一一一一一一一二二扮一一一.曰口口.,.一 .月勺.皿皿皿一 一 一 一一土土奎泣二二二 1一一一卜一一一l l l,.口.,一一一一一 一一一一一一
19、一一一一 一一卜一一丝一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一叫叫卜一 一一一一州.一.叫.一一一 一一 一一 一一 一一器一一一一.目.月.、.一一一一一一一一一一一一一一一.一一 .一一一1.一,一一一一,一一.叫月.叫白.卜卜卜卜卜一一一一一一一一一-一-一一二二二二二二二二二二二二二了一一一丫一一长一一-二二二二二二二二二二二二二二一一一一一一一长誉一一一l l l l l l l l l l l l l一一一一一一,三三三三三宁钾一份一一一债转妥一一!卜.一叫叫叫叫叫一一一一一一一一一一一二二二二二二一一一卞一一一嘿卜一一一一一 _一一一一 一 一一一一 J 白 一-一
20、 一一一I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I一一一一一一一一一一一 月一一一.舀.-目.月-一一-.-一一一图表2.同上(二)1 1 1 1 16 6 618 8 82 0 0 022 2 22 5 5 530 0 035 5 54 0 0 045 5 55 0 0 055 5 56 0 0 065 5 5e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e e甲甲1 1 14.8已,4.21,4.0 3.54,3040,3.2 11 1 13.0 6 6 62.54,2.4 4,2
21、03 6,2.2 81 1 12.22,2.16,护护2 2 2m m m4.17,4.02,3.印,3.4 0,302 6,300 9,205 5,2043,2035,202 6,2020,2.14,2 0 8,1 1 1 1 1。12 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2n n n I I I I I4.48,4.32,4.181 1 14.07,3.5 2,3.3 2,301 6,3004,2.5 3,204 5,2.38,2.30,2.2 4,1 1 1 1 1。14 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
22、4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4一65一计算表明,当m1.1 2时,叭1.1 4时,叭叭,则偏角应为少:=甲:一a。这种情况反映在图表2、3中,它表现为各条曲 线都 在m=1.14处出现转折(以m二1.1 4为分界,分别示于图表2和3)。.*对绕绳系统进行结构布置时,应分别根据上述偏斜情况考虑钢绳进出卷筒、定滑轮、动协l/厂/史万.11由另.滑轮以及导向滑轮时的偏角,使其在不超过最大限值的前提下尽最满足结构紧凑的要求。例为当从单联卷筒上进出的钢绳绕经导向滑轮时(图11),卷筒与滑轮间的相对位置应以不对称布置为合理,即滑轮稍偏于卷筒被绕满钢绳的一端,假如长度分段
23、乙:和乙:符合如下的关系:一一上-,=一里鱼一=Stg少1tg少:则通常在少:与少:都小于尹。的情况下,卷筒与滑轮间的距离S将是最小的。以上所谓的最大偏角或允许偏角是指钢绳不至于偏斜到接触绳槽或绳圈后,不作切向偏斜而发生弯折。当然在实际使用当中很可能发生超过允许偏角的现象,如果不太严重短时还不至于出现故障,但总存在着威胁安全操作的因素,因此推荐上述最大计算偏角作为钢绳偏角的允许界限应是合理的。刹料 器图11.卷简与滑翰简合理的相对位皿乍参考文献:1A.H.及yx e:、eK,nCnPa B oqHH“n oKPaHa,T.I2Ern stHellmut.DieHebe z e ugeB3jB
24、H MMf lTMAl l lpa e,er,:PaHoB二xMexaH H3MOBH双e Ta五 e益no及、e MHoTPaHc no一PTHI LxM aI UH H洲,护、内口气口,尸、,口洲确户、八沪气 内尸、沪,砂闷卜,尹、确门内沪,沪、门尹、八声曰八 尸、代沪、八产、八砂确,八洲,产、尹,日尸、八门沪、沪,产、八尹、八口沪、八尹、八口今内.声、八尹、八洲、八产、八沪、训,碑气八沪、八护、口,八八户、口,沪、内洲、八洲,曰、(上接92页)6.悬竹皮带机:采用普通槽形可 逆式,带宽1000毫米,带速2米/秒、电机用J仇一82一4型55础。7.尾车:升降方式利用油缸顶升,升降速度2米/分、起升高度6米。8.为了适应堆取煤和其它轻比重的物料,拟另外设计一个大斗轮,相应地提高皮带机的带速,以增加通过能力。机器的最大轮压为2 1吨,荐用4 3公斤铁路钢轨,电机总功率约22 5死,预计总重约24 0吨。到会代表听取了方案设计汇报以后,经过讨论,认为此设计方案是可取的。许多代表还根据使用或生产经验对于设计方案提出了许多宝贵的意见,供具体设计时参考,并希望早日试制完成。一机部起重所装卸二组一6 6一