趙科強(qiáng)

摘要：礦用提升機(jī)由于其使用環(huán)境較為惡劣，在使用過程中也常常會受到各種因素的影響，而自動平衡裝置的使用，可以有效地調(diào)節(jié)2側(cè)鋼絲繩的拉伸張力，進(jìn)而保證提升機(jī)可以安全穩(wěn)定的工作，但是在其使用過程中由于調(diào)節(jié)方法較為麻煩，因此本文將通過優(yōu)化自動平衡裝置中側(cè)板以及中板的方法進(jìn)而改善自動調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)性能，提高鋼絲繩的使用壽命。

關(guān)鍵詞：礦用提升機(jī);鋼絲繩;自動平衡裝置;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過對自動調(diào)節(jié)裝置中的中板以及側(cè)板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，進(jìn)而提高提升機(jī)的使用效率以及使用安全等。

一、提升系統(tǒng)的構(gòu)成

落地式多繩摩擦式提升機(jī)被應(yīng)用于JKB型提升機(jī)中，落地式多繩摩擦式提升機(jī)是負(fù)責(zé)煤礦運(yùn)輸?shù)闹匾~帶，其主要由3部分組成，分別是主導(dǎo)向輪和鋼絲繩以及鋼絲繩上的張力自動平衡裝置。落地式多繩摩擦式提升機(jī)在工作中常會受到周圍因素的影響，且會磨損相應(yīng)的金屬部件，進(jìn)而影響自動調(diào)節(jié)裝置的正常工作。在實(shí)際工作中當(dāng)一側(cè)鋼絲繩的張力逐漸變大時，這種訊息便會利用側(cè)板與中板傳遞到液壓油缸，進(jìn)而促使其進(jìn)行壓縮作業(yè)，進(jìn)而通過增長連桿懸臂的方式測試一側(cè)鋼絲繩的張力逐漸變小;反之當(dāng)一側(cè)鋼絲繩張力變小時，便會利用相反的方法促使連桿的懸臂被縮短，進(jìn)而促使兩側(cè)鋼絲繩的張力達(dá)到平衡的狀態(tài)。而這樣的平衡保持法顯然較為麻煩，另外由分析可知自動調(diào)節(jié)裝置中的側(cè)板以及中板的結(jié)構(gòu)對平衡張力的調(diào)節(jié)有著重要的影響，因此可通過優(yōu)化側(cè)板以及中板的結(jié)構(gòu)進(jìn)而調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)裝置的平衡性。

二、鋼絲繩張力的特性研究

在對JKB型提升機(jī)進(jìn)行鋼絲繩張力特性研究時，需要將仿真分析法與AMESim（Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems）軟件進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而模擬出在經(jīng)歷過張力自動平衡裝置的調(diào)節(jié)后鋼絲繩所產(chǎn)生的張力變化。在轉(zhuǎn)向滾筒和鋼絲繩的接觸面選擇4個測試點(diǎn)，4個測試點(diǎn)之間的間距應(yīng)盡可能地保持一樣，通過實(shí)驗進(jìn)而發(fā)現(xiàn)靠近測試點(diǎn)的鋼絲繩其張力會隨著時間的延長而減小，而造成此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是鋼絲繩尾繩的長度在縮短，而首繩的長度卻在增加。但是鋼絲繩的張力在縮小的過程中，還會出現(xiàn)短暫的張力回升現(xiàn)象，而造成這一現(xiàn)象的原因是鋼絲繩的荷載作用突然發(fā)生變化，但是由于張力自動調(diào)節(jié)裝置的作用進(jìn)而致使鋼絲繩的張力變化恢復(fù)正常。

三、礦用提升機(jī)鋼絲繩自動平衡裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

1、建立三維模型

通過三維模型的建立，進(jìn)而優(yōu)化提升機(jī)鋼絲繩張力自動平衡裝置的中板結(jié)構(gòu)與側(cè)板結(jié)構(gòu)，并利用ANSYS仿真軟件中的最優(yōu)解數(shù)據(jù)分析技術(shù)，進(jìn)而保證設(shè)計出的中板和側(cè)板能滿足自動平衡裝置的日常工作需求，同時還需要盡可能的減小中板與側(cè)板的占地空間，促使中板與側(cè)板的生產(chǎn)成本能被有效降低，另外還能促使自動調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)性能也能得到一定程度的優(yōu)化[1]。

2、建立并定義仿真模型

2.1初始仿真結(jié)果

仿真模型的建立重點(diǎn)需要對自動調(diào)節(jié)裝置的中板與側(cè)板進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定，彈性模量的數(shù)據(jù)設(shè)定為2.05*105MPa，，屈服強(qiáng)度設(shè)定為1250MPa，波松比的參數(shù)設(shè)置為0.3，張力的設(shè)置工作需要在ANSYS Workbench中進(jìn)行操作，四面體4節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格是自動裝置的網(wǎng)格設(shè)置模式，且每個網(wǎng)格的體積為20*20*20mm，針對模型中存在的一些零碎性部件需要盡可能的被簡化，同時還需要對零碎部件的質(zhì)量、性能等進(jìn)行重新配置。另外還要根據(jù)實(shí)際條件重新定義中板以及側(cè)板的邊界條件，并盡可能的約束中板以及側(cè)板的2端，針對自動自動調(diào)節(jié)裝置的中板以及側(cè)板的力學(xué)數(shù)值設(shè)定需要盡可能的以最惡劣的環(huán)境為基礎(chǔ)考量，進(jìn)而得出中板的最大應(yīng)力為52.113MPa，而28.456MPa則為側(cè)板的最大應(yīng)力，且最大應(yīng)力主要集中于側(cè)板以及中板的2側(cè)，模型的優(yōu)化工作是需要在原始結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的，進(jìn)而再利用仿真軟件促使結(jié)構(gòu)可以得到最優(yōu)化[2]。

2.2優(yōu)化結(jié)果數(shù)據(jù)選擇

優(yōu)化結(jié)果的數(shù)據(jù)選擇主要分3步，首先是利用ANSYS軟件中的目標(biāo)值優(yōu)化模塊篩選自動平衡裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)，其次再進(jìn)行第二次的篩選，保留多種數(shù)據(jù)組合，最后便是根據(jù)自動裝置中中板以及側(cè)板的應(yīng)力分布、強(qiáng)度以及質(zhì)量等進(jìn)行選擇，進(jìn)而選出最合適的數(shù)據(jù)。

2.3優(yōu)化后結(jié)構(gòu)仿真分析

利用經(jīng)過優(yōu)化后的中板以及側(cè)板的數(shù)據(jù)進(jìn)而再重新建模，并按照初始仿真模型的基本條件進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，經(jīng)過數(shù)據(jù)優(yōu)化后自動平衡裝置的中板的最大應(yīng)力為42.966MPa，側(cè)板的最大應(yīng)力為18.523MPa，2板的最大應(yīng)力值均有所下降，同時其應(yīng)力分布的均勻性也被有效提高，進(jìn)而促使側(cè)板以及中板的輕量化設(shè)計目標(biāo)被有效實(shí)現(xiàn)[3]。

2.4鋼絲繩磨損量檢測

通過對鋼絲繩磨損量的檢測進(jìn)而可以判斷出自動平衡裝置的改善狀況，在檢測過程中需要對鋼絲繩的周向的各個角度進(jìn)行檢測，由檢測可知磨損最嚴(yán)重的鋼絲繩，其磨損長度不超過1.8mm，與傳統(tǒng)的自動平衡裝置相比較，鋼絲繩的差值率明顯下降了3.62%，進(jìn)而促使鋼絲繩的使用壽命被有效提高[4]。

結(jié)束語

自動平衡裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化首先需要對鋼絲繩的張力進(jìn)行特性分析，其次還要建立仿真模型，再進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化，并根據(jù)優(yōu)化后的數(shù)據(jù)還要對模型再次進(jìn)行完善，待模型建立完成后，最后還要以檢測鋼絲繩磨損量的方式進(jìn)而判定自動平衡裝置的改善性能，從而決定是否可適用于煤礦生產(chǎn)中，從而促使煤礦生產(chǎn)的安全指數(shù)、生產(chǎn)效率等都得到了深一層的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]楊志強(qiáng).礦用提升機(jī)鋼絲繩自動平衡裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2020（04）：153-155+159.

[2]張志民.鋼絲繩張力液壓自動平衡裝置在提升機(jī)上的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)電，2018（04）：98-100.

[3]陳照業(yè). 多繩摩擦提升機(jī)鋼絲繩張力不平衡問題分析[J]. 煤礦機(jī)電， 2016（1）：82-83.

[4]張希強(qiáng). 提升機(jī)鋼絲繩張力自平衡裝置油缸維護(hù)創(chuàng)新與實(shí)踐[J]. 中國資源綜合利用， 2018（6）.