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提升机天轮衬垫的有限元分析

发布于:2016-02-05 13:03
有限元分析

      大型天轮衬垫使用的材料有塑料、聚氨酯等,此类材料具有一定的热胀冷缩性,尤其是衬垫使用后期,绳槽较深,在钢丝绳的正压下,衬垫两侧槽上边缘在钢丝绳对槽底施加压力时向中间收缩,当钢丝绳随天轮转动离开此受力天轮衬垫时,此受力天轮衬垫两侧槽上边缘恢复到正常状态时对槽底存在一个反向的力,当天轮衬垫槽底磨损不严重时,衬垫两侧槽上能快速的恢复到正常的情况,当衬垫槽底磨损到一定程度时,衬垫脱离天轮轮缘的卡边,高速转动的天轮将衬垫甩出绳槽,发生钢丝绳严重跳动现象,所以需要对其进行详细的有限元分析
      天轮衬垫脱落后的最直接表现就是钢丝绳在不规则的天轮圆周上运行,钢丝绳跳动非常严重,造成主绳张力不平衡,给提升系统造成极大的事故隐患,因此及时维护、检修天轮衬垫可保障设备的安全运转。天轮处于室外井架上部,离地面的高度一般在40~50m,大型矿井的井架高度达到70~80m,人员上下依靠设立在井架周围的爬梯,尤其在北方的雨雪天气,天轮工作条件恶劣、维修人员上下不便、管理人员思想懒惰,极易造成天轮处于带病运行状态,冬季天冷,衬垫收缩,很容易发生衬垫从绳槽脱落事故。由此可知衬垫的维护存在着一些客观困难。有时由于操作司机精力不集中、不能及时发现问题,可能会造成事故进一步扩大,因此,通过对衬垫的磨损进行深入分析,为天轮故障分析提供理论依据。能够利用衬垫的分析来给出发生故障的临界条件,可以减小天轮运行过程中出现故障的可能性,对实际生产具有一定的引导作用。
      多绳摩擦提升机满载工作时,钢丝绳与天轮不是直接接触的,它们之间还有一层天轮衬垫,通过与天轮衬垫的摩擦,从而钢丝绳带动天轮转动。
      天轮衬垫的受力分别为钢丝绳对其产生的径向压力和切向摩擦力、启动和制动过程中产生的动拉力、制动时摩擦热产生的热涨力、天轮主轴旋转时天轮衬垫产生的离心力等。由于动载荷作用时间较短,计算复杂,到目前尚无统一的认识,因此计算时仍以静拉力为主。为了使问题简化,根据实际情况,往往忽略随钢丝绳进入与离开衬垫槽内这个过程中压力由小变大再有大变小的因素,将受力近似看作处在同一直线上,载荷是沿直线分布。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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