调车绞车钢丝绳托辊装置改进研究

　　李传军 秦兴 王刚
　　【摘 要】本文主要介绍了调车绞车钢丝绳托辊装置，调车绞车系统，托辊的受力分析等，阐述调车绞车钢丝绳在生产使用中，托地磨损问题，原托辊装置的结构特点等，进行了纲丝绳受力分析，提出了改造方案，成功地将托辊应用在调车绞车上。解决了调车绞车钢丝绳托地磨损问题，并取得了可观的经济效益。
　　【关键词】调车绞车；钢丝绳托辊装置；改进研究
　　一、前言
　　调车绞车是选煤厂用来待装铁路的重要设备，也是选煤厂产生经济效益的设备之一。其中，绞车的钢丝绳是装车系统中的重要组成部分，是牵引铁路待装的关键设施。其费用约占选煤成本的40%。钢丝绳的使用寿命直接关系到选煤厂的经济效益。因此，如何延长钢丝绳的使用寿命就显得尤为重要。
　　二、调车绞车钢丝绳托辊装置
　　1.调车绞车系统
　　绞车电机贯穿耦合驱动减速器并通过主引擎的开齿轮驱动两组驱动滑轮。开式齿轮一侧的两个传动轮是一组，且绳轮的直径，转速和旋转方向相同。钢丝绳平行缠绕在滑轮的U形槽中，钢丝绳与滑轮槽之间的摩擦力用于拉动铁牛运输列车。
　　滚筒是用于绞车系统的部件，用于提升牵引钢丝绳，防止钢丝绳因与铁路枕木或地面摩擦而受损。它通常用于矿山，港口码头或发电厂，水泥厂等。有必要使用分流绞盘来拉铁路货车，并在露天户外环境中装载和卸载散装散装物料。图1显示了绞车系统中的托辊布局。图2显示了牵引绳和托辊的工作状态。
　　1.转向轮2.铁路机车车皮3.托辊4.牵引钢丝绳5.减速器6.装车站7.张紧机构
　　1.牵引钢丝绳 2.滚筒
　　由于牵引绳索的布局很长，传统的分流绞车分流滚轮通常不使用带槽凹槽的滚筒，而是使用整体铸铁或铸钢圆柱滚筒滚筒（见图3）。这种托辊的优点是水平方向安装精度不高，加工工艺相对简单。缺点是辊子耗材多，表面难以硬化，使用寿命短。一旦鼓由于磨损而损坏，整个托辊就会报废。因此，在过去的使用中，用户不得不花费大量的人力和物力来购买滚筒更换。
　　1.支架2.轴承压盖3.定轴4.滚筒5.牵引钢丝绳
　　为了解决绞车托辊使用寿命短的问题，结合实际情况，对托辊的受力情况，使用和磨损过程，结构和制造工艺进行了全面的研究和分析。
　　2.铁牛与勾铁与詹天佑钩和列车钩，下由连接器和钢丝绳连接，分流绞车带动钢丝绳牵引铁牛车操作；在牛体的牵引端有一个绳轮和另一端的钢丝绳，调整绞车带动钢丝绳牵引铁牛在反向操作。
　　3.张紧装置由一个塔架，一个重物和两个轮子组成。通过重力补偿来紧固小车，用于调整和补偿钢丝绳的长度和张力，使得绞车的钢丝绳始终保持恒定的张力。
　　4.张紧台车由滑轮和牵引架组成，由张紧装置的钢丝绳沿轨道运行。执行绞车松绳的张紧作用。
　　5.电气控制系统使用ATS48软启动-软停止单元。
　　（1）适用范围：适用于频繁起动的设备。
　　（2）特点：无级变速启停，减少设备启停时的磨损，启动电流小，对电网的影响小。
　　（3）保护功能：热保护，欠压保护，电机相保护，过流保护，漏电保护。
　　6.托辊的力分析
　　在工作过程中，牵引钢丝绳骑在滚筒的摩擦表面上，形成一个小的摩擦包角α（见图4）。包角α与钢丝绳的松紧程度有关，与相邻托辊的安装高度差有关。
　　从图4可以看出，滚筒两侧的钢丝绳主动边张紧力S1和从动边张緊力S2满足挠性体传动理论
　　S1=KS2eμα （1）
　　式中
　　e———自然对数的底数，e=2.718282；
　　μ———钢丝绳与滚筒表面的滚动摩擦因数，与材料及润滑程度有关；
　　α———钢丝绳与滚筒形成的摩擦包角，与托辊的安装高度差及钢丝绳的松紧程度有关；
　　K———钢丝绳的起动载荷系数，与起动速度与载荷有关。
　　而滚筒两侧的摩擦阻力
　　F=S1-S2 （2）
　　由式（1）、式（2）看出，托辊滚筒上的摩擦阻力与钢丝绳和滚筒表面的滚动摩擦因数μ有关，与钢丝绳和滚筒形成的摩擦包角α有关。可以通过改善滚筒的摩擦因数，改善托辊的安装精度与牵引钢丝绳的张紧程度，降低托辊滚筒的摩擦力，提高托辊的使用寿命。
　　三、调车绞车钢丝绳托辊装置的改造及应用
　　1.原托辊装置的结构特点
　　原始滚筒装置的结构如图3所示。其特点是：支架安装在轴的两侧；轴的两端设有开口槽以防止轴旋转；挡板安装在轴两端的卡槽内，盖布置在辊的两个内孔处并穿过。螺栓安装在滚轮上以防止轴承的轴向移动；轴承压装在轴上，轴承的外圈与滚轮的内孔配合。在原来的结构中，钢丝绳在辊子的外圆槽中移动。当滚筒的外圆槽磨损时，滚筒装置需要整体更换。
　　圆槽磨损后，滚轮装置需要整体更换。（1）钢丝绳的弹性变形使钢丝绳的位置在原来的托辊和压辊上前后摆动。当瞬时速度发生变化时，钢丝绳会在原来的托辊和压辊的外圈上下左右摆动，造成原来的托辊和压辊。严重磨损和短暂的生活。（2）露天使用过程中存在人身安全隐患。（3）经常更换原来的托辊和压辊，并需要整体更换，用户维修费用高。
　　2.改造后托辊装置的结构特点
　　改造后的滚筒装置的结构：轴承安装在轴上，滚筒安装在轴承的外圈上，耐磨套筒安装在滚筒的外圈上，密封件密封圈安装在盖的密封槽内，盖通过螺栓与滚轮固定。
　　（1）耐磨套筒由特殊的耐磨材料制成。根据钢丝绳的直径，将耐磨套的外圈中部加工成弧形槽。当钢丝绳位于耐磨套筒的弧形槽的上方时，可用作轨道。滚筒使用；当钢丝绳位于耐磨套筒的弧形凹槽的下方时，它被用作轨道中的滚筒。
　　（2）磨损后直接磨损套筒，维护成本低。在上部支架或下部支架的两侧设有一个U形槽口，便于装卸。轴的两端安装在U形槽口中。挡板卡在轴两端的凹槽中，并固定在上支架或下支架的两侧，以防止轴旋转。当钢丝绳放入由两个耐磨套筒形成的弧形凹槽中时，解决了钢丝绳上下和左右摆动的问题。分线绞车丝绳滚轮装置的使用寿命长，避免了露天作业时人身安全的隐患。
　　四、结束语
　　总之，调车绞车系统改造，托辊在调车绞车的应用，既减少了钢丝绳的摩擦阻力，又延长了钢丝绳的使用寿命。从而提高了调车绞车的牵引效率，缩短了装车时间，同时减少了故障时间和维修量，减轻了职工的劳动强度，杜绝了因磨损造成的故障损失，给企业带来明显的经济效益。
　　【参考文献】
　　[1]李松民.托辊在调车绞车的应用[J].煤矿机械，2016，31（3）：213-214.