| 标题 | 矿用提升机钢丝绳自动平衡装置结构优化研究 |
| 范文 | 赵科强 摘要：矿用提升机由于其使用环境较为恶劣，在使用过程中也常常会受到各种因素的影响，而自动平衡装置的使用，可以有效地调节2侧钢丝绳的拉伸张力，进而保证提升机可以安全稳定的工作，但是在其使用过程中由于调节方法较为麻烦，因此本文将通过优化自动平衡装置中侧板以及中板的方法进而改善自动调节装置的调节性能，提高钢丝绳的使用寿命。 关键词：矿用提升机;钢丝绳;自动平衡装置;结构优化 通过对自动调节装置中的中板以及侧板的结构优化，进而提高提升机的使用效率以及使用安全等。 一、提升系统的构成 落地式多绳摩擦式提升机被应用于JKB型提升机中，落地式多绳摩擦式提升机是负责煤矿运输的重要纽带，其主要由3部分组成，分别是主导向轮和钢丝绳以及钢丝绳上的张力自动平衡装置。落地式多绳摩擦式提升机在工作中常会受到周围因素的影响，且会磨损相应的金属部件，进而影响自动调节装置的正常工作。在实际工作中当一侧钢丝绳的张力逐渐变大时，这种讯息便会利用侧板与中板传递到液压油缸，进而促使其进行压缩作业，进而通过增长连杆悬臂的方式测试一侧钢丝绳的张力逐渐变小;反之当一侧钢丝绳张力变小时，便会利用相反的方法促使连杆的悬臂被缩短，进而促使两侧钢丝绳的张力达到平衡的状态。而这样的平衡保持法显然较为麻烦，另外由分析可知自动调节装置中的侧板以及中板的结构对平衡张力的调节有着重要的影响，因此可通过优化侧板以及中板的结构进而调节自动调节装置的平衡性。 二、钢丝绳张力的特性研究 在对JKB型提升机进行钢丝绳张力特性研究时，需要将仿真分析法与AMESim（Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems）软件进行结合，进而模拟出在经历过张力自动平衡装置的调节后钢丝绳所产生的张力变化。在转向滚筒和钢丝绳的接触面选择4个测试点，4个测试点之间的间距应尽可能地保持一样，通过实验进而发现靠近测试点的钢丝绳其张力会随着时间的延长而减小，而造成此现象产生的原因是钢丝绳尾绳的长度在缩短，而首绳的长度却在增加。但是钢丝绳的张力在缩小的过程中，还会出现短暂的张力回升现象，而造成这一现象的原因是钢丝绳的荷载作用突然发生变化，但是由于张力自动调节装置的作用进而致使钢丝绳的张力变化恢复正常。 三、矿用提升机钢丝绳自动平衡装置结构优化研究 1、建立三维模型 通过三维模型的建立，进而优化提升机钢丝绳张力自动平衡装置的中板结构与侧板结构，并利用ANSYS仿真软件中的最优解数据分析技术，进而保证设计出的中板和侧板能满足自动平衡装置的日常工作需求，同时还需要尽可能的减小中板与侧板的占地空间，促使中板与侧板的生产成本能被有效降低，另外还能促使自动调节装置的调节性能也能得到一定程度的优化[1]。 2、建立并定义仿真模型 2.1初始仿真結果 仿真模型的建立重点需要对自动调节装置的中板与侧板进行数据设定，弹性模量的数据设定为2.05*105MPa，，屈服强度设定为1250MPa，波松比的参数设置为0.3，张力的设置工作需要在ANSYS Workbench中进行操作，四面体4节点的网格是自动装置的网格设置模式，且每个网格的体积为20*20*20mm，针对模型中存在的一些零碎性部件需要尽可能的被简化，同时还需要对零碎部件的质量、性能等进行重新配置。另外还要根据实际条件重新定义中板以及侧板的边界条件，并尽可能的约束中板以及侧板的2端，针对自动自动调节装置的中板以及侧板的力学数值设定需要尽可能的以最恶劣的环境为基础考量，进而得出中板的最大应力为52.113MPa，而28.456MPa则为侧板的最大应力，且最大应力主要集中于侧板以及中板的2侧，模型的优化工作是需要在原始结构上进行的，进而再利用仿真软件促使结构可以得到最优化[2]。 2.2优化结果数据选择 优化结果的数据选择主要分3步，首先是利用ANSYS软件中的目标值优化模块筛选自动平衡装置的结构参数，其次再进行第二次的筛选，保留多种数据组合，最后便是根据自动装置中中板以及侧板的应力分布、强度以及质量等进行选择，进而选出最合适的数据。 2.3优化后结构仿真分析 利用经过优化后的中板以及侧板的数据进而再重新建模，并按照初始仿真模型的基本条件进行相关参数的设定，经过数据优化后自动平衡装置的中板的最大应力为42.966MPa，侧板的最大应力为18.523MPa，2板的最大应力值均有所下降，同时其应力分布的均匀性也被有效提高，进而促使侧板以及中板的轻量化设计目标被有效实现[3]。 2.4钢丝绳磨损量检测 通过对钢丝绳磨损量的检测进而可以判断出自动平衡装置的改善状况，在检测过程中需要对钢丝绳的周向的各个角度进行检测，由检测可知磨损最严重的钢丝绳，其磨损长度不超过1.8mm，与传统的自动平衡装置相比较，钢丝绳的差值率明显下降了3.62%，进而促使钢丝绳的使用寿命被有效提高[4]。 结束语 自动平衡装置的结构优化首先需要对钢丝绳的张力进行特性分析，其次还要建立仿真模型，再进行数据优化，并根据优化后的数据还要对模型再次进行完善，待模型建立完成后，最后还要以检测钢丝绳磨损量的方式进而判定自动平衡装置的改善性能，从而决定是否可适用于煤矿生产中，从而促使煤矿生产的安全指数、生产效率等都得到了深一层的保障。 参考文献 [1]杨志强.矿用提升机钢丝绳自动平衡装置结构优化研究[J].煤矿现代化，2020（04）：153-155+159. [2]张志民.钢丝绳张力液压自动平衡装置在提升机上的应用[J].煤矿机电，2018（04）：98-100. [3]陈照业. 多绳摩擦提升机钢丝绳张力不平衡问题分析[J]. 煤矿机电， 2016（1）：82-83. [4]张希强. 提升机钢丝绳张力自平衡装置油缸维护创新与实践[J]. 中国资源综合利用， 2018（6）. |
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