什么是平行折线绳槽塑衬?平行折线绳槽塑衬的结构、参数?
1.1 设计结构
平行折线绳槽塑衬的结构如图 1、2 所示,包含 2 个折线段塑衬和 2 个平行段塑衬,每个折线段过渡半个节距。在一个缠绕周期内,平行折线绳槽塑衬有2 个直线区缠绕绳槽和 2 个折线区绳槽。在多层缠绕时,钢丝绳大部分时间在已缠绕到卷筒上的钢丝绳形成的直线区绳槽中缠绕,能够保证钢丝绳缠绕的稳定性;钢丝绳仅在折线区发生交叉,大大减小了钢丝绳的摩擦磨损,提高了其使用寿命。平行折线绳槽塑衬的过渡块用以给钢丝绳在层间、圈间过渡缠绕时,提供不间断的支撑。
图1 平行折线绳槽塑衬的结构
折线段塑衬Ⅰ 2.平行段塑衬Ⅰ 3.折线段塑衬Ⅱ4.平行段塑衬Ⅱ 5.过渡块Ⅰ 6.过渡块Ⅱ
图2 平行折线绳槽塑衬的展开图
1.2 设计参数
平行折线绳槽塑衬的基础设计参数可部分参考相关标准,主要参数有塑衬长度 L、绳槽节距 T、绳槽深度 f 等,如图 3 所示。图中,H 为塑衬厚度,φ 为纲丝绳直径,R 为卷筒名义直径。
图3 平行折线绳槽塑衬的截面及各项参数
JB/T 10994—2010《缠绕式矿井提升设备用塑料衬板》中对于塑衬的长度 L 规定如下:为便于安装,塑料衬板长度 L 应以提升设备卷筒宽度尺寸减 5~ 10 mm 为宜。
需要注意的是,上述标准的规定主要是为了便于安装。当卷筒采用工程塑料时,线膨胀系数 α塑=(10.8~ 11.2)×10-5/C°;当卷筒采用 Q345A 时,线膨胀系数 α钢=(10.6~ 12.2)×10-6/C°。二者的线膨胀系数差别较大,在温度变化时,塑衬和卷筒之间会发生相对变形。温度变化时,两种材料的相对变形量
假设塑衬安装时的环境温度为 5 C°,使用环境温度为 40 C°,则温度变化量为 35 ℃,根据式 (1) 计算得到塑衬相对变形量如表 1 所列。
表1 塑衬的相对变形量
由表 1 可知,在使用环境比安装环境温度升高35 C°的条件下,当卷筒宽度大于 1.5 m 时,塑衬的相对变形量会大于 5 mm;当卷筒宽度大于 3 m 时,塑衬相对变形量会大于 10 mm。因此,在较低温度下安装塑衬时,建议塑衬生产和使用单位将该公差适当加大。塑衬的推荐节距 T 如表 2 所列。
表2 推荐节距
塑衬的绳槽深度 f (推荐值)
1.3 绳槽过渡区长度及其夹角设计
平行折线绳槽塑衬包含 2 个过渡区,每个过渡区过渡半个节距。过渡区的长度与两过渡区之间的夹角如图 4 所示。
图4 绳槽过渡区及夹角
根据相关研究成果,过渡区长度 γ (推荐值)
两过渡区的夹角由非对称系数 K 决定,K=0.8(推荐值)。
1.4 过渡块的设计及安装
过渡块的作用是给在提升机卷筒上缠绕的钢丝绳提供不间断的支撑,并对其层间过渡和圈间过渡进行引导。过渡块形状设计较为复杂,可参考文献[5-6],在此不再赘述。本研究主要探讨平行折线绳槽塑衬过渡块的安装问题及其解决方案。
对于平行折线绳槽塑衬而言,过渡块如果采用钢材质,则安装比较困难;如果采用尼龙材质制成相同形状,则过渡块横截面积较小,在钢丝绳缠绕时的重压和冲击下,过渡块容易发生脆性断裂。因此考虑,与平行折线绳槽套相比,平行折线绳槽塑衬少缠绕 1~2 圈钢丝绳,从而使过渡块增加一定的宽度,使其能用螺栓固定在挡绳板上。
由图 5 可见,平行折线绳槽套的长度
图5 平行折线绳槽套的长度
图6 过渡块的截面形状及平行折线绳槽塑衬长度