纏繞式卷揚機滾筒襯板繩槽切削裝置的設計與應用

李衛權，鄒克武，劉春哲，李書儉

(1.承德石油高等專科學校 機械工程系，河北 承德 067000;2.河北峪耳崖黃金礦業有限責任公司，河北 承德 067000)

礦山上纏繞式卷揚機筒體襯板一般采用木料制作，它加工和安裝簡單，使用壽命長，成本低，對卷揚筒體和提升鋼絲繩都有一定的保護作用，因此被普遍使用。在實際生產中，由于襯板上沒有繩槽，提升鋼絲繩纏繞時受各種因素影響(如卷揚機天輪安裝精度的誤差等)，導致鋼絲繩在襯板上排列不規則，造成每圈之間的間隙不均勻，第二層和第一層之間互相咬合現象嚴重，縮短鋼絲繩壽命，給安全帶來隱患，增加成本，影響正常生產。比如說，河北峪耳崖黃金礦業有限責任公司使用的2JK2.5*1.5卷揚機，其應用的礦井井深430 m，所用提升鋼絲繩直徑為Φ32.5 mm，鋼絲繩使用壽命長一般為30 d左右，短則十幾天，且因此引發過人員傷害事故。因此，在方便實施及低成本的基礎上，確保鋼絲繩在筒體上規則纏繞、避免咬合，大幅度降低鋼絲繩的磨損速度成為解決問題的關鍵。

1 解決問題思路

以2JK2.5*1.5卷揚機為例說明。開發一套能在卷揚機應用現場對卷揚機滾筒襯板進行繩槽切削的裝置，通過繩槽的引導保證鋼絲繩在筒體上規則纏繞，避免過快磨損。該裝置的主要原理是:在卷揚機主軸上加裝主動鏈輪，借用C630普通車床刀架部件并做適當改裝，即在絲杠軸一端加裝從動鏈輪，通過鏈傳動實現絲杠轉動完成卷揚機筒體襯板上繩槽的切削。裝置的基本結構如圖1所示[1］。

2 裝置主要參數設定

1)卷揚機滾筒襯板上繩槽的螺距:提升鋼絲繩的直徑為32.5 mm，鋼絲繩纏繞整齊后為一左旋或右旋螺紋形狀，根據安全標準，同層鋼絲繩的繩圈之間應有0.5 mm～2 mm間隙，故確定繩槽螺距為33 mm～34.5 mm之間。

2)刀架總成中絲杠選擇:梯形絲杠具有傳動效率高，定位準確，承載力大并且具有自鎖功能，所以選用梯形絲杠。基于繩槽切削負荷不大和絲杠本身加工等因素的考慮，選用T65*12的絲杠比較合適。

3)計算鏈輪齒數比:設Z1和Z2分別為主、從動輪的齒數，其比值應為絲杠和繩槽螺距的反比，即有[2］:

4)鏈輪齒數選取:根據卷揚機主軸尺寸，選擇主動鏈輪的齒數為:Z1=65，由傳動比計算出從動鏈輪的齒數為:Z2=23。

5)滾子鏈條選取:本裝置使用頻率較低，承受載荷不大，故選用較常用的12A型套筒滾子鏈條，節距 P=19.05 mm，其傳動最大中心距為80*P，即1 524 mm，能滿足使用要求[3］。

3 裝置設計及安裝注意事項

3.1 主動鏈輪的結構及安裝

為了不破壞卷揚機的主軸及考慮安裝的方便，主動鏈輪采用從直徑處對分的兩體結構，并通過一專門設計和加工的抱箍安裝在卷揚機的主軸一端，抱箍和鏈輪固聯。主動鏈輪基本結構如圖2所示。

3.2 刀架總成的設計

刀架借用C630普通車床刀架，安裝在與絲杠配合的絲母上，絲母與刀架固聯。為保證刀架工作平穩，在絲杠兩側設計了兩根平行光杠，刀架總成通過與其固聯在一起的兩個導向套與絲杠配合，起到給刀架導向的作用[3］。刀架總成基本結構如圖3所示。

3.3 刀桿

刀桿采用45號碳素結構鋼鍛造而成，長短根據卷揚機擋繩板形狀確定，尺寸一般為1.3m左右。

4 應用效果

針對2JK2.5*1.5卷揚機滾筒襯板繩槽的切削裝置，結構簡單合理，制造成本低，安裝使用方便，深受操作者的歡迎。在現場對卷揚機襯板切出繩槽后再使用，鋼絲繩纏繞不再跑偏，其壽命可提高到一年。

卷揚機滾筒襯板繩槽切削裝置基本結構適用于各種型號的纏繞式卷揚機，在絲杠參數不變的情況下，改變鏈輪參數、抱箍尺寸，并經相應的加工、安裝，即可切削出滾筒襯板上的不同螺距。絲杠加工制作時，也可根據實際條件做成兩段式結構，中間用聯軸器連接。該裝置具有較好的實用價值。

[1]韓兵奇.DQ70頂驅減速裝置傳動方案的研究[J］.承德石油高等專科學校學報，2010(1):16－19.

[2]孫占剛.機械設計基礎[M］.北京:化學工業出版社 ，2013.

[3]成大先.機械設計手冊(第四版)第3卷[M］.北京:化學工業出版社 ，2002.

[4]戴曙.金屬切削機床[M］.北京:機械工業出版社，2013.