移設(shè)機(jī)提升力與水平力的計(jì)算

許源遠(yuǎn)

摘 要：礦石開采是工業(yè)文明的基礎(chǔ)同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐?，F(xiàn)今社會(huì)所需要的礦石量巨大，在礦石開采的過程中大量使用各種機(jī)械設(shè)備來提高礦石開采的數(shù)量和效率。在礦石開采的過程中，移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)是一種在露天礦場開采中應(yīng)用較多也是較為廣泛的一種設(shè)備。其能夠方便、快捷的將開采出來的礦石及時(shí)的輸送至礦車中。文章以YG-15型移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)為例對移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)的提升力和水平力的計(jì)算進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)；YG-15；提升力；水平力

前言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開礦石，在礦石的開采過程中，露天礦場是一種優(yōu)良的礦場，其挖掘方便、安全性高。在露天礦場的開采過程中為了提升礦場的開采及礦石的輸送效率，移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)在其中得到了較為廣泛的應(yīng)用。移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)是一種極為高效的連續(xù)型輸送設(shè)備，其能夠在各種復(fù)雜工況條件下進(jìn)行工作，適應(yīng)性極強(qiáng)。移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)在工作的過程中主要依靠的是移置機(jī)的機(jī)頭牽引鋼軌或是滑撬的方式來實(shí)現(xiàn)移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)的整體水平移動(dòng)，移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)最大的特點(diǎn)是無固定基礎(chǔ)，因此能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)條件。本文將以YG-15型移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)為例對移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)的提升力和水平力的計(jì)算進(jìn)行介紹。

1 移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)提升力的計(jì)算

在移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)上的夾軌器將會(huì)夾住鋼軌，在提升移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)，移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)上與鋼軌夾持緊的一側(cè)將會(huì)被提起，而另一側(cè)則仍然支撐在地面上。移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)提升時(shí)的受力模型簡圖如下（圖1d）所示。在圖1中，Q為移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)平置地面時(shí)鋼軌、軌枕上所承受的每米荷重，當(dāng)提升移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)，將會(huì)從Q中產(chǎn)生一個(gè)到被抬起一側(cè)鋼軌處的荷重的荷重分量，另一軌枕接地側(cè)的荷重分量則為被命為N，通過圖1d中的計(jì)算分析可以看出q為QL1與L2的商，而N則為Q與q的差，在提升移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)提升力的計(jì)算如下：在提升時(shí)，軌道從地面上緩緩升起并逐漸彎曲，兩側(cè)的支撐點(diǎn)A、B的轉(zhuǎn)角θ=0；A、B兩點(diǎn)之間并未存在約束力矩；移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)的軌道提升時(shí)并未產(chǎn)生較大的撓度，因此軌道沿軸向竄動(dòng)（沿x一軸）的竄動(dòng)量較小，因此可以將軌道上的A、B兩點(diǎn)假定為簡支梁（圖1b）。

對移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)提升力的計(jì)算應(yīng)當(dāng)按簡支梁支承條件計(jì)算。如圖1b所示，軌道上部承受均布載荷q及跨距中央受有提升力P。集中載荷P在A點(diǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角（逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)角為正）為：

式中，E為鋼軌彈性模數(shù)；Ix為慣性矩。

均布載荷q在A點(diǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角為：

QqA=-■

通過撓度計(jì)算解得：

設(shè)L為移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)中鋼軌的全長，當(dāng)P≤2/3qL時(shí)，可以按照撓度公式計(jì)算，當(dāng)P>2/3qL時(shí)應(yīng)當(dāng)按照簡支梁計(jì)算C點(diǎn)撓度，要將鋼軌全部提升時(shí)需要將提升力增加到P=qL。在提升力作用下鋼軌上的撓度可以作出圖2的曲線。

鋼軌的容許撓度：圖1c中，由FB產(chǎn)生的彎矩（使截面上部纖維受壓者為正）為：MFX=FBX=1/3qlx。同時(shí)，Mgx=-qx2/2，則Mx=MFX+Mgx=1/3qlx-1/3qx2。

2 移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)上單根鋼軌的水平拖曳力計(jì)算

在水平力的計(jì)算時(shí)，鋼軌承受水平作用力時(shí)鋼軌的移動(dòng)將承受q=f0N的摩擦力，當(dāng)軌道提升時(shí)鋼軌逐漸彎曲，靜止點(diǎn)A、B的轉(zhuǎn)角：θ=0。A、B兩點(diǎn)不可能有與F力方向一致（或相反）的集中外力（摩擦力），F(xiàn)A=FB=0，F(xiàn)=qL。跟模型簡化計(jì)算對于移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)的水平拖拽力按兩端固定支承的單跨梁模型來計(jì)算：F=q'L'。

3 移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)拖曳鋼軌時(shí)的水平力計(jì)算

3.1 從鋼軌中部拖曳時(shí)的水平力

在計(jì)算時(shí)，假定在第一條鋼軌的C點(diǎn)作用提升力，并將C點(diǎn)吊起。吊離地面的高度為L。移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)的移機(jī)牽引端被抬起，另一端著地（如圖1d）模型所示，在移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)吊起后為水平移動(dòng)需要施加一個(gè)水平方向的F力，鋼軌著地端在水平拖拽時(shí)與地面產(chǎn)生一個(gè)q'的摩擦力。移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)的鋼軌在F和q'的作用下，兩條鋼軌都會(huì)產(chǎn)生形變，如果移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)的軌枕剛度允許則無需考慮鋼軌變形對水平力的影響。如軌枕剛度不足，設(shè)鋼軌水平變形長度為L'，當(dāng)水平力F增大時(shí)，L'也將隨之增大，在進(jìn)行移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)水平拖拽力的計(jì)算時(shí)，L'

3.2 從軌道中部拖曳時(shí)

移設(shè)機(jī)從鋼軌中部拖出一個(gè)移設(shè)步距Z之后，進(jìn)行正常移道（移設(shè)機(jī)邊前進(jìn)邊移道）時(shí)，Z值不變，水平力F減少一半，移動(dòng)弧長l=l'/2不變，鋼軌所受彎曲應(yīng)力不變。

4 結(jié)束語

移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)在露天礦場中的應(yīng)用較為廣泛，其可以在橫向或是扇形區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，本文在分析移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)水平力和提升力特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對其建模計(jì)算方法進(jìn)行了分析介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]姚光華.移置式高強(qiáng)度膠帶運(yùn)輸機(jī)移設(shè)機(jī)功率選擇計(jì)算[J].化工礦物與加工，1976（5）：36-41.

[2]蔡學(xué)熙.軌道移設(shè)機(jī)計(jì)算中的幾個(gè)問題[J].化工礦物與加工，1977（2）：33-34+65.

[3]張淑芬，吳運(yùn)耕.移設(shè)機(jī)提升力與水平力的計(jì)算[J].工程機(jī)械，1982（10）：18-22.