調車絞車鋼絲繩托輥裝置改進研究

李傳軍 秦興 王剛

【摘 要】本文主要介紹了調車絞車鋼絲繩托輥裝置，調車絞車系統，托輥的受力分析等，闡述調車絞車鋼絲繩在生產使用中，托地磨損問題，原托輥裝置的結構特點等，進行了綱絲繩受力分析，提出了改造方案，成功地將托輥應用在調車絞車上。解決了調車絞車鋼絲繩托地磨損問題，并取得了可觀的經濟效益。

【關鍵詞】調車絞車；鋼絲繩托輥裝置；改進研究

一、前言

調車絞車是選煤廠用來待裝鐵路的重要設備，也是選煤廠產生經濟效益的設備之一。其中，絞車的鋼絲繩是裝車系統中的重要組成部分，是牽引鐵路待裝的關鍵設施。其費用約占選煤成本的40%。鋼絲繩的使用壽命直接關系到選煤廠的經濟效益。因此，如何延長鋼絲繩的使用壽命就顯得尤為重要。

二、調車絞車鋼絲繩托輥裝置

1.調車絞車系統

絞車電機貫穿耦合驅動減速器并通過主引擎的開齒輪驅動兩組驅動滑輪。開式齒輪一側的兩個傳動輪是一組，且繩輪的直徑，轉速和旋轉方向相同。鋼絲繩平行纏繞在滑輪的U形槽中，鋼絲繩與滑輪槽之間的摩擦力用于拉動鐵牛運輸列車。

滾筒是用于絞車系統的部件，用于提升牽引鋼絲繩，防止鋼絲繩因與鐵路枕木或地面摩擦而受損。它通常用于礦山，港口碼頭或發電廠，水泥廠等。有必要使用分流絞盤來拉鐵路貨車，并在露天戶外環境中裝載和卸載散裝散裝物料。圖1顯示了絞車系統中的托輥布局。圖2顯示了牽引繩和托輥的工作狀態。

1.轉向輪2.鐵路機車車皮3.托輥4.牽引鋼絲繩5.減速器6.裝車站7.張緊機構

1.牽引鋼絲繩 2.滾筒

由于牽引繩索的布局很長，傳統的分流絞車分流滾輪通常不使用帶槽凹槽的滾筒，而是使用整體鑄鐵或鑄鋼圓柱滾筒滾筒（見圖3）。這種托輥的優點是水平方向安裝精度不高，加工工藝相對簡單。缺點是輥子耗材多，表面難以硬化，使用壽命短。一旦鼓由于磨損而損壞，整個托輥就會報廢。因此，在過去的使用中，用戶不得不花費大量的人力和物力來購買滾筒更換。

1.支架2.軸承壓蓋3.定軸4.滾筒5.牽引鋼絲繩

為了解決絞車托輥使用壽命短的問題，結合實際情況，對托輥的受力情況，使用和磨損過程，結構和制造工藝進行了全面的研究和分析。

2.鐵牛與勾鐵與詹天佑鉤和列車鉤，下由連接器和鋼絲繩連接，分流絞車帶動鋼絲繩牽引鐵牛車操作；在牛體的牽引端有一個繩輪和另一端的鋼絲繩，調整絞車帶動鋼絲繩牽引鐵牛在反向操作。

3.張緊裝置由一個塔架，一個重物和兩個輪子組成。通過重力補償來緊固小車，用于調整和補償鋼絲繩的長度和張力，使得絞車的鋼絲繩始終保持恒定的張力。

4.張緊臺車由滑輪和牽引架組成，由張緊裝置的鋼絲繩沿軌道運行。執行絞車松繩的張緊作用。

5.電氣控制系統使用ATS48軟啟動-軟停止單元。

（1）適用范圍：適用于頻繁起動的設備。

（2）特點：無級變速啟停，減少設備啟停時的磨損，啟動電流小，對電網的影響小。

（3）保護功能：熱保護，欠壓保護，電機相保護，過流保護，漏電保護。

6.托輥的力分析

在工作過程中，牽引鋼絲繩騎在滾筒的摩擦表面上，形成一個小的摩擦包角α（見圖4）。包角α與鋼絲繩的松緊程度有關，與相鄰托輥的安裝高度差有關。

從圖4可以看出，滾筒兩側的鋼絲繩主動邊張緊力S1和從動邊張緊力S2滿足撓性體傳動理論

S1=KS2eμα （1）

式中

e———自然對數的底數，e=2.718282；

μ———鋼絲繩與滾筒表面的滾動摩擦因數，與材料及潤滑程度有關；

α———鋼絲繩與滾筒形成的摩擦包角，與托輥的安裝高度差及鋼絲繩的松緊程度有關；

K———鋼絲繩的起動載荷系數，與起動速度與載荷有關。

而滾筒兩側的摩擦阻力

F=S1-S2 （2）

由式（1）、式（2）看出，托輥滾筒上的摩擦阻力與鋼絲繩和滾筒表面的滾動摩擦因數μ有關，與鋼絲繩和滾筒形成的摩擦包角α有關。可以通過改善滾筒的摩擦因數，改善托輥的安裝精度與牽引鋼絲繩的張緊程度，降低托輥滾筒的摩擦力，提高托輥的使用壽命。

三、調車絞車鋼絲繩托輥裝置的改造及應用

1.原托輥裝置的結構特點

原始滾筒裝置的結構如圖3所示。其特點是：支架安裝在軸的兩側；軸的兩端設有開口槽以防止軸旋轉；擋板安裝在軸兩端的卡槽內，蓋布置在輥的兩個內孔處并穿過。螺栓安裝在滾輪上以防止軸承的軸向移動；軸承壓裝在軸上，軸承的外圈與滾輪的內孔配合。在原來的結構中，鋼絲繩在輥子的外圓槽中移動。當滾筒的外圓槽磨損時，滾筒裝置需要整體更換。

圓槽磨損后，滾輪裝置需要整體更換。（1）鋼絲繩的彈性變形使鋼絲繩的位置在原來的托輥和壓輥上前后擺動。當瞬時速度發生變化時，鋼絲繩會在原來的托輥和壓輥的外圈上下左右擺動，造成原來的托輥和壓輥。嚴重磨損和短暫的生活。（2）露天使用過程中存在人身安全隱患。（3）經常更換原來的托輥和壓輥，并需要整體更換，用戶維修費用高。

2.改造后托輥裝置的結構特點

改造后的滾筒裝置的結構：軸承安裝在軸上，滾筒安裝在軸承的外圈上，耐磨套筒安裝在滾筒的外圈上，密封件密封圈安裝在蓋的密封槽內，蓋通過螺栓與滾輪固定。

（1）耐磨套筒由特殊的耐磨材料制成。根據鋼絲繩的直徑，將耐磨套的外圈中部加工成弧形槽。當鋼絲繩位于耐磨套筒的弧形槽的上方時，可用作軌道。滾筒使用；當鋼絲繩位于耐磨套筒的弧形凹槽的下方時，它被用作軌道中的滾筒。

（2）磨損后直接磨損套筒，維護成本低。在上部支架或下部支架的兩側設有一個U形槽口，便于裝卸。軸的兩端安裝在U形槽口中。擋板卡在軸兩端的凹槽中，并固定在上支架或下支架的兩側，以防止軸旋轉。當鋼絲繩放入由兩個耐磨套筒形成的弧形凹槽中時，解決了鋼絲繩上下和左右擺動的問題。分線絞車絲繩滾輪裝置的使用壽命長，避免了露天作業時人身安全的隱患。

四、結束語

總之，調車絞車系統改造，托輥在調車絞車的應用，既減少了鋼絲繩的摩擦阻力，又延長了鋼絲繩的使用壽命。從而提高了調車絞車的牽引效率，縮短了裝車時間，同時減少了故障時間和維修量，減輕了職工的勞動強度，杜絕了因磨損造成的故障損失，給企業帶來明顯的經濟效益。

【參考文獻】

[1]李松民.托輥在調車絞車的應用[J].煤礦機械，2016，31（3）：213-214.