一種可調(diào)節(jié)牙輪鉆機(jī)提升鏈條松緊裝置的設(shè)計(jì)

把明儒

(酒泉鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司物流中心，甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

0 引 言

穿孔作業(yè)是礦山生產(chǎn)作業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，其工藝性能技術(shù)指標(biāo)對(duì)整個(gè)礦山生產(chǎn)工藝有著直接的影響[1]。KY-200B牙輪鉆機(jī)系露天采礦中型穿孔設(shè)備，KY-200B型牙輪鉆機(jī)作業(yè)時(shí),其回轉(zhuǎn)減速箱上的提升鏈條會(huì)發(fā)生張緊不一致的現(xiàn)象，這會(huì)造成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與定位平臺(tái)導(dǎo)向套軸線同軸度下降，鉆桿不易對(duì)接、鉆桿彎曲、鉆孔數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、加劇鉆架滑道和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑塊的磨損等問(wèn)題。筆者通過(guò)對(duì)牙輪鉆機(jī)回轉(zhuǎn)提升裝置進(jìn)行改造，在鏈條和回轉(zhuǎn)減速箱之間添加調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板可以方便快捷的調(diào)整鏈條的張緊度，使牙輪鉆機(jī)的兩根鏈條張緊度一致，減少鏈條張緊度不一致時(shí)出現(xiàn)的設(shè)備問(wèn)題，從而提高檢修效率、孔徑數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高牙輪鉆機(jī)作業(yè)效率。

1 牙輪鉆機(jī)使用狀況及問(wèn)題

牙輪鉆機(jī)回轉(zhuǎn)提升裝置是由提升鏈條和回轉(zhuǎn)減速箱等組成。牙輪鉆機(jī)提升鏈條一頭與回轉(zhuǎn)減速箱相連接，為固定連接，無(wú)法調(diào)節(jié)，如圖1，這一機(jī)構(gòu)主要控制鉆桿的回轉(zhuǎn)、上升與下降，是設(shè)備的主要點(diǎn)檢維護(hù)部位。

圖1 改造前提升鏈條與回轉(zhuǎn)減速箱連接圖

提升鏈條左、右張緊不一致時(shí)，這不僅會(huì)造成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與定位平臺(tái)導(dǎo)向套軸線同軸度下降，加劇鉆架滑道和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑塊的磨損、鉆桿彎曲、打孔不垂直、孔徑數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，而且孔徑數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確會(huì)影響中深孔爆破的質(zhì)量，更嚴(yán)重還會(huì)影響后續(xù)的鏟裝運(yùn)輸[2]。對(duì)牙輪鉆機(jī)鏈條張緊度調(diào)節(jié)的改造能夠減少設(shè)備的維修成本，提升鏈條左右張緊不一致，打孔時(shí)會(huì)造成鉆桿彎曲，重新調(diào)整鏈條張緊度需檢修人員爬上鉆架頂部調(diào)整鞍座位置，需由吊車配合作業(yè)，這種高空、多工種配合作業(yè)存在極大地安全隱患，且勞動(dòng)效率低、強(qiáng)度大、十分繁瑣。

提升鏈條左、右張緊不一致時(shí)，會(huì)造成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與定位平臺(tái)導(dǎo)向套軸線同軸度大幅度下降，如圖2所示，圖中x為鏈條偏移長(zhǎng)度，a為偏移夾角，y1為回轉(zhuǎn)減速箱接頭偏移量，y為鉆桿下絲頭偏移量。根據(jù)公式計(jì)算得出x=1 000 tana/2, tana=x/500

所以y1=1 500 tana

y1=1 500x/500=3x

y=10 000 tana

y=10 000x/500=20x

綜上所述，左邊提升鏈條上升1 mm,右邊提升鏈條下降1 mm，回轉(zhuǎn)減速箱接頭就偏移3 mm, 鉆桿下絲頭就偏移20 mm。

圖2 回轉(zhuǎn)減速箱軸線偏移圖

鉆桿對(duì)接螺紋為錐形螺紋，錐度為1:4，螺距t=12.7 mm,首桿下絲頭螺紋下口最大為140 mm,末桿上絲頭上口最小為90 mm, 如圖 3所示，如果首桿下絲頭軸線偏移量超過(guò)25 mm, 首桿下絲頭和末桿上絲頭就無(wú)法對(duì)接。根據(jù)圖2所示得出的計(jì)算公式y(tǒng)=20x，得出x=1.25 mm，即左右兩根鏈條的長(zhǎng)度相差2.5 mm以上，首桿下絲頭和末桿上絲頭就無(wú)法對(duì)接。

牙輪鉆機(jī)的軸壓力為70 kN，即兩根鏈條的拉力之和為70 kN，當(dāng)兩根鏈條的長(zhǎng)度相差較大時(shí)，只有較短的一根鏈條受力，即此時(shí)鏈條的提升力為35 kN，即可提升重量M=35000/9.8=3 571 kg。

根據(jù)公式計(jì)算滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)

式中：μ為鋼對(duì)鋼的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，通過(guò)查資料得到鋼對(duì)鋼的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2～0.3，取μ=0.3；N為鉆架滑道和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑塊的相互間的正壓力，N=Fsin а

計(jì)算得出滑動(dòng)摩擦力：

f=2×0.3×3 571 sin а=2 142.6 sin а

向上提升回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時(shí)提升力F1=Fcos а-f-G

式中：G為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與鉆桿的自重，G=3 550 kg

F1=3 571 cos а-2 142.6 sin а-3 550

當(dāng)а≥0.4°時(shí)F1≤0，此時(shí)無(wú)法提動(dòng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，還會(huì)拉斷鏈條。

2 可調(diào)節(jié)牙輪鉆機(jī)提升鏈條張緊度裝置設(shè)計(jì)[3]

經(jīng)過(guò)對(duì)鏈條張緊度調(diào)節(jié)的測(cè)量，及受力分析，設(shè)計(jì)加工兩套調(diào)整裝置[4]，然后將此裝置安裝在提升鏈條與回轉(zhuǎn)減速箱的連接處，需要時(shí)進(jìn)行調(diào)整鏈條的張緊度，如圖4。

圖3 絲頭對(duì)接圖 圖4 改造后提升鏈條與回 轉(zhuǎn)減速箱連接圖

原鏈結(jié)板和鏈條均采用40Cr鋼鍛造而成，自制鏈條調(diào)整裝置采用45Cr鋼制造而成，自制鏈條調(diào)整裝置抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于原鏈結(jié)板的抗拉強(qiáng)度[3]。

在兩根鏈條與回轉(zhuǎn)減速箱連接處安裝一個(gè)調(diào)節(jié)鏈條張緊度裝置，通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)板聯(lián)接孔的位置，就可以調(diào)整提升鏈條的張緊度?？?為標(biāo)準(zhǔn)孔，每往左邊移一孔，鏈條長(zhǎng)度就減少1 mm, 每往右邊移一孔，鏈條長(zhǎng)度就增加1 mm，如圖5。

圖5 調(diào)節(jié)板尺寸圖

增加自制鏈條調(diào)整裝置后，鏈條張緊度調(diào)節(jié)過(guò)程中只需用調(diào)節(jié)其中一根鏈條的調(diào)節(jié)板安裝位置，就可以快速地調(diào)整鏈條張緊度，使用鉆桿軸線恢復(fù)到正常水平。如將較長(zhǎng)鏈條的調(diào)節(jié)板安裝位置由孔5更換為孔3(或者將較短鏈條的調(diào)節(jié)板安裝位置由孔5更換為孔7)，這樣較長(zhǎng)鏈條的長(zhǎng)度就會(huì)縮短2 mm(較長(zhǎng)鏈短的長(zhǎng)度就會(huì)增加2 mm),左右兩根鏈條的長(zhǎng)度相差會(huì)由2.5 mm減為0.5 mm, 首桿下絲頭的偏移量會(huì)由25 mm減為5 mm, 這樣首桿下絲頭和末桿上絲頭就能順利對(duì)接，大大減低鉆架滑道和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑塊的磨損，提高提升鏈條的使用壽命。

有了調(diào)節(jié)板就可方便、快捷調(diào)節(jié)鏈條張緊度，避免了由于提升鏈條張緊不一致使得回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與定位平臺(tái)導(dǎo)向套軸線同軸度下降，鉆桿不易對(duì)接、鉆桿彎曲、鉆孔數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、加劇鉆架滑道和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑塊的磨損等問(wèn)題[5]，從而減少設(shè)備事故的發(fā)生，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)牙輪鉆機(jī)提升鏈條張緊度調(diào)節(jié)的改造，很好的解決了我礦對(duì)這一現(xiàn)狀的難題，這不僅延長(zhǎng)了鉆架滑道、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑塊、鉆桿的使用壽命，排除了事故隱患，還能減少對(duì)生產(chǎn)的影響，降低了生產(chǎn)成本。