楔形塊逆止器的設(shè)計(jì)及選型步驟淺析.doc

楔形塊逆止器的設(shè)計(jì)及選型步驟淺析單位名稱：北方重工集團(tuán)有限公司通用設(shè)備分公司 地 址：遼寧省沈陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)開(kāi)發(fā)大路16號(hào)郵 編：110860作者：王百重 趙冰摘 要：本文通過(guò)楔形塊逆止器的設(shè)計(jì)，給出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求和計(jì)算公式，應(yīng)用赫茨理論計(jì)算了楔形塊的強(qiáng)度，并對(duì)楔形塊的工作弧面以及它的楔合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，導(dǎo)出了楔形塊截面幾何尺寸的計(jì)算方法，確定彈簧力，最后介紹了逆止器的選型步驟。關(guān)鍵詞：楔形塊 逆止器 彈簧力 選型步驟引 言：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，冶金、化工、煤炭、港口等部門的輸送機(jī)也正向著大運(yùn)量、長(zhǎng)距離、高帶速、大傾角的方向發(fā)展，并具有高性能、長(zhǎng)壽命，低能耗等特點(diǎn)。作為帶式輸送機(jī)、板式給料機(jī)、斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)等有逆止要求的設(shè)備上所使用的防逆轉(zhuǎn)的安全保護(hù)裝置-逆止器，也向著安全可靠、靈敏度高、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的方向發(fā)展。該逆止器具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、使用安裝精度低、便于調(diào)整、工藝性好、制造容易等一系列優(yōu)點(diǎn)。1、 楔形塊逆止器的結(jié)構(gòu)與原理逆止器的工作原理是在內(nèi)圈與外圈形成的環(huán)形軌道之間，安放按一定規(guī)律排列的楔形塊、圓輥、彈簧等組成的楔合體，楔合體借助于彈簧的作用使異形塊兩偏心弧面與內(nèi)外圈相接觸，內(nèi)圈只能向一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。而當(dāng)內(nèi)圈反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在彈簧力的作用下，異形塊自動(dòng)鎖緊，通過(guò)力矩臂將逆止器的逆止力矩傳遞到基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)反向逆止（如下圖所示）。據(jù)轉(zhuǎn)速的高低，楔形塊逆止器一般有接觸式和非接觸式。2、楔形塊逆止器系列規(guī)格尺寸的確定楔形塊逆止器的系列規(guī)格尺寸確定方法如下：由它的承載能力通過(guò)軸受純扭載荷確定安裝軸孔徑范圍，然后由孔徑最大值確定一系列結(jié)構(gòu)參數(shù)，再用赫茨彈性理論，對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。2.1 孔徑范圍確定按軸受純扭載荷確定逆止器軸孔徑范圍，由扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度公式得： （2-1） 式中：max最大剪應(yīng)力 N/mm2許用剪應(yīng)力 N/mm2d內(nèi)圈軸孔徑值 mmMx計(jì)算扭矩 Nmm抗扭截面系數(shù) N/mm3其中=整理得 （2-2）2.2楔形塊強(qiáng)度的計(jì)算 楔形塊示意圖2.2.1 楔形塊接觸點(diǎn)上的壓力及強(qiáng)度計(jì)算Fa= （2-3）Fb= （2-4）式中 Wx-逆止器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N.mm) Ro、R-內(nèi)圈外徑和外圈內(nèi)徑(mm) Z-楔塊數(shù)目 、-內(nèi)、外圈接觸點(diǎn)上的楔角（）2.2.2 楔形塊與內(nèi)圈、外圈接觸處的強(qiáng)度條件楔形塊與內(nèi)圈接觸處的強(qiáng)度條件：=0.142 （2-5）或Ro=Do/2=0.216 （2-6） 楔形塊與外圈接觸處的強(qiáng)度條件：=0.142 （2-7）或R=D/2=0.216 （2-8）式中 E-材料的彈性模量 r-楔形塊工作面接觸點(diǎn)的曲率半徑mm l-楔形塊沿軸向德工作長(zhǎng)度 mm -許用切應(yīng)力（可查表所得）一般可取=Ro/r=44.5 2 3.52.2.3 楔形塊逆止器的參數(shù)選擇與尺寸計(jì)算楔形塊偏心距：e= （2-9）式中 -楔塊與內(nèi)、外圈接觸點(diǎn)所對(duì)的中心角（）sin= （2-10）通常取cos=1 因此e=Ro+2r-R2.3彈簧力確定楔形塊逆止器通過(guò)扭矩彈簧在軸頸處產(chǎn)生反傾力矩，而使楔形塊兩偏心圓弧面在逆止器反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與內(nèi)、外圈處于接觸狀態(tài),從而使逆止器達(dá)到楔緊狀態(tài)。在計(jì)算彈簧力時(shí)假定異形塊重心集中于回轉(zhuǎn)中心O點(diǎn)，根據(jù)彈簧力的選型公式選擇合適的彈簧。再根據(jù)其它應(yīng)力公式確定出楔形塊的其它尺寸，根據(jù)楔形塊的尺寸從而確定出內(nèi)外圈的相關(guān)尺寸。由此可以設(shè)計(jì)出一系列不同承載能力、不同轉(zhuǎn)速的逆止器，供不同的工作機(jī)械選擇。最后，出廠按照國(guó)家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布的逆止器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造及檢驗(yàn)。3、 楔形塊逆止器的選型步驟楔形塊逆止器的選型步驟主要是確定理論力矩的要求、最高轉(zhuǎn)速、孔徑和安裝形式以及確定逆止器軸伸的自由空轉(zhuǎn)方向。3.1 根據(jù)主機(jī)的工作特性選擇合適的逆止器規(guī)格。根據(jù)工作機(jī)的工況計(jì)算安裝逆止器軸的力矩Tc，按計(jì)算力矩確定所選逆止器的規(guī)格，要求其額定傳遞力矩大于或等于計(jì)算力矩值。即：Tc=StTTn ( 3-1)3.2根據(jù)安裝逆止器軸伸的轉(zhuǎn)速校驗(yàn)非接觸轉(zhuǎn)速，要求安裝逆止器的軸伸轉(zhuǎn)速大于或等于所選逆止器的非接觸轉(zhuǎn)速，同時(shí)要小于最高許用轉(zhuǎn)速。即NfNNmax （3-2）3.3根據(jù)主機(jī)安裝逆止器的內(nèi)圈軸伸旋向，確定所選逆止器的旋向代號(hào)，面對(duì)該軸伸頭觀察軸伸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，則所選逆止器的旋向代號(hào)標(biāo)記為“S”，反之則標(biāo)記為“N”。3.4分別按照主機(jī)安裝逆止器的內(nèi)圈的軸伸直徑確定所選的逆止器內(nèi)圈的安裝孔直徑，并按照參數(shù)表確定安裝軸伸長(zhǎng)度。根據(jù)上述四項(xiàng)條件所確定的規(guī)格、旋向和安裝孔直徑按照標(biāo)記符號(hào)的意義事例規(guī)定確定。結(jié)論：該產(chǎn)品應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)用范圍遍布我國(guó)的鋼鐵企業(yè)、碼頭主運(yùn)輸線及煤礦井下主提升設(shè)備、水泥廠斗式提升設(shè)備等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試及用戶反饋來(lái)看，具有如下特點(diǎn)：該產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修方便、動(dòng)作可靠等優(yōu)點(diǎn)。尤其是我公司的NYD、NF等系列楔形塊逆止器技術(shù)不斷成熟，產(chǎn)品形式不斷創(chuàng)新，跟上了市場(chǎng)日趨多樣化的步伐。參考文獻(xiàn)：1、劉鴻文.材料力學(xué).高等教育出版社.19922、徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)