【正文】 果園雙軌運(yùn)輸機(jī)的鋼絲繩張緊裝置設(shè)計(jì)書 研究的目的與意義目的：本課題是對(duì)果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置設(shè)計(jì)，其目的是能夠較好的解決該類型運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩變長(zhǎng)松弛無法正常運(yùn)行等問題。意義：鋼絲繩張緊裝置是雙向牽引式果園雙軌運(yùn)輸機(jī)的核心部分，張緊裝置的好壞將直接整個(gè)運(yùn)輸機(jī)的性能，所以，對(duì)其研究具有非常重要的意義。另外，本課題適應(yīng)當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用要求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其它各裝備張緊技術(shù)的應(yīng)用具有參考價(jià)值。 運(yùn)輸機(jī)張緊裝置國(guó)內(nèi)外研究概況現(xiàn)階段我國(guó)在農(nóng)業(yè)軌道運(yùn)輸方面的研究應(yīng)用還比較少，特別在山地軌道運(yùn)輸方向，發(fā)展速度還落后不上國(guó)際水平很遠(yuǎn)，依舊處于低水平層次，并且對(duì)其的大部分研究還在試驗(yàn)方面[7]，不過，我們可以借鑒其他的軌道運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展來研究推進(jìn)山地果園的軌道運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展。如近年來，我國(guó)對(duì)山地果園運(yùn)送機(jī)械的研究,研發(fā)了固定式雙軌運(yùn)輸機(jī)、單軌運(yùn)輸機(jī)和無軌運(yùn)輸機(jī)、自走式大坡度雙軌運(yùn)輸機(jī)、鏈?zhǔn)窖h(huán)索道運(yùn)輸機(jī)等[6]。但是,國(guó)內(nèi)外系列機(jī)型均需按果園實(shí)際坡型試制、戶外施工難度大、制作周期較長(zhǎng)、難以實(shí)現(xiàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)[6]。另外，該系列運(yùn)輸機(jī)無法搬移,且設(shè)備利用率較低。針對(duì)這些問題，目前有一種可拆裝、操作簡(jiǎn)單和質(zhì)量輕便的拆裝雙向牽引式雙軌運(yùn)輸機(jī)，但針對(duì)此種雙向牽引式雙軌道運(yùn)輸機(jī)，在運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)行、制動(dòng)過程及各種復(fù)雜路況下鋼絲繩發(fā)生蠕變，使鋼絲繩變長(zhǎng)而松弛，故，張緊裝置就顯得異常重要。由于對(duì)各式運(yùn)輸機(jī)而言，其張緊裝置都非常重要，所以已經(jīng)有許多專家學(xué)者對(duì)它進(jìn)行了充分的研究，并將其發(fā)展概況大致歸納為下面幾個(gè)階段[3]：第1階段，屬于純機(jī)械式張緊階段。這個(gè)階段的張緊裝置有：螺旋式張緊、重錘式張緊、固定絞車式張緊。其中，重錘式張緊主要由滑輪組和重錘塊組成的系統(tǒng)拉動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)繩變長(zhǎng)松弛的補(bǔ)償而達(dá)到拉緊目的。特點(diǎn)是當(dāng)繩伸長(zhǎng)時(shí)，能夠很好的自動(dòng)吸收繩的伸長(zhǎng)。而螺旋式張緊和固定絞車式張緊其在運(yùn)輸機(jī)工作過程中它的位置是不變的。因此，當(dāng)繩發(fā)生張緊力下降而松弛時(shí)，只能通過人工調(diào)節(jié)張緊。[3] 第2階段，張緊力半自動(dòng)式。機(jī)械絞車張緊裝置則是這個(gè)階段的主要產(chǎn)物，但其只能在運(yùn)輸機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)自動(dòng)張緊，使穩(wěn)定工作時(shí)的牽引繩張力維持恒定，而在啟動(dòng)、制動(dòng)及其他不穩(wěn)定情況下張緊力則不能調(diào)節(jié)。其特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)上帶閘開關(guān)，張緊與停止時(shí)分別對(duì)應(yīng)閘松開與閘關(guān)緊。機(jī)械絞車張緊裝置工作的時(shí)間較短，主要是其停車等待狀態(tài)占據(jù)大部分時(shí)間。[3] 第3階段，屬于張緊力自動(dòng)可調(diào)階段。該階段主要有：液壓缸自動(dòng)張緊和液壓絞車自動(dòng)張緊，如國(guó)內(nèi)外常用的 KJ2029 型礦用運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)張緊裝置、YZL型液壓絞車自動(dòng)張緊裝置、澳大利亞 ACE 公司生產(chǎn)的 APW 型自動(dòng)張緊裝置等，這類張緊裝置能根據(jù)各種情況自動(dòng)調(diào)整牽引繩的張緊力，特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)上不帶閘，但不能停機(jī)，故其耗能大，不經(jīng)濟(jì)。液壓缸式張緊則是蓄能器和液壓泵一起運(yùn)行的原理。[3] 張緊裝置的分類運(yùn)輸機(jī)張緊裝置據(jù)其工作方式的異同可分為：①固定式張緊、②重錘式張緊、③自動(dòng)式張緊[3]。（1）螺旋式張緊裝置和固定絞車式張緊裝置均屬于固定式張緊。其中，螺旋張緊裝置其組成由螺母螺桿的螺旋副拉動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲繩變長(zhǎng)松弛的補(bǔ)償。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定螺母與可動(dòng)機(jī)架同時(shí)前行或后退，使?fàn)恳K張緊或松弛。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是張緊行程過小，可用于較短距離的運(yùn)輸機(jī)。螺旋張緊時(shí)，牽引繩拉長(zhǎng)松弛后，其不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊；螺桿和滑道之間可能會(huì)被灰塵堵塞或因螺桿生銹，導(dǎo)致螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)不靈敏或無法調(diào)節(jié)；而長(zhǎng)時(shí)間使用容易磨損，發(fā)生彎曲等問題，所以調(diào)節(jié)螺桿不能太長(zhǎng)，故，影響張緊行程的調(diào)節(jié)；而固定絞車張緊裝置，其的絞車通常依靠蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)卷筒纏繞鋼絲繩從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)的張緊。固定絞車張緊裝置雖體積小但張緊力大，因此被廣泛用于煤礦井下的運(yùn)輸機(jī)中；缺點(diǎn)是只能依據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)好以后其張緊力不能改變。所以，當(dāng)膠帶或牽引繩由于絞車或控制系統(tǒng)發(fā)生問題產(chǎn)生時(shí)，張緊力不能得到及時(shí)的調(diào)節(jié)，故其安全可靠性功能方面相對(duì)較低。[3,8,9]（2）垂直重錘和重錘車式均屬于重錘式。而垂直重錘式又包括單重錘式和多重錘式[3]。它們都是靠重錘塊自重張緊，故可以及時(shí)使?fàn)恳K重新張緊。但其建塔花費(fèi)較高，而且對(duì)空間要求也大；此外，張緊裝置若下方堆滿雜物，不能及時(shí)清理，重錘塊將會(huì)被托起而實(shí)現(xiàn)不了張緊；因靠人工增減重錘來調(diào)節(jié)牽引繩張力，故調(diào)節(jié)操作不方便且不太準(zhǔn)確[2]。 而重錘式小車張緊，則靠重錘塊通過繩索牽引小車實(shí)現(xiàn)張緊，它也有占據(jù)空間大、現(xiàn)場(chǎng)管理不方便等缺陷。（3）自動(dòng)式張緊。隨著科技的日益發(fā)展，在近代運(yùn)輸機(jī)機(jī)中被廣泛應(yīng)用的是更好用的自動(dòng)式張緊，其既可以使運(yùn)輸機(jī)方便布置，又能自動(dòng)及時(shí)補(bǔ)償牽引繩的拉長(zhǎng)松弛。自動(dòng)式張緊根據(jù)其驅(qū)動(dòng)形式的異同，可將其分為電驅(qū)動(dòng)絞車張緊和液壓驅(qū)動(dòng)油缸張緊。電驅(qū)動(dòng)絞車張緊裝置特點(diǎn)是配有張力傳感器，檢查牽引繩的張力，當(dāng)牽引繩張力變化超過運(yùn)輸機(jī)正常工作的范圍時(shí)，裝置快速響應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)以保證運(yùn)輸機(jī)的正常工作；由于受傳感器質(zhì)量、機(jī)械系統(tǒng)慣性及信號(hào)延遲等因素影響，自動(dòng)式張緊有誤操作情況，其使用效果受一定影響。而液壓驅(qū)動(dòng)油缸張緊是根據(jù)油缸對(duì)張緊卷筒施加張力，可依據(jù)運(yùn)輸機(jī)工作的需要及時(shí)對(duì)張緊力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，但需要液壓站和油缸一直處于運(yùn)行狀態(tài)，這將使功耗加大。[3,9] 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和重點(diǎn)本設(shè)計(jì)主要是研究果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置基本原理和設(shè)計(jì)，以山地雙軌道運(yùn)輸機(jī)為對(duì)象，并根據(jù)運(yùn)輸機(jī)對(duì)張緊裝置的要求，設(shè)計(jì)出符合要求的張緊裝置。論文主要包含以下內(nèi)容：（1）闡述果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)、張緊裝置的基本原理；（2）選擇張緊方式（手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)）和選擇張緊裝置（重錘式、絞車式、螺旋式）；（3）分析運(yùn)輸機(jī)對(duì)張緊裝置的要求；（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析；（5）三維建模并生成二維圖紙；（6）動(dòng)畫仿真；其中重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容為：（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析；（2）三維建模。 研究方法與技術(shù)路線圖（1）文獻(xiàn)研究法 通過查閱大量文獻(xiàn)資料，從而了解果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以此確定研究方向；并且形成對(duì)園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置的一般認(rèn)識(shí)；了解張緊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；對(duì)比各種不同的應(yīng)用平臺(tái)張緊裝置的特點(diǎn)。（2）軟件分析法 利用PRO/E、CAD等相關(guān)軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)、輔助建模和分析。（3）技術(shù)路線圖如圖11所示。圖11 技術(shù)路線圖4第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)是一種新型的農(nóng)用機(jī)器設(shè)備，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)坡地果園農(nóng)資、果品的省力化運(yùn)送。眾所周知，我國(guó)南方許多山區(qū)地形復(fù)雜，有時(shí)坡地傾斜角度大、土質(zhì)松散，加之果樹種植較多，農(nóng)用車輛行駛其中非常困難，而且果農(nóng)在如此復(fù)雜地形操作車輛兼具危險(xiǎn)性。所以，軌道運(yùn)輸機(jī)的出現(xiàn)便應(yīng)運(yùn)而生。它的軌道不僅不受地形、坡度、土質(zhì)的影響可以實(shí)現(xiàn)自由鋪設(shè)，而且配合所設(shè)計(jì)的軌道運(yùn)輸車，既保證果農(nóng)的安全性，又可以很方便的使各種運(yùn)輸難題迎刃而解。果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置主要作用是實(shí)現(xiàn)在運(yùn)輸機(jī)在開始啟動(dòng)、正常運(yùn)行、緊急制動(dòng)等過程及各種復(fù)雜路況下鋼絲繩發(fā)生蠕變