【正文】 滑輪之間以 隔套固定。 25 斗體面 板 的 強度驗算 下圖為對 斗體面板 進行的受力分析： 圖 的受力分析 面板的 強度需要滿足： ? ??? ??? ANWM () 其中 )( 43 mNaGaPM H ????????????? ? )( i i n4300s i n4s i n4 3 KNGPN H ???????????? ??? 長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 對于小顆 粒物料取 ? ?tmw ? ；對于大顆粒物料 取： ? ?tmw ? ； r—— 物料的容重。 撐桿鉸與軸套驗算 （ 1） 撐桿鉸驗算 撐桿是通過 軸與斗體進行連接，此處銷軸直徑為 100 毫米，大于撐桿與頭部連接處的銷軸直徑，且這兩處銷軸的材料及熱處理方法相同， 故銷軸 的 許用應(yīng)力相 同，與此同時，兩處受力情況基本相同，頭部連接處的銷軸滿足要求，所以 此處的連接也一定滿足要求。 18 17 圖示 2L 可近似的取為： ?cos012 rll ?? ，則 o s11005902 ???? ?l ，取 )(15002 mml ? ； ))(200~150(64 mmhh ?? ；其中 6h 由作圖決定。為圓心，以 O39。 比如說膨松 的小顆粒 貨物 ， 如煤炭，糧食，小礦石等適合 用圓弧形顎板。 礦石的相對密度（容重）是 。 （ 4）卸貨 滿載抓斗到達(dá)卸貨點以后，放松閉合繩。 天津鐵路分局豐潤車務(wù)段 的 劉志平 發(fā)表了 《雙顎板四繩抓斗結(jié)構(gòu)的改進》， 通過 改裝軸承，在下承梁 底部增設(shè)緩沖器，改變撐桿的結(jié)構(gòu)和位置解決了部分問題，但沒有 從 加強 材料 剛性要求的思路來 改善 問題 。國內(nèi)的 科研機構(gòu)和相關(guān)部門對抓斗的研發(fā) 和 改進 也不是很重視。 抓斗依據(jù)開閉方式分類，分成單索抓斗，雙索抓斗，四索抓斗，馬達(dá)抓斗。 其 抓取散貨及卸料的 過程完全是由起重機司機操縱并 通過卷揚機拉放繩索以及抓斗的自重， 所以 不需要人去不斷的布置掛鉤和掛網(wǎng) ， 節(jié)約了大量 勞動力， 與此 同時也節(jié)約 了 工人 操作的時間， 提高了裝卸 生產(chǎn) 效率。節(jié)約 額外的勞動力和 卸貨 時間，還 很大程度上 提升 了 抓斗工作 的效率。國內(nèi)目前使用的抓斗種類有很多，剪式抓斗有著抓取比大的有點，可以在相同的時間內(nèi)抓取 更多的散貨，但是它閉合后外形尺寸較大，使抓取散貨的空間受到限制；多瓣抓斗適合抓取塊狀或形狀不規(guī)則的物料，它不僅在抓取物料的時候有良好的切入性，而且多瓣的耐磨性也比較好，但是多瓣抓斗基本都是靠液壓或者電動的，不適合用在大噸位上；長撐桿雙瓣抓斗的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計輕盈，閉合力強，物料充填率高 ，所以被廣泛的 運用在了港口裝卸散貨上。 2只 有從事、研究起重機械行業(yè)的公司 ， 如德國的佩納 和德瑪格， 美國 的羅克韋爾 ，日本 的 真砂株式會社等 公司有所涉及 。 中國在 抓斗設(shè)計的 關(guān)鍵問題中一大部分都得以完善 ，能夠保證港口順利的進行裝卸工作。隨后收緊閉合繩， 使上、下 承梁互相接近，則抓斗逐漸閉合并抓取散貨，見圖 ）。礦石，不像糧食什 么的需要用專用的封閉式斗體的抓斗，所以采取雙顎板。 （ 1） 抓斗張開的覆蓋面積 2mA= B L 1. 96 4 3. 70 9 7. 28 4 m? ? ? ? （ ） （ 2） 抓斗抓取貨物時的平均挖掘深度 ? ? ? （ ） 長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 引出 AC 的垂直線 O39。 確定并繪制 抓斗總體結(jié)構(gòu)尺寸 的簡圖 （閉合狀態(tài)和張開狀態(tài)） 閉合狀態(tài)的抓斗簡圖如下所示： 圖 抓斗的滑輪直徑取為 D 繩d18? ，則取 繩21 .2 5 21 .2 5 28 59 （5 ）D d mm? ? ? ?； 下承梁的滑輪中心距 2~03 Dh ? ，則取 3 ( )2Dh mm?? ； 上下承梁滑輪間的 最小 距離 )(250~1002 mmh ? ， 則取 2 250( )h mm? ； mi n 2 25 0 59 5 84 5( )h h D mm? ? ? ? ? 又計算得： max 2715( )h mm? 撐桿與 豎直 線 段 間的夾角 ? ，依 據(jù)對 市面上 現(xiàn)有 的 長撐桿 雙瓣四索 抓斗 的 分析， 在上承梁 和撐桿 采取 雙鉸 孔 連接 的情況下 ， 在 ?? 28~23?? 中選取 ；當(dāng)撐桿與上承梁 采用單鉸 鏈 連接時： 在 ?? 35~25?? 中選取 ； 此設(shè)計中取 ?30?? 。 其中 1,5,4 ??? hl PPN ，代入數(shù)據(jù)得： 115243 ??????F 長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 在抓貨時，支撐 繩并不受力，所以在閉合繩支撐 裝滿貨物的 抓斗時，閉合繩受到的 張開力 最大， 能夠得到的值 為：GS ?? 2max2 ? 。 每根撐桿在與上承梁 絞點的 連接處 所 承受的垂直方向作用力為 T/2=(N)，撐桿必須達(dá)到的 有效長度 l=2400mm,所以，撐桿的最大彎矩 10 ( )2TM l N m? ? ? ? ? ? ?。只有抓取大塊或堅實物料的抓斗，才裝上高猛鋼鑄成的齒，鋼齒多用焊接或螺栓連接固定在顎板的水平刃口上。 () 此式中： )( KNRH ? ， l=530mm, mmmmdy 20,2 4 0 ?? ? 。 24 () 又因為此軸承為圓柱滾子軸承，所以取 310?? 。 滑輪軸 工作時 會 承受 很 大的 作用力 ， 所以一般 會采用 42CrMo 的材質(zhì)再進行淬火加高溫回火 的工藝， 粗加工 尺寸為 140 毫米 。 故滑輪選為 1 0 02 2 58 5 020 ???LG S （ 3） 滑輪組的設(shè)計 目前， 省力滑輪組是 設(shè)計中最 普遍采用 的滑輪組 。 上承梁的設(shè)計與強度校核 滑輪組設(shè)計 通常 滑輪組 是 由 多 個 動滑輪和定滑輪 配合 構(gòu) 成。 即底板厚度為 。 斗體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 斗體 顎板多 數(shù)采 用 16Mn或 A3的鋼板焊接而成。 其中， 41 1 0 4 4 0( 5 1 ) 1 6 1 0 1 3 7 1 0 3 2 9 4 6 5( )22TN??? ? ? ? ? ? ????? ? ? )(8 4 0 02 6 01290122 2mmF ?????? ， ? ? )( MP ans ??? ?? 取 k=,則 ? ? ）（壓 M P ???。單根撐桿多數(shù)制成框架結(jié)構(gòu)，少數(shù)由鋼板或型鋼焊成閉口或者開口截面的桿件。 撐桿長度 : )(sin22 2 mmlll ?橫撐 ?? () 代入數(shù)據(jù)計 算得 撐 2600( )l mm? 。 12D 和梯形 ABO39。 因為礦石的密度為 ， 所以 要設(shè)計的 抓斗 是第三種 類型 ,重型抓斗 。 圖 抓斗 抓取貨物 的 循環(huán) 過程 長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 抓斗的結(jié)構(gòu)組成 長撐桿雙瓣四索抓斗如圖 所示由斗體， 上承梁， 下承梁，撐桿 和平衡 架 組成。 通過 實踐證明， 想要提高大型長撐桿散貨抓斗的使用壽命長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 四繩抓斗相較于雙繩抓斗多了一組閉合繩和支撐繩，可以使抓斗的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn) 定，不容易打轉(zhuǎn)。 經(jīng)濟性優(yōu)良 ，效率高 的 裝貨和卸貨工作 ， 必須 對 散貨的 密度 ， 起重機的起重量和 卷揚機 構(gòu) ，滑輪組等部件的 轉(zhuǎn)動速度有一個精準(zhǔn)的抉擇 。再對主要部件，如軸，軸承，鍵，顎板等部件進行強度的校核。 自改革開放以來 ，我國 港口的裝卸行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，陸續(xù) 建成了北倫 港礦石中轉(zhuǎn)碼頭，寶鋼主、副原料碼頭等一 大 批現(xiàn)代化 的 散貨 ，礦石 專用碼頭 。 斗容 不足， 意味著抓斗不能完全達(dá)到所標(biāo)注的填充量，這將導(dǎo)致 起重機的裝卸效率 大大 降低，而斗容 過量，則會使起重機超載，造成很多不安全的因素。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代工業(yè) 飛速 上升 ，使社會的生產(chǎn)力又飛躍了一個 層次 。 除此之外，在抓斗的設(shè)計方面 ，可查資料中有： 牛聰民的《提高長撐桿抓斗抓取性能的合理設(shè)計》，此論文中明確指出了抓斗的自重以及主要部件在自重上面的分配 和抓斗抓取性能的關(guān)鍵參數(shù)，如抓斗斗體形狀的選擇等。 （ 1）空抓斗下降 在空抓斗還沒有下降之前，閉合繩就已經(jīng)放松，此時空抓斗的重量基本都由支持繩來承受，因此抓斗處于完全張開狀態(tài)。 7 顎板寬度 B 可由下式計算 33d=B K V （ ） 式中 dV — 抓斗容積（ 3m ） td=GV ? （ ） 其中： tG — 抓斗抓取量 ? — 散料容積 3K — 顎 板寬度系數(shù)，可由表 長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 則 1l =（ m） 繪制 顎板側(cè) 面 形 狀 簡 圖 的 時 候，通常 可以 依照 顎板 的側(cè) 面 形狀先畫 出圓弧 的 半徑0r ，再 通過上面的式子 求出 1h 及 1l 值， 接著依 據(jù) 計算出來的 尺寸 ， 依據(jù) 比例 作 出顎板側(cè)面 板 塊 的 大致 圖形， 具體的繪制顎板 步驟如圖 所示 ： 圖 的 側(cè)板形狀 （ 1）在垂直線上取線段 AB= ； （ 2）通過 A 點可以引出與水平線成 角的射線； （ 3）通過 B 點可以引出 與水平線成 角的射線； （ 4）距 AB直線為 處的位置引出與直線 AB交與 O39。 此式中取 C=， S=96000，則 繩 0 . 0 9 9 6 0 0 0 2 7 . 8 8( )d c s m m? ? ? ? ? 所以取 繩 28( )d mm? ，故鋼絲繩選為 4 18161770Ⅰ 光 右交 。 ）（）（繩 mml 9 3 5 058 4 52 7 1 539。撐桿中還包括了眼板和凹凸齒塊，為了讓左右兩根撐桿能夠更好的嚙合。 長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 C，水中驟冷），使其獲得奧氏體組織，以便具有較高的韌性與耐磨性。 大彎板 （ 1） 受力分析 下圖為對大彎板進行的受力分析： 圖 則豎直方向的受力大小為： )( 3 KNGPR HH ??????? ? （ ） 長撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化 （ 2） 工作滑輪尺寸的選擇 ① 滑輪直徑 0D 滑輪直徑由下式確定： deD ??0 () 式中： 0D —— 按鋼絲繩計算的滑輪直徑， mm ； d —— 鋼絲繩直徑， mm ； e —— 輪繩直徑比系數(shù)，與 鋼絲繩結(jié)構(gòu)和滑輪組工作級別 有關(guān)。 軸承的壽命計算公式為： ???????? PCnLh 60106 ，其中 Pff fffC Tn dmh?， 則： ??????????Tndmhh ff fffnL 6010 6 。 27 綜合 上述 思考 的結(jié)果，所以 我想 選取 NNF5125 并 采用油封 的固定方式 。 （ 1） 工作滑輪的材料及結(jié)構(gòu)選擇 起重機 不可或缺 的配 件之一就是滑輪 ，通常 可 分為 保證 平衡 的 與 參加 工作 的 兩個不同的類型 。 水平刃口板寬度 在切口上應(yīng)有耐磨的電焊層。這樣可以是斗體的結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)固。 () 此式中 2 3 2 9 4 6 5 2 1 9 6 4 3 . 3 3 3( )3TN? ? ?， ? 、 F 和 k 的意義及大小均同于上式。 由于撐桿是 承受壓力的部件 ，因而應(yīng)該 保證它有很大的橫截面 ， 因此 撐桿 大多數(shù)選用 多塊板焊接而成空心 管件， 確保 撐桿在使用過程中的安全 。 15 1S — 抓斗的閉合繩 2S — 抓斗的支撐繩 3412 0. 6 0. 6 16 10 10 9. 6 10 ( )S S G N? ? ? ? ? ? ? ? 鋼絲繩是 起重機的零件 ，它 屬于 易損耗品，因此 我們必須通過抓斗的工作強度來確定鋼絲繩的直徑 。C 中 可 求 得 幾 何 關(guān) 系?tantan 011 ?? ?? rhl 并將這個式子中的值帶入之前的式子中，通過整理可以得出下式