缠绕式卷扬机滚筒衬板绳槽切削装置的设计与应用

李卫权，邹克武，刘春哲，李书俭

(1.承德石油高等专科学校 机械工程系，河北 承德 067000;2.河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司，河北 承德 067000)

矿山上缠绕式卷扬机筒体衬板一般采用木料制作，它加工和安装简单，使用寿命长，成本低，对卷扬筒体和提升钢丝绳都有一定的保护作用，因此被普遍使用。在实际生产中，由于衬板上没有绳槽，提升钢丝绳缠绕时受各种因素影响(如卷扬机天轮安装精度的误差等)，导致钢丝绳在衬板上排列不规则，造成每圈之间的间隙不均匀，第二层和第一层之间互相咬合现象严重，缩短钢丝绳寿命，给安全带来隐患，增加成本，影响正常生产。比如说，河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司使用的2JK2.5*1.5卷扬机，其应用的矿井井深430 m，所用提升钢丝绳直径为Φ32.5 mm，钢丝绳使用寿命长一般为30 d左右，短则十几天，且因此引发过人员伤害事故。因此，在方便实施及低成本的基础上，确保钢丝绳在筒体上规则缠绕、避免咬合，大幅度降低钢丝绳的磨损速度成为解决问题的关键。

1 解决问题思路

以2JK2.5*1.5卷扬机为例说明。开发一套能在卷扬机应用现场对卷扬机滚筒衬板进行绳槽切削的装置，通过绳槽的引导保证钢丝绳在筒体上规则缠绕，避免过快磨损。该装置的主要原理是:在卷扬机主轴上加装主动链轮，借用C630普通车床刀架部件并做适当改装，即在丝杠轴一端加装从动链轮，通过链传动实现丝杠转动完成卷扬机筒体衬板上绳槽的切削。装置的基本结构如图1所示[1］。

2 装置主要参数设定

1)卷扬机滚筒衬板上绳槽的螺距:提升钢丝绳的直径为32.5 mm，钢丝绳缠绕整齐后为一左旋或右旋螺纹形状，根据安全标准，同层钢丝绳的绳圈之间应有0.5 mm～2 mm间隙，故确定绳槽螺距为33 mm～34.5 mm之间。

2)刀架总成中丝杠选择:梯形丝杠具有传动效率高，定位准确，承载力大并且具有自锁功能，所以选用梯形丝杠。基于绳槽切削负荷不大和丝杠本身加工等因素的考虑，选用T65*12的丝杠比较合适。

3)计算链轮齿数比:设Z1和Z2分别为主、从动轮的齿数，其比值应为丝杠和绳槽螺距的反比，即有[2］:

4)链轮齿数选取:根据卷扬机主轴尺寸，选择主动链轮的齿数为:Z1=65，由传动比计算出从动链轮的齿数为:Z2=23。

5)滚子链条选取:本装置使用频率较低，承受载荷不大，故选用较常用的12A型套筒滚子链条，节距 P=19.05 mm，其传动最大中心距为80*P，即1 524 mm，能满足使用要求[3］。

3 装置设计及安装注意事项

3.1 主动链轮的结构及安装

为了不破坏卷扬机的主轴及考虑安装的方便，主动链轮采用从直径处对分的两体结构，并通过一专门设计和加工的抱箍安装在卷扬机的主轴一端，抱箍和链轮固联。主动链轮基本结构如图2所示。

3.2 刀架总成的设计

刀架借用C630普通车床刀架，安装在与丝杠配合的丝母上，丝母与刀架固联。为保证刀架工作平稳，在丝杠两侧设计了两根平行光杠，刀架总成通过与其固联在一起的两个导向套与丝杠配合，起到给刀架导向的作用[3］。刀架总成基本结构如图3所示。

3.3 刀杆

刀杆采用45号碳素结构钢锻造而成，长短根据卷扬机挡绳板形状确定，尺寸一般为1.3m左右。

4 应用效果

针对2JK2.5*1.5卷扬机滚筒衬板绳槽的切削装置，结构简单合理，制造成本低，安装使用方便，深受操作者的欢迎。在现场对卷扬机衬板切出绳槽后再使用，钢丝绳缠绕不再跑偏，其寿命可提高到一年。

卷扬机滚筒衬板绳槽切削装置基本结构适用于各种型号的缠绕式卷扬机，在丝杠参数不变的情况下，改变链轮参数、抱箍尺寸，并经相应的加工、安装，即可切削出滚筒衬板上的不同螺距。丝杠加工制作时，也可根据实际条件做成两段式结构，中间用联轴器连接。该装置具有较好的实用价值。

[1]韩兵奇.DQ70顶驱减速装置传动方案的研究[J］.承德石油高等专科学校学报，2010(1):16－19.

[2]孙占刚.机械设计基础[M］.北京:化学工业出版社 ，2013.

[3]成大先.机械设计手册(第四版)第3卷[M］.北京:化学工业出版社 ，2002.

[4]戴曙.金属切削机床[M］.北京:机械工业出版社，2013.