四卷筒差动机构牵引小车系统受力组合及功率研究.pdf

自主创新粤；鼍}物潮‘工程的持续与科学冀晨 四卷筒差动机构牵引小车系统受力组合及功率研究 王俊华，王悦民 (上海海事大学上海) 摘 要：研究分析抓斗卸船机四卷筒差动小车机构牵引技术的优势，分析了齿轮箱差动四卷筒机构和电气差动 四卷筒机构的工作原理、各自的特点及组合受力和功率问题。 关键词：起重机牵引小车功章 1 引 言 桥式抓斗卸船机是国内外大量使用于散货卸船工作的机械，是港口散货卸船的主要设备。起升，开闭以 及小车牵引机构是桥式抓斗卸船机的重要工作机构，是构成抓斗卸船机生产率的主要系统。按照小车牵引 方式的不同，大致上可以把桥式抓斗卸船机分为几种形式：起重小车自行式，主副小车牵引式，四卷筒差动牵 引小车式。本文就四卷筒差动牵引小车技术的优势；齿轮箱差动四卷筒机构和电差动四卷筒机构牵引小车 系统组合受力的工作原理、功率比较及各自的特点进行研究。目的是了解四卷筒差动牵引小车技术，探索电 差动四卷筒机构在实际运用中的理论问题。 2差动四卷筒牵引小车的特点 如图1所示，由抓斗上引出的四根钢丝绳(两根固定于抓斗平衡梁，另外两根绕在抓斗滑轮组上)分为两 组：一组经过小车滑轮、前端改向滑轮后绕在卷筒I上；另一组钢丝绳经过小车滑轮后绕在卷筒Ⅱ上。这种 牵引方式的特点是：优点：小车自重可最大限度减轻，机动性能较好；绕绳系统比较简单；只需给四只独立的 卷筒输入两组对应的不同旋速的组合运动，就能使抓斗起升、开闭及小车运行，既可以独立运动，又可以复合 运动；前后大梁受到的附加力较小；因而其自重不大，对码头的要求也不高。缺点：四只独立的卷筒的运动都 是有关联的，实现关联运动对设备的要求比较高。差动四卷筒根据实现四卷筒关联运动方式的区别可分为 齿轮箱差动四卷筒和电气差动四卷筒。 简 图l 四卷筒差动牵引小车系统 3差动四卷筒牵引小车运动时的静力平衡 如图2所示，小车静力平衡的方程有： F2一Flf 四起重机械 图2小车静力分析简化模型 F2+F1=Gg (2) 式中 广重力加速度； F1，F2——钢丝绳的拉力； ．厂-各种阻力(风、轨道坡度、摩擦、惯性阻力等)之和，值为正； 卜抓斗的质量。 得得 Fl—G—X_g广--一fFl一—_广一 (3)(3) F2一c×等-s (4) 很显然，小车运动时静平衡的条件为： 0：FI；0：F2 (5) 解式(5)得： G×gfo (6) 即总阻力厂应小于抓斗重力才能保证小车的正常运行。厂是风阻力、轨道坡阻力、摩擦阻力及惯性阻力 等之和，其值越小越好。在小车启动时，有时会出现钢丝绳拉锯齿的现象(抓斗上升和小车行走交替进行)， 其主要是由于加速度产生惯性力的影响，加之摩擦阻力较大(静摩擦)使得厂值较大造成的。 以某些船机参数为例，讨论差动四卷筒牵引方式在空斗时的平衡条件： 令 厂一(G+蚴XgXp-t--Fa (7) 式中，一风、轨道坡度、摩擦等产生的阻力系数； Fa——由加速度产生的惯性力； M一小车的质量。 则 F1--—GX—