玻璃鋼化鍋爐陶瓷輥道傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與分析

玻璃鋼化鍋爐陶瓷輥道傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與分析

0皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)應(yīng)用目前，國內(nèi)外著名的用磁體陶瓷矩陣傳輸方式有四種方式：鋼帶摩擦傳輸、鏈傳動(dòng)、同步速度傳遞和皮帶傳動(dòng)。實(shí)踐證明,這幾種傳動(dòng)方式都能滿足玻璃鋼化爐的生產(chǎn)要求。當(dāng)然,它們在使用性能方面還是有很大區(qū)別的。筆者原來長期從事玻璃鋼化爐設(shè)計(jì)工作,就這幾種傳動(dòng)方式作過詳細(xì)的比較,認(rèn)為皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為簡單且維修方便。下面就闡述一下皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及在生產(chǎn)中需要注意的問題,供玻璃鋼化爐設(shè)計(jì)者及生產(chǎn)廠家做參考。皮帶傳動(dòng)是2個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶作為撓性拉拽零件的運(yùn)動(dòng),工作時(shí)借助零件之間的摩擦(或嚙合)來傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。根據(jù)生產(chǎn)的需要,玻璃鋼化爐用的皮帶最好為O型帶。因?yàn)镺型帶比較軟,可以滿足皮帶運(yùn)動(dòng)時(shí)要做的交叉?zhèn)鲃?dòng)。因?yàn)椴Ａт摶癄t陶瓷輥道需要作雙向反復(fù)傳動(dòng),皮帶的松邊和緊邊位置反復(fù)轉(zhuǎn)換,雙向傳動(dòng)的載荷相同,經(jīng)過多次的設(shè)計(jì)與校核,發(fā)現(xiàn)皮帶作交叉布置應(yīng)是最佳的選擇。如圖1所示:這種傳動(dòng)方式靠單根皮帶所能傳遞的功率是很有限的,但用來傳動(dòng)一根陶瓷滾道是切實(shí)可行的。這種傳動(dòng)方式,通常不是改變陶瓷滾道與主傳動(dòng)之間的速比,而是改變傳動(dòng)方向,因而在設(shè)計(jì)時(shí)一般采取主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的直徑相等。該傳動(dòng)方式主要用于成組傳動(dòng),即與陶瓷滾道上的帶輪所配合的主動(dòng)軸上裝設(shè)多個(gè)主動(dòng)輪。由于陶瓷輥道的輸送平面是固定不變的,因而主動(dòng)輪和被動(dòng)輪間的中心距在設(shè)計(jì)中很難調(diào)整,筆者經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在主傳動(dòng)軸所在軸承座板上安裝一套調(diào)整機(jī)構(gòu),就可以調(diào)整主動(dòng)輪和被動(dòng)輪間的中心距。如圖2所示:1帶輪韌帶與帶輪之間的約束副皮帶交叉?zhèn)鲃?dòng)屬于帶傳動(dòng)的形式之一。其工作原理和其他帶傳動(dòng)基本相同。簡而言之,就是無論對(duì)于主動(dòng)輪或從動(dòng)輪,都是利用皮帶與帶輪之間的摩擦力來帶動(dòng)。所不同的,大致主要有以下3點(diǎn):(1)皮帶采用O形斷面,使之適應(yīng)交叉?zhèn)鲃?dòng)的特點(diǎn),即皮帶與帶輪的接觸與摩擦,對(duì)皮帶來說,沒有嚴(yán)格的定位,安裝,拆卸都很方便。(2)皮帶與帶輪之間產(chǎn)生摩擦力所需的張緊力,主要由皮帶本身的伸長彈性變形所產(chǎn)生。皮帶為良好的彈性體,帶內(nèi)不含有纖維或編織物,與普通帶傳動(dòng)需要設(shè)置張緊裝置來防止皮帶打滑的方法,差別很大。(3)當(dāng)工作一段時(shí)間皮帶有所松動(dòng)時(shí),調(diào)節(jié)調(diào)整螺釘,將皮帶拉緊,即可滿足生產(chǎn)需要。2計(jì)算的設(shè)計(jì)2.1帶傳動(dòng)的關(guān)系式每根皮帶傳動(dòng)1根陶瓷輥道。陶瓷輥道通常是由自定心滾動(dòng)軸承支承,在通常的玻璃鋼化爐中,陶瓷輥道之間的間距一般為120mm,在規(guī)定的輸送速度范圍內(nèi),每根陶瓷輥道運(yùn)轉(zhuǎn)所需的功率不大?？墒?它不是一個(gè)穩(wěn)定的參數(shù),除作鋼化處理玻璃的厚度要在一個(gè)相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化外(一般為3～17mm)。陶瓷輥道軸頭密封的松緊程度也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。所以在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),一般只能按保守估計(jì)來選取單根陶瓷輥道的功率,從而求得所需皮帶與帶輪之間的摩擦力。只有當(dāng)此摩擦力足夠大時(shí),才能通過帶輪帶動(dòng)輥?zhàn)踊剞D(zhuǎn)。否則,皮帶與帶輪之間就要產(chǎn)生打滑,輕則使輸送速度不穩(wěn)定,重則根本不能輸送玻璃。帶傳動(dòng)中帶呈環(huán)形,并以一定的拉力(稱為張緊力)套在一對(duì)帶輪上,使帶和帶輪相互壓緊。帶傳動(dòng)不工作時(shí),帶兩邊的拉力相等,均為F0;工作時(shí),由于帶與輪面間的摩擦力,使其一邊拉力加大到F1,稱為緊邊拉力,另一邊拉力減小到F2,稱為松邊拉力。兩者之差F=F1-F2即為帶的有效拉力,它等于沿帶輪的接觸弧上摩擦力的總和。在一定條件下,摩擦力有1個(gè)極限值,如果工作阻力超過極限值,皮帶就在輪面上打滑,傳動(dòng)不能正常工作。這樣可以更好地保護(hù)陶瓷輥道,很有價(jià)值。如圖3所示,在正常傳動(dòng)過程中帶輪有如下關(guān)系式中:F1——緊邊拉力/N;F2——松邊拉力/N;e——自然對(duì)數(shù)的底;μ——皮帶與帶輪間的摩擦系數(shù);α——皮帶在帶輪上的包角/rad;q——每米帶長的質(zhì)量/kg·m-1;v——帶速/m·s-1;p——名義傳動(dòng)功率/kW。聯(lián)立式(1)和式(2),即可求出皮帶的緊邊拉力F1和松邊拉力F2:F1=Feμαeμα?1+qv2(3)F2=Feμα?1+qv2(4)F1=Feμαeμα-1+qv2(3)F2=Feμα-1+qv2(4)2.2皮碗的厚度(1)皮質(zhì)內(nèi)截面積b皮帶的緊邊應(yīng)力σ1、松邊應(yīng)力σ2和張緊應(yīng)力σ0分別為σ1=F1Aσ2=F2Aσ3=F0A(5)σ1=F1Aσ2=F2Aσ3=F0A(5)式中A——皮帶的截面積。緊邊和松邊的應(yīng)力差σ=σ1?σ2=FA(6)σ=σ1-σ2=FA(6)(2)離心噪聲皮帶包繞在皮帶輪表面上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力為σc=FcA=qv2A(7)σc=FcA=qv2A(7)3玻璃的“滑動(dòng)”現(xiàn)象(1)石英陶瓷輥道是玻璃水平鋼化爐上的關(guān)鍵部件,它的熱膨脹系數(shù)小,用于承托和傳輸玻璃。采用皮帶傳動(dòng)雖然有它的優(yōu)點(diǎn),但也有它的缺點(diǎn),如速比不恒定。盡管主動(dòng)輪和從動(dòng)輪直徑相等,但由于玻璃在被加熱的過程中不停地做往復(fù)運(yùn)動(dòng),經(jīng)常處于加速、減速狀態(tài),膠帶緊邊和松邊的伸長引起彈性變形,就會(huì)產(chǎn)生“打滑”現(xiàn)象。這種“打滑”現(xiàn)象在一定程度上可以通過在皮帶輪的外端面涂上箭頭標(biāo)志來觀察?！按蚧爆F(xiàn)象能最大程度上保護(hù)陶瓷輥道。這是皮帶傳動(dòng)的最大優(yōu)點(diǎn)。(2)應(yīng)盡量使傳動(dòng)在接近最佳速度范圍內(nèi)工作,以充分發(fā)揮