【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表面摩擦系數(shù)低(一般為0．08～．0．12)。為得到較大的制動(dòng)力矩，常采用多對(duì)摩擦副同軸心使用，這時(shí)各對(duì)摩擦副之間的間隙為0．1～0．2mm。全盤式制動(dòng)器主要用于液壓傳動(dòng)。并采用高速小扭矩液壓馬達(dá)的牽引機(jī)和張力機(jī)上，一般設(shè)置于液壓馬達(dá)(或液壓泵)輸出軸上。全盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩Mn的計(jì)算式為2．對(duì)牽引機(jī)上制動(dòng)器的要求牽引機(jī)上的制動(dòng)器的作用比在張力機(jī)上重要得多，因此要求牽引機(jī)用制動(dòng)器必須滿足如下要求：(1)在牽引作業(yè)過程中因故停機(jī)時(shí)，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩必須克服牽引鋼絲繩上的張緊力對(duì)牽引卷筒形成的反向轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，并要有足夠的安全系數(shù)。因要有足夠的制動(dòng)力矩，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，制動(dòng)力矩應(yīng)大于牽引機(jī)歸算到制動(dòng)鼓上的最大扭矩的1．5倍。(2)張力放線時(shí)。導(dǎo)線離被跨越物的距離在保證放線設(shè)備安全的情況下，希望越小越好。但在牽引機(jī)因故停機(jī)或故障時(shí)，會(huì)引起導(dǎo)線弛度增大，甚至觸及被跨越物。同時(shí)，卷筒被拉倒轉(zhuǎn)，還會(huì)造成反向沖擊損壞牽引機(jī)的某些傳動(dòng)部件。所以制動(dòng)器動(dòng)作不但要安全可靠，還必須能瞬時(shí)快速制動(dòng)。(3)對(duì)液壓、液力傳動(dòng)牽引機(jī)，均采用液控和電控操作。對(duì)某些采用手柄或踏板操作的牽引機(jī)，手柄上的操作力不應(yīng)大于150N，踏板上的足蹬力不應(yīng)大于220N，踏板行程應(yīng)小于或等于150mm，且操作輕便、靈活。(4)制動(dòng)器摩擦副應(yīng)具備好的耐磨性和散熱性，并有足夠的熱容量，防止制動(dòng)過程中溫升過高。摩擦片磨損后，摩擦副之問的間隙容易調(diào)整、摩擦副便于更換。第四章 牽引機(jī)第三節(jié) 牽引機(jī)的傳動(dòng)方式牽引機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)是不能反轉(zhuǎn)的，在某些工況下要求牽引機(jī)牽引卷筒反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只能由一個(gè)中間裝置來實(shí)現(xiàn)其動(dòng)力傳遞。另外，也由于牽引機(jī)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、扭矩小，而它的牽引卷筒轉(zhuǎn)速低、輸出扭矩大，故在原動(dòng)機(jī)和牽引卷簡(jiǎn)之間，必須設(shè)置能降低轉(zhuǎn)速、增大扭矩的裝置，即傳動(dòng)裝置。它不但要能根據(jù)工況要求較好地適應(yīng)牽引力的變化和改變牽引速度的大小，而且當(dāng)牽引機(jī)在不同牽引力和牽引速度情況下，傳動(dòng)裝置又必須保證牽引機(jī)有良好的牽引特性。因此，傳動(dòng)裝置的選擇對(duì)牽引機(jī)工作特性、傳動(dòng)效率、總體布置、加工制造和維修等方面都有很大的影響。它必須根據(jù)牽引機(jī)的使用要求、牽引力和牽引速度的大小、傳動(dòng)效率、環(huán)境條件、配套元件的供貨情況和零部件加工制造等方面因素綜合考慮。常用牽引機(jī)的傳動(dòng)裝置分機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和電力傳動(dòng)等方式。一、 機(jī)械傳動(dòng)方式牽引機(jī)機(jī)械傳動(dòng)裝置由發(fā)動(dòng)機(jī)、摩擦離合器、多檔齒輪變速箱、制動(dòng)器、主減速器等組成，最后把動(dòng)力傳遞到牽引卷筒上去，如圖3—11所示。l發(fā)動(dòng)機(jī)；2摩擦離合器i3多檔齒；4一制動(dòng)器5一主減速器；6牽引卷簡(jiǎn) Ⅰ、Ⅳ9R9排檔數(shù)輪變速箱機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)的變速和換向均是依靠齒輪變速箱換檔操作來實(shí)現(xiàn)的。由于變速箱采用定傳動(dòng)比變速，因此牽引機(jī)的變速屬有級(jí)變速。當(dāng)牽引作業(yè)過程要求變速時(shí)，必須使?fàn)恳硗蔡幱谥苿?dòng)狀態(tài)，并操作離合器，使變速箱脫開動(dòng)力，才能進(jìn)行換檔。只有當(dāng)離合器全部接合，制動(dòng)器松開，發(fā)動(dòng)機(jī)和牽引卷筒恢復(fù)連接時(shí)，才能進(jìn)行牽引作業(yè)。機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、造價(jià)低。缺點(diǎn)是起動(dòng)和換檔等操作較復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。由于是剛性傳動(dòng)，起動(dòng)不平穩(wěn)，特別是在換檔時(shí)有沖擊現(xiàn)象，換檔如不及時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)容易熄滅。1． 機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)結(jié)構(gòu)原理機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)亦有雙摩擦卷筒和磨芯式卷筒等形式。圖3—13是磨芯式卷筒機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖，它是由發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、萬(wàn)向聯(lián)軸器、減速器、制動(dòng)器、末級(jí)減速器、磨芯式卷筒和各種操縱機(jī)構(gòu)組成。除變速箱、離合器及自行駛式牽引機(jī)上的取力器外，其余部分的結(jié)構(gòu)都和其他傳動(dòng)方式的牽引機(jī)大同小異。；；；；；2． 機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)變速箱由于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍很有限，故機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)只有靠變速箱來改變牽引卷筒的轉(zhuǎn)速，才能既滿足牽引作業(yè)時(shí)各種牽引速度的要求，又能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在較有利的工況范圍內(nèi)工作，以充分利用功率和降低油耗。機(jī)械傳動(dòng)的牽引機(jī)的變速除靠調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門外，主要通過多檔變速箱來實(shí)現(xiàn)。變速箱檔數(shù)越多，對(duì)牽引作業(yè)的適應(yīng)性也就越好。(1)變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它由齒輪、換檔零部件、軸、軸承和殼體等組成。為適應(yīng)不同速度的要求，變速箱由不同傳動(dòng)比的多對(duì)齒輪副組成，當(dāng)某一對(duì)齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)力時(shí)，其他齒輪脫開嚙合，最簡(jiǎn)單的常用變速箱的工作原理如圖3—14所示。若設(shè)(圖3—14中)變速箱的雙聯(lián)齒輪2上兩齒輪的齒數(shù)分別為、從動(dòng)齒輪5的齒數(shù)分別為、則該變速箱就形成兩種輸出轉(zhuǎn)速，即有兩個(gè)變速檔和一個(gè)空檔。變速檔的傳動(dòng)比、分別為：。l、5從動(dòng)齒輪；2雙聯(lián)齒輪；3撥叉；4主動(dòng)軸；6輸出軸 (a)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪直接嚙合；(b)增加倒檔雙聯(lián)齒輪 ；；；；；若在輸人軸和輸出軸之間增加一次齒輪嚙合，就可以改變輸出軸的轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)倒檔。如圖3—15(a)所示，當(dāng)主動(dòng)齒輪1和從動(dòng)齒輪3直接嚙合時(shí)，輸入軸2順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸4逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)按圖3—15(b)所示，增加倒檔雙聯(lián)齒輪5，使主動(dòng)齒輪1通過撥叉撥動(dòng)和倒檔雙聯(lián)齒輪5嚙合時(shí)，倒檔雙聯(lián)齒輪中的一個(gè)齒輪和從動(dòng)齒輪3是常嚙合的。這樣，使輸出軸4又反向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，改變了輸出軸的轉(zhuǎn)向，達(dá)到倒檔的目的。 (2)變速箱的操縱機(jī)構(gòu)。它由變速桿、撥叉、撥叉軸以及為保證不脫檔和避免同時(shí)掛兩個(gè)排檔而設(shè)置的定位、聯(lián)鎖等安全裝置組成。這些零件一般都集中裝在變速箱的上蓋上，操縱方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。每一個(gè)接合套或滑動(dòng)齒輪均有各自的撥叉。掛檔時(shí)，首先橫向移動(dòng)變速桿，選擇所需要的撥動(dòng)叉(亦稱選檔)；然后縱向移動(dòng)變速桿，撥動(dòng)齒輪或接合套，使所需檔的齒輪嚙合(亦稱換檔)。齒輪換到所需檔位后，一般都靠撥叉軸上的凹槽由彈簧鋼球定位。為防止同時(shí)換上兩檔，還設(shè)置互鎖裝置，利用撥叉軸側(cè)面的凹槽配以適當(dāng)?shù)匿撉蚝玩i銷，使各檔互鎖，保證了操作和運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠性。3．離合器機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸和變速箱輸入軸之間設(shè)置離合器，目的是用來要求能在任何不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行接合和分離輸出軸和變速箱輸入軸的動(dòng)力。機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)一般采用摩擦式離合器，它的作用是：(1)臨時(shí)切斷載荷，以便于掛檔。如載荷不被移去(即變速箱齒輪嚙合面上有作用力)，變檔齒輪很難撥動(dòng)，即使撥動(dòng)，掛檔時(shí)也容易發(fā)生沖擊，甚至損壞齒輪。(2)便于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。牽引機(jī)作業(yè)過程因故停機(jī)時(shí)，牽引卷筒上的載荷，一般是傳遞到制動(dòng)器上，防止卷筒反轉(zhuǎn)。起動(dòng)時(shí)必須通過離合器切斷發(fā)動(dòng)機(jī)和外載荷的聯(lián)系，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于卸載的狀態(tài)，即空載起動(dòng)。待發(fā)動(dòng)機(jī)到額定轉(zhuǎn)速后，再通過離合器和制動(dòng)器的相互配合操作，使發(fā)動(dòng)機(jī)逐步帶上負(fù)載，平穩(wěn)起動(dòng)，進(jìn)行牽引作業(yè)。(3)起緩沖和過載保護(hù)作用。機(jī)械傳動(dòng)牽引機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸和變速箱輸入軸之間設(shè)置的離合器，要求能在任何不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行接合和分離，以滿足牽引機(jī)的有載起動(dòng)和停機(jī)工況，離合器的工作過程一般可分為接合、工作和分離三個(gè)階段。在這三個(gè)階段中，主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速變化如圖316所示。 (2)摩擦離合器的種類。牽引機(jī)上主要采用片式摩擦離合器，這種離合器又分單片式、雙片式和多片式三種。單片式離合器，主要應(yīng)用于中小型牽引機(jī)上。這種離合器工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、分離徹底、散熱情況也比較好，從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。雙片式離合器，主要用于功率較大、安裝位置又受空問位置限制的場(chǎng)合。這種離合器作用原理和構(gòu)造基本和上述單片式相同，只是在主動(dòng)部分增加了一個(gè)中間壓盤，在被接合工作分離空轉(zhuǎn)動(dòng)部分增加了一個(gè)從動(dòng)盤摩擦片。因?yàn)椴捎昧藘蓚€(gè)從動(dòng)盤，摩擦面積增加了一倍，故使傳遞功率的能力幾乎亦增加一倍。它與單片式相比，具有接合平穩(wěn)、徑向尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，但通風(fēng)散熱性較差，傳動(dòng)效率也較低。單片式、雙片式直接暴露在空氣中工作，故又稱干式離合器。多片式離合器，一般浸泡在油液中工作，又稱濕式離合器。它的優(yōu)點(diǎn)是不僅離合器的摩擦盤尺寸較小，而且能傳遞的功率很大，同時(shí)接合平穩(wěn)、散熱性好。但主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一般只用于液力傳動(dòng)牽引機(jī)的液力傳動(dòng)箱，作為動(dòng)力換檔離合器。(3)摩擦力矩的校核。選用摩擦離合器時(shí)摩擦力矩(單位：Nm)必須滿足下式要求，即 (3—13)式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，Nm；——儲(chǔ)備系數(shù)，??；——摩擦力矩，Nm。的計(jì)算式為式中 q。許用單位壓應(yīng)力(單位：MPa)，對(duì)于粉末冶金材料，取q。=4～6MPa，對(duì)于銅絲石棉，取q。=1～2．5MPa；S摩擦片單位摩擦面積(單位：)，其中，D為摩擦片外徑(單位：m)，d為摩擦片內(nèi)徑(單位：m)；平均摩擦半徑，Z——摩擦面數(shù)：對(duì)單片取Z=2，雙片取Z=4。μ—摩擦系數(shù)儲(chǔ)備系數(shù)β的選擇，應(yīng)考慮到兩個(gè)問題；一是必須保證摩擦片長(zhǎng)期安全可靠工作，即使在磨損后仍能安全傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，同時(shí)要使摩擦副的滑磨不會(huì)過大。因而要求β值大一些。二是為防止傳動(dòng)系統(tǒng)超載，并在發(fā)動(dòng)機(jī)緊急停機(jī)時(shí)使傳動(dòng)系統(tǒng)不受沖擊，又要求β值取得小一些?？傊?，在選用牽引機(jī)的摩擦離合器時(shí)除對(duì)上述兩方面進(jìn)行綜合考慮外，同時(shí)還應(yīng)考慮到壓緊彈簧能否調(diào)整等因素。4．取力器取力器是從機(jī)動(dòng)車輛的變速箱(或越野車輛的分動(dòng)箱)上取出功率的裝置，亦是一個(gè)齒輪傳動(dòng)箱。圖317所示為最簡(jiǎn)單的取力器，它是由從動(dòng)齒輪中間齒輪輸出軸中間軸7和殼體6等組成。使用時(shí)．把取力器通過殼體用螺栓固定在機(jī)動(dòng)車輛的變速箱箱體8上，動(dòng)力由變速箱內(nèi)主動(dòng)齒輪9經(jīng)中間齒輪、從動(dòng)齒輪后，由輸出軸輸出，作為牽引機(jī)主動(dòng)齒輪9的動(dòng)力。取力器的輸出軸是通過聯(lián)軸器把動(dòng)力傳到牽引機(jī)上。操作手柄3通過撥叉2使取力器投入或退出運(yùn)轉(zhuǎn)，即當(dāng)車輛行駛時(shí)，用它切斷變速箱和取力器之間的聯(lián)系。取力器的設(shè)計(jì)，必須根據(jù)選用車輛的變速箱或分動(dòng)箱取力齒輪的參數(shù)、傳遞扭矩的能力、轉(zhuǎn)速大小、取力窗口的位置(上述這些在必要時(shí)還要進(jìn)行核算及實(shí)際測(cè)量)，以及牽引機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的要求等條件全面考慮。由于取力器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)殼體根部和取力窗口連接處受力很大，故在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)變速箱取力窗口箱壁厚度，固定螺栓等都必須進(jìn)行校核。取力器內(nèi)中間齒輪、從動(dòng)齒輪以及它們的支撐軸承的潤(rùn)滑問題，亦必須認(rèn)真考慮。圖3—17取力器結(jié)構(gòu)圖1從動(dòng)齒輪；2撥叉；3操作手柄：4輸出軸；5巾問齒輪；6一殼體；7中間軸；8變速箱(或分動(dòng)箱)殼體；9主動(dòng)齒輪；lo主動(dòng)軸5．牽引機(jī)的減速器減速器的主要作用是降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩。因?yàn)闋恳龣C(jī)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般為1500—2800r／min，牽引卷筒的轉(zhuǎn)速則為30—70r／min，最高也不超過100r／min，總的傳動(dòng)比很大，所以中間必須經(jīng)過多級(jí)減速，才能滿足牽引速度和牽引力的要求。雖然不同的傳動(dòng)方式(如液壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)等)具有一定的減速作用，但在動(dòng)力傳遞到牽引卷筒之前，仍必須增設(shè)各種減速器，以滿足牽引卷筒轉(zhuǎn)速的要求。常用的這類減速器有行星減速器、蝸輪減速器、圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和鏈傳動(dòng)減速裝置。為滿足牽引機(jī)結(jié)構(gòu)和性能的要求，這類減速器往往有特殊性，必須專門設(shè)計(jì)。1)蝸輪減速器。蝸輪減速器在液力傳動(dòng)牽引機(jī)及其他一些中小型牽引機(jī)上應(yīng)用，除用它減速外，還起到改變動(dòng)力傳遞方向的作用，使傳遞軸問交角改變成90。牽引機(jī)牽引力的方向一般同拖車架或機(jī)架的縱梁(拖車架上和拖運(yùn)方向平行的梁)平行，牽引卷筒的軸則和縱梁垂直，以便于牽引機(jī)整體布置和現(xiàn)場(chǎng)錨定就位。為使拖車架或機(jī)架的寬度控制在拖運(yùn)允許范圍內(nèi)，原動(dòng)機(jī)輸出軸多數(shù)情況下均采用軸線和拖車架(或機(jī)架)的縱梁平行布置方式(某些液壓傳動(dòng)牽引機(jī)除外)，亦即它和牽引卷筒軸之間必須成90。交角。采用蝸輪減速器能滿足這一要求。圖3—18所示為蝸輪蝸桿外形圖。蝸桿和螺紋一樣有右旋和左旋之分，分別稱為右旋蝸桿和左旋蝸桿。蝸桿上只有一條螺旋線的稱為單頭蝸桿，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過一齒，若蝸桿上有兩條螺旋線，就稱為雙頭蝸桿，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過兩個(gè)齒，依此類推。傳動(dòng)比i 的計(jì)算公式為式中，、分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速；為蝸輪的齒數(shù)，為蝸桿的頭數(shù)。牽引機(jī)用蝸輪減速器的特點(diǎn)(1)必須能正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，不允許自鎖，要求有較高的傳動(dòng)效率。由于增加蝸桿頭數(shù)可以提高傳動(dòng)效率，故一般都采用多頭蝸桿(3—4頭)。這種蝸桿的螺旋升角一般大于15。，因?yàn)槁菪翘。瑐鲃?dòng)效率降低，不但影響整機(jī)效率，而且容易引起自鎖，這是不允許的。(2)傳動(dòng)比小。一般采用的傳動(dòng)比在7—20之間。為了提高傳動(dòng)效率，傳動(dòng)比不宜太大。由于傳動(dòng)系統(tǒng)其他部分都能起到不同程度的減速作用，故蝸輪減速器的傳動(dòng)比可以小一些。(3)每天連續(xù)工作時(shí)間一般在3h以內(nèi)，載荷比較平穩(wěn)，尖峰負(fù)荷小。由于牽引機(jī)用蝸輪減速器傳動(dòng)效率較高，摩擦損失和由此而引起的發(fā)熱量相對(duì)較小，一般在箱體上增加一些散熱片就能滿足散熱要求，因而該減速器體積小，重量也輕。(4)在某些牽引機(jī)上，蝸輪減速器采用“浮動(dòng)”結(jié)構(gòu)安裝在機(jī)架上，使本體能繞蝸輪軸擺動(dòng)一定角度，便于借助傳動(dòng)過程中的反作用力測(cè)定牽引力。蝸桿輸入軸應(yīng)采用鉸支聯(lián)接。2)圓柱齒輪減速器。圖3—19所示為圓柱齒輪外形圖，它是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置。按齒輪軸線的相對(duì)位置分平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)、相交軸圓錐齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。牽引機(jī)不論采用哪種傳動(dòng)方式，都必須采用圓柱齒輪減速器。其中有的作主減速器用；有的除起到一定減速作用外，是為滿足牽引機(jī)某部分的結(jié)構(gòu)需要而采用的(如：為滿足牽引機(jī)