【文章內(nèi)容簡介】 的機械結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，實現(xiàn)無極調(diào)速、快慢速運行。同時，結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更加可靠。關鍵技術主要是根據(jù)現(xiàn)有無極繩絞車的使用工況，選擇高可靠性的液壓元件。組合成驅(qū)動、傳動系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)，設計改進現(xiàn)有的機械結(jié)構(gòu)，以及電控系統(tǒng)來實現(xiàn)預定的要求。技術方案二：針對起步不平穩(wěn)，無調(diào)速性的問題，提出一種較為經(jīng)濟的改造措施。方案簡述：利用防爆電機加調(diào)速型液力偶合器來驅(qū)動減速器和滾筒，實現(xiàn)輕載啟動，起步平穩(wěn)、并無級調(diào)速。調(diào)速型液力偶合器：是安裝在原動機（電動機）和工作機之間的一種液力傳動機械。它可在電機輸入轉(zhuǎn)速恒定的條件下，在設備運轉(zhuǎn)中，通過操縱勺管，對其輸出轉(zhuǎn)速進行無級調(diào)節(jié)，并使電機的功率通過液力偶合器泵輪和渦輪之間工作油的循環(huán)流動，平穩(wěn)而無沖擊地傳遞給工作機。方案特點：1）采用液力傳動。通過控制液力偶合器的充油量來進行速度調(diào)節(jié)，從0到設定的最大速度范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。2）動力機輕載啟動功能（即“軟啟動”），降低電機啟動電流。3）改造簡單，與液壓傳動來比較，不需要增加液壓泵站、液壓馬達電控系統(tǒng)等部件。結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。4）維修維護保養(yǎng)方便。結(jié)構(gòu)簡單、可靠、無機械磨損，能在環(huán)境惡劣的條件下工作，無需特殊維護，使用壽命長。5）操縱簡單。司機通過手動或電動控制液壓偶合器的勺管得伸縮就能控制絞車的加速、減速、制動及停車。6）柔性傳動自動適應功能：液力偶合器以液體為工作介質(zhì)，介質(zhì)本身具有減沖緩震的功能，輸入與輸出之間無任何機械連接，所以傳動柔和平穩(wěn)、減緩沖擊和隔離扭震。研究內(nèi)容：液力偶合器在泵類機械、風機上廣泛使用，使用效果良好，節(jié)電效果明顯、調(diào)速性能良好。在防爆提升絞車上也有使用，要把該偶合器運用到無極繩絞車上，主要的研究內(nèi)容有：無極繩絞車現(xiàn)場使用的載荷大小、性質(zhì)、運動狀況的分析，速度控制性能的要求，根據(jù)載荷性質(zhì)和控制要求，根據(jù)電動機的機械特性，選擇液力偶合器的類型、規(guī)格，并計算電動機與偶合器的聯(lián)合運行特性。并根據(jù)現(xiàn)有絞車的安裝尺寸和偶合器的安裝要求，設計配套的聯(lián)軸器、安裝機架等機械改造措施。這里選取方案一對無極繩絞車做液壓調(diào)速裝置改造設計計算。第三章無極繩絞車驅(qū)動工況分析和確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 載荷的組成和計算 工作載荷力矩Fg常見的載荷力矩有被驅(qū)動輪的阻力矩、液壓卷筒的阻力矩等Tg=FR式中 F—最大靜張力30KNR—Tg=30103= 軸頸摩擦力矩TfTf=μGr式中 G—旋轉(zhuǎn)部件施加于軸徑上的徑向力G=60KNμ—摩擦系數(shù)，參考下表1選用μ= r—旋轉(zhuǎn)軸的半徑r=Tf=60103=表1 摩擦系數(shù)μ導軌類型導軌材料運動狀態(tài)摩擦系數(shù)滑動導軌鑄鐵對鑄鐵啟動時低速 （v／s）高速（v／s）～～～滾動導軌鑄鐵對滾柱淬火鋼導軌對滾柱～～靜壓導軌鑄鐵Ta=Jε=J?ω?t式中 ε—角加速度（rad／s2）行走機械一般取?v?t=～／s2取a=／s2 ε=ar==／s2?ω—角速度變化量（rad／s）?t—起動或制動時間 J—回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動慣量（）J=12mR2（m=400kg）=288kg／m2啟動加速時 Tw=Tg+Tf+Ta=穩(wěn)定運行時 TW=Tg+Tf=103 減速制動時Tw=Tg+TfTa=37103 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設備成本。一般來說，對于固定的尺寸不太受限的設備，壓力可以選低一些，行走機械重載設備壓力要選得高一些。具體選擇可參考表 2 和表 3。表2 按載荷選擇工作壓力載荷／kN55～1010～2020～3030～5050工作壓力／MPa～1～2～33～44～5≥5表3 各種機械常用的系統(tǒng)壓力機床家業(yè)機械液壓機機械類型磨床組合機床龍門刨床拉床家業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓機大中型挖掘機重型機械工作壓力／MPa～23～52～88～1010～1820～32根據(jù)上表選取系統(tǒng)工作壓力為16MPa 確定液壓泵的最大工作壓力PpPp≥P1+?p式中 p1——液壓缸或液壓馬達最大工作壓力；Σ?p——從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達入口之間總的管路損失。 Σp 的準確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進行，初算時可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取：管路簡單、流速不大的，取 Σp=（～）MPa；管路復雜，進口有調(diào)閥的，取 Σ△p=（～）MPa。這里取Σ△p=。Pp=16+=第四章制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題?！?方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)?！　∷俣瓤刂仆ㄟ^改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。相應的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速?！　」?jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用節(jié)流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。　　容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達的排量來達到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)?！　∪莘e節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復雜?！」?jié)流調(diào)速又分別有進油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速?！　≌{(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了?！　」?jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差?！　?　　液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護作用?！　≡谟行┮簤合到y(tǒng)中，有時需要流量不大的高壓油，這時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路?！　≡谙到y(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力?！　?制定順序動作方案 　　主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作，根據(jù)設備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。工程機械的操縱機構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。加工機械的各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。行程開關安裝比較方便，而用行程閥需連接相應的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合?！　×硗膺€有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。當某一執(zhí)行元件完成預定動作時，回路中的壓力達到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作?！　?選擇液壓動力源 　　液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力?！　楣?jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對