目前国内液压绞车现状及使用的研究与探讨

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1、目前国内液压绞车现状及使用的研究与探讨1概述1.1简介1.1.1绞车概述图1.1绞盘简图在人类历史上，绞盘(windlass)是第一种用于拖曳提升重物的机器，它可使一个人搬运远重于自己许多倍的重物。绞盘采用一种轴和轮的形式，由用垂直框架支撑的滚筒组成，人通过用手摇动曲柄，使绞盘滚筒绕水平轴转动(见图1.1)。中国人在公元前二千年就设计出用曲拐手柄转动的砂轮。今天被广泛应用的绞车(或称卷扬机)是绞盘的另一种形式，它泛指具有一个或几个上面卷绕有绳索或钢丝绳的圆筒，用来提升或拖曳重载荷的动力机械。图1.2所示为一种简易的手动提升绞车;该绞车用手驱动，靠齿轮传动的速比增扭，配有防止卷筒反转的棘轮机构和

2、制动用的带闸。1.1.2绞车功能与结构绞车设计采用滚筒盘绞或夹钳拉拔缆绳方式来水平或垂直拖曳、提升、下放负载，绞车一般包括驱动部分、工作装置、辅助装置等几部分。８２1.驱动部分:用于驱动绞车工作装置盘绞、释放缆绳，包含动力及传动装置与控制装置。绞车可以采用多种驱动方式，包括电动机、蒸汽机、柴油发动机、汽油发动机、液压马达、气动马达、等等。无论采用何种驱动发式，在绞车的驱动部分设计中都应包含以下设计准则：①无级均匀变速，调速范围广；②在有负载情况下，良好的启动特性和低速特性，总效率高；③双向旋转，并且容易改变旋转方向；④维护保养相对容易，对周围工作环境不敏感；⑤制动系统工作可靠；⑥设计紧凑，结构

3、简单，安装布置容易，重量轻；图1.2手动提生绞车⑦在有负载情况下，能长时间安全带载静止而不至于损坏驱动系统。８２对于小型绞车，为了保证结构紧凑，绞车驱动部分一般与绞车工作装置联接在一起，直接驱动工作装置；对于大型绞车或应用现场空间相对狭小的绞车，绞车驱动部分与绞车工作装置可以设计成独立放置，两者间通过液压管线、气动管线或电缆管线相联系，绞车的布置和操纵均很方便。2工作装置:在驱动部分作用下，通过滚筒回转或夹钳直线拉拔等方式拖曳或释放缆绳以完成对负载的收放控制，并含有对缆绳的容绳和排缆装置。3.辅助装置:辅助工作装置完成拖曳作业，包含滑轮组、导向装置以及速度测量，长度距离测量，张力测量等装置部分

4、;绞车可以使用钢丝绳，尼龙缆绳等多种材质缆绳。1.1.3绞车分类绞车可以采用多种分类方法。按绞车驱动方式分类，绞车可以分为机械式驱动绞车、电机驱动绞车、气动绞车、液压绞车等几大类。1.机械式驱动绞车①驱动部件间的固定几何位置关系决定着系统的设计布局，布局的变化少；②传动系体积尺寸大，总重量重；③安装布置复杂，经常需要精密加工的平面和精密的部件定位；④难以实现大范围的无级变速；⑤原动机的位置是不可变的；⑥在有负载的情况下，难以取得平稳的反转；⑦通过采用液力偶合器，可以在堵转工况下产生最大扭矩。2.电机驱动绞车①在小型和低端绞车产品上采用常规定速电机驱动方法，能实现单速(或双速)和双向旋转功能，系

5、统简单，但不能低速启动和平滑变速；②采用可控硅整流(SCR)直流调速方式实现无级变速，发展历史悠久，可在低速段提供短时的额定扭矩(或堵转扭矩)。但是，若无独立冷却系统和专用设计，直流调速方式不能长时间用于堵转工况；③采用交流变频调速方式实现从零到最大速度的无级变速，可以在低速或堵转工况下提供100%额定扭矩，调速平稳；④设备复杂，维修、保养人员的技术水平要求较高。3.气动绞车①需要配置压缩空气站；②气动系统工作压力较低，气动马达外形尺寸较大，气动系统总体重量较重；８２③对环境条件敏感-在周围环境温度低的地方，可能有潮气凝结在气动管路和部件里；④噪音大-需要噪音消音器。4.液压绞车①双向实现从零

6、到最大速度的无级变速控制，易于换向；②用高压溢流阀或压力补偿器双向限制有效力矩；③输出速度范围大，负载的低速控制好，可以带载良好启动；④系统允许长时间支持负载，双向可以限制不同力矩；⑤设计紧凑，布置方便，动力传递系统总重量轻；⑥易于实现恒速、恒张力控制。按绞车应用领域和使用工况分类，绞车分为矿用绞车、建工卷扬机、船用绞车、工程机械绞车以及特殊用途用绞车等等。按绞车作业形式分类，绞车一般分为滚筒卷扬绞车和线型绞车两大类。滚筒卷扬绞车采用驱动滚筒旋转方式收放缆绳和拖曳负载，并在滚筒上直接容绳；线型绞车采用夹钳直线拉拔缆绳方式拖曳负载，并在独立配置的滚筒上卷扬容绳。图1.3为线型绞车示意图。图1.3

7、线型绞车示意图1.1.4绞车应用绞车广泛应用于工程机械、建筑机械、林业、渔业、矿山机械、船舶运输、海洋石油等多领域，可配套多种类型主机设备。绞车具体配套的部分设备如下：1.汽车起重机──主吊、辅吊绞车2.塔式起重机──主吊绞车８２3.驳船──定位绞车，拉索绞车4.钻探船──拔桩绞车5.挖泥船──悬挂和斗架绞车、抓斗绞车6.通用船舶──锚泊绞车、起重绞车、牵引绞车7.集装箱船──船尾恒张力装料绞车8