新型液粘绞车设计.pdf

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1、新型液粘绞车设计杜波张楠渠立红王道明黄丽中国矿业大学徐州221ll6摘要：将行星差动轮系与液粘制动器相结合设计了1种新型的液粘绞车，介绍了液粘绞车及液粘制动器的结构及工作原理，建立了液粘绞车的数学模型，具有实用价值。关键词：液粘绞车；液粘制动器；数学模型中图分类号：TD534文献标识码：A文章编号：1001—0785(2010)10—0071—03Abstract：Anewtypehydro—viscouswinch，whichhaspracticalvalue，isdesignedbycombiningtheplanetdifer

2、en-tialgearsystemwiththehydro—viscousbrake，andthestructureandworkingprinciplesofthehydro—viscouswinchandthehydro—viscousbrakeareintroduced，aswellasthemathematicalmodelofthehydro—viscouswinchisestablished．Keywords：hydro-viscosity；hydro—viscousbrake；mathematicalmodel煤矿井下

3、使用的绞车，在满足生产需求，安在起动、停止以及调节卷简转速时，可通过对2全可靠的同时要求体积小，便于调速，易于操作，液粘制动器的控制进行调节。成本较低，而这些要求很难全部满足。本文将行星轮系及液粘制动器相结合，利用PLC对液粘制动器进行控制，设计了1种新型液粘绞车，可满足上述要求。此绞车不仅合理利用了行星差动系统占地空间小、传递效率高的优点，而且人工操作容易，控制精度高，具有实用价值。1液粘绞车结构与工作原理图1液粘绞车传动系统简图液粘绞车传动系统如图1所示，由2级行星差1．卷筒2．1级行星架3．1级行星轮4．1级太阳轮动与2个液粘

4、制动器组成。电动机与输入轴相连，5．输入轴6．液粘制动器17．2级行星轮8．2级带动1级行星架上的1级行星轮旋转，1级行星轮行星架9．液粘制动器210．2级太阳轮与卷筒上的1级内齿轮啮合。3个1级行星轮除做2液粘制动器工作原理自转外，还要进行公转，带动1级行星架转动。1级行星架与2级太阳轮相连，从而带动2级行星轮液粘制动器的理论基础是液体粘性传动，即2旋转，此时有3种工作状态：相对运动平板间单位面积上的剪切力与平板间液(1)液粘制动器1刹住卷筒，液粘制动器2体的动力粘度和2板的相对速度成正比，而与松开，此时卷筒静止，2级行星轮除做自

5、转外还进2板间的间隙h成反比，单位面积上的剪切力f为行公转，带动2级行星架空转，此时为停止状态。r=txv／h(2)液粘制动器1松开，液粘制动器2制动，此时2级行星轮只进行自转，通过2级内齿轮带动液粘制动器结构如图2所示，被动摩擦片与卷筒转动，此时为工作状态。固定壳体相连，主动摩擦片可在主动轴上做轴向(3)开启电机进行反转，此时为下放状态。移动。通过控制器控制电液比例阀的油压变化，改基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975275)《起重运输机械》2010(10)一71—变主动摩擦片与被动摩擦片之间的间隙从而实现∞a一∞h1Zc

6、1一=一一(7)制动力矩的变化。所以，液粘制动器具有良好的一(-OhlZca1制动可控性，当油膜厚度为0时，也具有很好的hJ—O．)h2e2定车作用。一=一一(8)c一(￡，ll2Za2式中，、z、。、分别为1级太阳轮、2级太阳轮、1级内齿轮、2级内齿轮的齿数。力油在设计的液粘绞车中，z。=43，=16，z：=73，=17。代人上述方程，联立式(2)～式(8)得=一1．53Tc(9)图2液粘制动器结构原理图∞h2=2．96×10～∞+0．97w(10)1．固定壳体2．主动摩擦片3．被动摩擦片4．输入轴5．活塞6．回位弹簧7．缸体对式

7、(8)、式(9)取增量得△Th2：一1．53ATc(11)液粘制动器的主被动摩擦片之间的切应力和油液动力粘度主动摩擦片角速度、液压缸压△∞l12：A0．97w(12)力P有关，其函数表达式为液粘制动器的制动转矩如式(1)所示，实际=工作中，控制油温在一定范围，基本不变，因厂(肛，09，P)此，可表示为03及P为变量的函数，即液粘制动器的制动转矩T=F(，p)=nf2r~rZdr=广／z,to,p)7【r。dr(1)。rl。l设差动轮系中各转子的转动惯量均小于滚筒轴上的转动惯量．，，液粘绞车2级行星轴上的力式中，n为摩擦面数；r、r为

8、摩擦面内外半径。矩为3液粘绞车数学模型的建立Th2=F1(Pl，∞^2)对于整个行星差动轮系，在不计摩擦损失时，绞车工作负载视为恒转矩，滚筒上的力矩为根据力矩平衡原理得=++l+Tc2=0(2)F2(+To+．，警l++l+Th2=0