气控换挡装置的设计与应用

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1、气控换挡装置的设计与应用梁建成(胜利油田高原石油装备有限公司，山东东营257000)摘要:设计了一种牝控换捋裳解决了三个方面的冋题:一是在手动换档狼卓实現的场合,可实现远理气担钢换挡;二是通过运程牝压控制,可使换挎齿轮正反轻微转动.实现微调;三是在远程控制宣观案仪表,可以及时了解传动系疑所处坎态。关键词:换档;齿式离合耳；微摆装置：毛拉中图分类号:TE9文献标识码:B文童壤号:1672-545X(2009)04-0144-02在设计机械传动系统时，根据不同的工况往往要设计数个档位，获取高速、低速和空档。由于受结构限制，或者操作环境的限制，有时不允许采用机械手动换挡，必须采用气控制换挡。在

2、狭窄的空间或者密闭的空间环境下，本文因地制宜合理利用空间，设计了巧妙的气控换挡装利用拨叉，通过齿式离合器的挂合与摘开,尽管可实现高、低、空档,但齿式离合器的齿与齿往往无法恰好对齐，造成换挡困难。本文设计了微摆装置辅助气动换挡,不仅可实现远程控制,而且既便捷又省力地实现换挡;通过对控制系统的合理设计，可在远程控制室观察仪表，及时了解传动系统所处的状态。1气控换挡装置的结构设计整个机械传动系统处在一个机油强制润滑的密闭空间中，需要实现换挡的轴在结构的中间，很难实现手动换挡。如果采用气控换苕，必须考虑将控制装置设计在整个结构的上部，而且径向尺寸不能太大。因此设计将气缸的往复运动转化为立轴的正反

3、转动,从而驱动拨叉轴向移动实现换挡。气控换挡装置的结构如图lo⑴三位代紅；(2肢杆；(3皿板；⑷顶杆淙(5睛杆；(6曲眦(7滋叉；⑻外齿空套呈轮1;(9)齿式厲合器；8外齿；0D外齿空姿链轮2;03«*；蹄承座；g摩挥轮；耐接盘；合器；师摆机构微摆装置结构如图2oB向①小PI；②摆动1T；③大代缸：④固定座图2徹摟装■结构图由图可知，气控换挡装畫分为三个部分：(1)控制气缸水平娶动机构。气动控制⑴三位气缸带动⑵拉杆水平移动，(2曲杆拉动(5膚杆转动，从而驱动(6溜轴转动。同时,(2庖杆水平移动带动(3)顶板触碰两个⑷顶杆阀，发出不同的控制信号。(2)拨叉换挡转动机构。(5膚杆转动迫使(

4、6睛轴转动,(6)转轴转动驱动(7腹叉水平移动，从而驱动(9曲式离合器与(8)外齿空套链轮1或01)外齿空套链轮2挂合，当不驱动时处于中位即空挡。(3)微摆装置实行微调机构。给①小气缸充气，调节③大气缸的充气压力,(T"气胎离合器在转矩差的作用下发生转动，从而驱动0^轴及(0外齿转动,通过微调③大气缸的充气压力，导致蹄及00外齿发生微摆，使(8)外齿空套链轮1或01)外齿空套链轮2上的齿与(9)齿式离合器的齿恰好吻合，轻松挂合或摘开实现换挡。S1气控换挡装■结构图收稿日期:2009-01-13作者筒介:集建成(1976-),男，湖北天门人，工程师,现从事石油钻机的设计研究工作。sn■2气

5、控换挡的控制原理(如图3)I•0•9n图3气控换掛控制原理图图中虚线框为远程控制室,操作阀A、B、C及压力表头均安装在控制室内,其余部分为执行元器件和气路管线,粗实线为总气源管线。操作阀A控制换挡气缸，操作阀B、C控制微摆气缸和气胎离合器，两个顶杆阀获取换挡气缸在不同位置的信号。3微摆装置辅助气控换挡的应用(I)高速档。当机械传动系统需要高速挡时，操作气控阀A,给气缸pl口充气,(1)三位气缸阀芯向左移动，驱动⑵拉杆移动,(6辭轴转动,(9)齿式离合器向高速挡位移动，此时，操作气控阀B、C给气胎离合器、③大气缸、①小气缸充气,通过调节气控阀C的充气压力大小，使得00外齿轻微摆动，顺利挂合

6、到高速档位。当(3)顶板融碰到⑷顶杆阀，发出气信号，铭牌“高速”处压力表显示相应压力时，表明高速档挂合到位,不会出现半离合的状态。(2)低速档。当机械传动系统需要低速挡时，操作气控阀A,给气缸P2口充气,(1)三位气缸阀芯向右移动，驱动⑵拉杆移动,(6驕轴转动,(9)齿式离合器向低速挡位移动，此时，操作气控阀b、c给on胎离合器、③大气缸、①小气缸充气，通过调节气控阀C的充气压力大小，使得外齿轻微摆动，顺利挂合到低速档。当(3)顶板触碰到(4)頂杆阀,发出气信号,铭牌“低速”处压力表显示相应压力时，表明低速档挂合到位,不会出现半离合的状态。(3)空档。当机械传动系统需要空挡时，操作气控阀

7、A,给气缸p3口时充气,(1)三位气缸阀芯向中位移动，驱动⑵拉杆移动,(6驕紬转动,(9)齿式离合器向空挡位移动，此时，操作气控阀b、c给on胎离合器、③大气缸、①小气缸充气,通过调节气控阀C的充气压力大小,使得邸齿轻微摆动，顺利挂合空档位。4结束语(1)在手动换挡很难实现的场合，该装置可实现远程气控制换挡。(2)换挡过程可实现微调，减轻劳动强度,提离换挡可操作性。(3)在远程控制室可随时了解传动系统所处的挡位。(4)该装置已经在胜