液粘绞车液粘传动装置优化设计.pdf

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1、液粘绞车液粘传动装置优化设计韩强强杜波王道明中国矿业大学机电工程学院徐州221008摘要：对液粘绞车及液粘传动装置的结构及T作原理进行介绍。通过对液粘传动装置结构计算，建立其优化数学模型，并通过计算机进行优化求解，计算结果具有重要应用价值。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(2011)04—0063—03Abstract：Thepaperintroducesthestructureandworkingprincipleofthehy

2、dro—viscouswinchandthehydro—vis—COUSgear，andestablishestheoptimalmathematicalmodelthroughthecalculationofthehydro—viscousgearstructureandsolvesitbycomputer，obtainingtheresultswithimportantapplicationvalue．Keywords：hydro-viscouswinch；hydro-viscousbrake；

3、mathematicalmodel摩擦定律，利用油膜的剪切作用来传递动力，是l液粘绞车原理继液压传动和液力传动之后的第3种以液体为工JYB系列运输绞车是为了适应我国矿用辅助运作介质的转动技术，其输出转速可在0～100％范输现状而研制的1种新型运输绞车，其结构如图1围内无极调节。基本原理为：2相对运动平板间单所示。在其卷简内部置有2级行星齿轮传动，通位面积上的剪切力r与平板间液体的动力粘度和过手动控制工作闸和离合闸抱紧与松开，便可以2板的相对速度成正比，而与2板间的间隙h成实现绞车的提升以及速度大小的

4、控制。由于采用反比，单位面积上的剪切力z．为人工操作，其自动化程度低，速度和加速度不能r=Ixv／h精确控制，对操作人员操作技能要求高，因此在液粘传动装置结构如图2所示，压力油通道实际应用中其效率偏低。处通入压力油作用在活塞上，克服回位弹簧的弹簧力推动摩擦片。通过控制器控制油压变化，改液粘绞车是在该系列绞车基础上对其进行改造：将原来传动系统中的离合闸，用液粘制动器变主动摩擦片与被动摩擦片之间的间隙从而改变代替；将工作闸用盘式制动器代替。而原来结构中行星齿轮传动结构继续保留，该绞车继承了原有绞车占地空

5、间小、传递效率高的优点。液粘制动器和盘式制动器的输出力矩可以通过控制液压系统供油压力来精确的控制，因此，液粘绞车的起动、制动以及调速只需要控制液压系统中比例阀的输入电流即可实现，这样，就解决了原有绞车人工操作困难、控制精度低的问题。2液粘传动装置1．底座2．重锤3．电动机4．液力推杆5．安全闸(工作闸)6．工作闸手柄7．离合闸手柄液粘传动技术是20世纪70年代中期从国外发8．滚筒9．离合闸l0．轴承支架展起来的1种新型流体传动形式，是基于牛顿内图1运输绞车结构简图基金项目：国家自然科学斟金资助项目(

6、50975275)《起重运输机械》201l(4j输出轴传动力矩的大小。输出轴连接在行星齿轮式中：为齿面挤压应力，Pa；为各齿间传动系统中的2级行星架上。载倚不均匀系数；z为主动片齿数；h为齿的工作高度，m，这里h=m；b，为主动片的厚度，m；n，为主动摩擦片数；d为主动片花键分度圆直径，m；[or]为许用挤压应力，取[or]=20MPa。2)从动片与机壳的齿面挤压力20-2(—zhb—zazd22式中：为主动片齿数；b为主动片的厚度；n为主动摩擦片数；d。为被动片花键分度圆直径。3．3轴的强度和刚度

7、计算若不计轴的自重，则输入轴只受扭矩作用。1．输tl{轴2．轴承座3．主动摩擦片截面的剪应力为4．被动摩擦片5．活寒6．回位弹簧7．机壳冈2液粘传动装置结构图=≤l刊式中：为抗扭截面系数；[f]为许用剪应3液粘传动装置结构计算力，取[=40MPa。3．1液粘传动装置传递转矩计算截面的单位扭转角为当主动片与从动片被压紧时，摩擦片间隙趋r，1=7350≤[(b]向于0，此时液粘传动装置实现无滑差的直接传a动，此时液粘传动装置所能传递的扭矩应能达到式中：[西]为许用单位转角，取[]=0．8(。)／工况需求

8、。无滑差传动时，液粘传动装置传递扭m。矩为3．4渐开线花键几何尺寸计算nKfrtpo(1一C)取渐开线花键标准压力角为30。，采用圆————一齿根。式中：为传递扭矩，N·in；，为摩擦副数1)主动片与输入轴花键连接目；K为压力递减系数，取K=0．92；f为动摩擦分度圆直径：d=mz系数，取_厂=0．08；P。为摩擦副实际压力，Pa，P。主动片外花键小径：d∞=m(一1．8)≤3MPa；为实际面积与名义面积之比，取=主动片外花键大径：d=m(。+1)0．7；d，为摩擦衬