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具有自动排绳和压绳系统的10吨液压绞盘

热度1124票时间：2011年5月09日 20:42

l 引言拓松汽车户外网 -e"fson!c&zt

　　部队的现役舟桥运输车、工程保障车以及大功率推土机等均配置有液压牵引绞盘。这种液压绞盘系统采用叶片马达、液压制动器、二级行星减速器、机械式手动离合器，代表了20世纪80年代的技术水平。由于绞盘系统无排绳、压绳功能，在实际使用中钢丝绳经常发生排绳不整齐、乱绳、咬绳断丝等现象。叶片马达的固有缺陷导致绞盘系统的可靠性较差，影响了部队的正常训练和装备的战备完好性。拓松汽车户外网 -I2w6H,ri["z

IGe)A-? Px QM$P0　　部队装有此类绞盘的装备数量较大，整个系统的换装存在许多困难。因此，在现役车辆装备上进行绞盘系统的改进和完善已势在必行。拓松汽车户外网 -&f6@lh5h FOR

2 绞盘系统结构及工作原理拓松汽车户外网 -&Tpp ]_7a

　　绞盘系统由径向柱塞低速大扭矩液压马达、配流器、单向或双向平衡阀、手动或电磁换向的二位二通阀、手动或电磁换向的三位四通阀、二级行星减速器、离合器、绞盘卷筒、卷筒支架、排绳器及压绳器等部件组成。图1为绞盘系统的工作原理图。

m2Q0bdM6wcg0　　当操纵手动或电磁换向阀1使绞盘工作时，液压系统的压力油通过配流器中的单向或双向平衡阀2向液压马达4提供压力油，此时液压马达4两油口间的止通阀3关闭。压力油驱动液压马达4产生旋转运动力，旋转运动通过行星减速器5的减速增扭，驱动绞盘卷筒9转动。同时通过链条8传动，带动双向丝杠7旋转，使滑块往返运动，达到强制排绳的效果。压绳器10在单作用弹簧气缸11的作用下压迫绞盘卷筒9上的钢丝绳6，使钢丝绳始终处于整齐的排列状态。改变手动或电磁换向阀1的操纵方向，可以使绞盘卷筒反向转动。当手动或电磁换向阀1处于中位时，单向或双向平衡阀2与液压马达4相对应的活塞腔处于封闭状态，起到制动作用。当进行人工拖放钢丝绳时，手动或电磁换向阀1处在中位，并打开单向或双向平衡阀2，让液压马达4的两油口相通，此时液压马达4处于自由状态，同时，操纵压绳器10的手动控制气阀12，使单作用弹簧气缸11收缩，压绳松懈。

wl2P"K9A2D+p03 系统的主要技术参数与计算方法

３．１原车辆绞盘系统的主要技术参数拓松汽车户外网 -l~1\;G8`_

fg/dN~W0第一层的额定拉力(kN)98

`:G ~+QvQ%@ K.Tq`Q0第一层的过载拉力(kN)≤125

第一层的工作速度(m/min)6～8

卷筒直径(mm)240

钢丝绳有效长度(m)≥40（自救）

≥80（抢救）

d"P!W?4z9D2@#Z0钢丝绳安全系数≥2

Bef}i$H&i0钢丝的型号

Q2KH6nw[9}*\06W（19）+7×7-17.5-185-特-甲 -b拓松汽车户外网 --w{0Y u)SG"b

钢丝绳破断力(kN) 217.5

8m:k%z4m&T&b)H,S0液压系统的额定压力(MPa)16

'T"} YSb6z*s cp0液压系统的额定流量(L/min)75

３．２原绞盘卷筒的额定扭矩和额定转速计算拓松汽车户外网 -5Ec["yx

绞盘卷筒的额定扭矩：

oFX8J#S4T0Ｍ筒=Ｆ×ｒ

=98×0.12=11 760 Nm

绞盘卷筒的额定转速：

g${D Y$|7|v]0ｎ＝Ｖ/（2πｒ）

＝８/（２×３．１４×０．１２）＝１０．６ｒ/min

式中：

k%A Dm\S0Ｆ＝９８ｋＮ为卷筒第一层额定拉力；

i"P%x6E]s?0OK0Ｖ＝8 m/ｍｉｎ为卷筒第一层工作速度；

ｒ＝０．１２ｍ为卷筒半径。

３．３现绞盘系统主要参数计算

　　（1）液压马达型号的确定，以及在系统额定压力、流量情况下马达输出扭矩与转速的计算

C?4I`q u(y0　　考虑安装尺寸的紧凑，选择最小型号内较大排量的马达，确定五星液压马达的型号为INM05-170。

a0F)e??0　　INM05-170液压马达的主要参数为：

Wn,[SpU8@0排量(mL/r)166

额定压力(MPa)25拓松汽车户外网 -6[5YAiu5C k

0e2g)_8x!YZ0M0最大压力(MPa) 35

q{ zV `0额定扭矩(Nm)660

E\'QD%WnD'T P+{%{0单位扭矩(Nm/MPa)26.4

r-h2U3r/mx+mT0连续转速(r/min)l～600

最大流量(L/min)102

最大功率(kW)45拓松汽车户外网 -wn_@7o9u

在系统压力16MPa、流量75L/min下，马达的输出扭矩与转速为：

Ｍ马=16 × 0.9 × 26.4=380.16 Nm

;{:vk@ l%w0ｎ马=75×0.99÷0.166

=447.3 r/min<600 r/min

式中：0.9为马达的机械效率，0.99为马达的容积效率。拓松汽车户外网 -8bU.N$Q7x9S)Dw

　　在系统压力为25 MPa时，马达的最大输出扭矩：Ｍ =25×0.9×26.4=594 Nm

!B3ebL_Q9h*lGF0　　马达的最大输出转速：ｎ=600 r/min拓松汽车户外网 -'t8p'M'L~UN

-[+N"ag4K5_5y0　　（2）减速机的参数计算

pP!@.QQzC_0　　①减速比

ｉ＝Ｍ筒÷η÷Ｍ马拓松汽车户外网 -!omp[s!]i.|

"jel U5{Xd0＝１１７６０÷０．９÷３８０．１６＝３４．４

(yU6Z'M!N]o2p0式中：二级传动的机械效率η取０．９

7JM jO4i'{4M.v'|0减速比圆整取ｉ＝３６。

0vw$m"b1i+ZM0　　②减速机的额定输出转速

ｎ减＝ｎ马ｉ＝４４７．３÷３６

＝12.4 r/min>10.6 r/min（卷筒额定转速）

.M+_H!y!~ Vfn0　　③减速机的额定输出扭矩

Ｍ减＝Ｍ马×η×ｉ＝３８０．１６×０．９×３６拓松汽车户外网 -fziY8Ub

＝１２３１２Ｎｍ>１１７６０Ｎｍ（卷筒的额定扭矩）

　　④最大输出扭矩、转速拓松汽车户外网 -:y(l sAS

Ｍ＝Ｍ马×η×ｉ拓松汽车户外网 -;H5KX.G lap

＝594×0.9×36=19 245.6 Nm拓松汽车户外网 -d7djQ4[v

M8D9j"m,W4P;`k0ｎ＝ｎ马÷ｉ=600÷36=16.7 r/min

Y/E+s*s4_/`3F+SLP0　　（3）绞盘最大拉力及走绳速度

}-u;k(l;w2e4K0　　在液压系统压力为25 MPa时，绞盘的最大拉力为：

Ｆ＝Ｍ÷ｒ=19245.6÷0.12=160.38 kN拓松汽车户外网 -y7h2^;kl4m5d

　　在液压系统最大流量为102 L/min时，绞盘的最大走绳速度为：

pn0hX [(yogE8i.K\0Ｖ=2πｒ×ｎ拓松汽车户外网 -;v fF)elI;}x

＝2×3.14×0.12×16.7=12.6 m/min拓松汽车户外网 -9i.~Af;kQ

*G1RZ%W3T$Hg0　　通过以上计算表明，改进后的绞盘系统主要作业参数均优于原绞盘的参数，满足使用要求。

] R3u~:P)X'N04 绞盘系统的技术特点

　　改进后的液压绞盘系统具有以下特点：拓松汽车户外网 -"Q$_j,?0a

,s+z-^Dv2U q0　　（1）由于绞盘自带阀组，它不但简化了液压系统而且提高了传动系统的工作可靠性。拓松汽车户外网 -A*YPmX-|

　　（2）启动扭矩大，低速稳定性好，保证绞盘能在很低速度下稳定运转。　拓松汽车户外网 -^RVJSCG`c

　　（3）由于技术先进、性能优良的径向柱塞马达具有低噪声、高效率、高功率质量比，因而使液压绞盘具有效率高、能耗少、噪声低、尺寸紧凑、经济性好等特点。

　　（4）五星柱塞马达的平面配流器（专利技术）密封性能好，泄漏很少，活塞与摆缸之间用塑料活塞密封，无泄漏，因而具有很高的容积效率。

%@9iDX)x8^0　　（5）排绳整齐有序，压绳器解决了卷筒上的钢丝绳在松懈状态下的正常卷绕。拓松汽车户外网 -H OVp9U C

6{FdA0^4mq S0　　（6）机械式离合器被液压式离合器取代，先进性、可靠性得到了提高。由于马达具有优良的密封性，在平衡阀支持下，即使在额定的外负荷作用下也只有微小的内泄，这种使用油腔密封的技术来达到制动的目的，既简便实用又减少了绞盘尺寸。拓松汽车户外网 -{3c8R&Affzm

g)s.iADPoe2g!_05 结语拓松汽车户外网 -z7N^ew@

1I@ V(WypNw*R ~d0　　改进后的液压绞盘系统具有自动排绳、压绳功能，使钢丝绳有序的自动排列，避免钢丝绳的损伤。绞盘系统选择的液压元件可靠，性能稳定，结构紧凑，满足各种车辆小尺寸空间的安装要求。绞盘低速性好，使牵引救援作业更加安全。拓松汽车户外网 -1U]9Dgx

| \+~9Jz\6v i4W Iu'[0通信地址：北京香山路西小府甲２２号总装工程兵装备论证试验研究所（１０００９３）

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