減速機液壓制動系統(tǒng)的研制
發(fā)布時間：2020-12-30 02:16
一般的減速機制動系統(tǒng)都是對原動機(電動機或發(fā)動機)進行制動操作,也稱為輸入制動,所需制動力較小,但由于慣性的作用會對減速機的齒輪和傳動軸造成破壞。為解決這一難題,延長減速機的使用壽命,著手研制了一種輸出制動的減速機液壓制動系統(tǒng),該系統(tǒng)通過對減速機的輸出軸進行對稱制動設計,不僅確保了足夠的制動力,還有效地避免了制動時引起的減速機齒輪和傳動軸的破壞;重點對制動液壓油缸進行了創(chuàng)新性設計,采用變徑活塞以及大端受力,小端彈簧復位的結構,大大提高活塞對徑向力的承受能力,設有防止變徑活塞轉動裝置,從而提高制動液壓油缸的使用壽命。該減速機液壓制動系統(tǒng)簡單有力,制動液壓油缸極具創(chuàng)新性,在市場得到廣泛應用,深受好評。
【文章來源】：中國水運(下半月). 2020年05期
【文章頁數】：3 頁
【部分圖文】：
減速機液壓制動系統(tǒng)原理圖
兩個制動件2對稱均布在制動轂3的圓周方向上，不僅可以減小每一個制動件受到制動轂3的作用力，而且可以使制動轂3的徑向受力均勻，避免其因受力不均出現偏移而造成破壞。在本系統(tǒng)中制動件采用圓弧型結構。其中，制動件2的外圓弧與制動油缸的活塞桿伸出端連接；制動件2的內圓弧設有耐磨的摩擦涂層，且內圓弧的半徑尺寸與制動轂3的半徑尺寸相等。這樣在通過制動件2與制動轂3相互接觸產生摩擦力進行制動時，可以使制動件2與制動轂3之間的接觸面積最大，從而提高對制動轂3的制動效果。1.制動液壓缸；2.制動件；3.制動轂圖2制動器結構圖2．工作過程當減速機正常工作時，制動件10處于松開狀態(tài)，液壓泵3關閉，系統(tǒng)沒有壓力，制動轂11正常運轉。當需要進行制動操作時，開啟液壓泵3，油液經液壓泵3、管路12同時進入兩個制動單元2中，并經過單向節(jié)流閥7中的單向閥進入制動油缸9內。在高壓油的作用下，活塞克服彈簧的彈簧力逐漸伸出，當制動件10與制動轂11接觸時產生摩擦力，使輸出軸停止旋轉。需要解除制動時，關閉液壓泵3，此時位于制動油缸9內部的高壓油經過單向節(jié)流閥7中的節(jié)流閥、管路12以及流量控制閥15流回至油箱3。二、系統(tǒng)液壓缸的設計1．系統(tǒng)液壓缸的結構由于該減速機液壓制動系統(tǒng)是直接對與輸出軸固定連接的制動轂進行制動操作，因此，該系統(tǒng)制動液壓缸要承受更大的軸向力和徑向力，如果采用普通的彈簧復位油缸勢必會造成結構臃腫且易損壞，必須對制動液壓油缸進行特殊設計。該系統(tǒng)液壓缸結構如圖3所示。1.活塞缸筒；2-3.耐磨環(huán)；4.連接孔；5.變徑活塞；6.防塵封；7.斯特環(huán)；8.定位銷；9.安裝法蘭；10.導向塊；11.中間閥塊；12.螺栓；13.彈簧缸筒；14.檢測孔；15.調節(jié)螺釘；16.后蓋；17.彈簧座；18.彈簧；19.防塵封；20.斯?
第5期石世豪等：減速機液壓制動系統(tǒng)的研制95（c）剪力圖（d）彎矩圖圖4液壓缸活塞桿強度分析圖要對懸臂梁進行強度校核，需求其最大彎曲正應力，見公式（1）、公式（2）、公式（3）和公式（4）：maxmaxMW（1）maxMFl（2）332dW（3）max332Fld（4）式中：maxM為最大彎矩，Nmm；F為作用在懸臂梁末端的力，N；l為活塞伸出長度，mm；W為抗截面系數，3mm；d為梁截面直徑，mm。由上式可知制動液壓油缸的強度與剎車伸出活塞的直徑的立方成正比，推得本系統(tǒng)液壓缸強度是普通彈簧復位缸的8倍，該系統(tǒng)液壓缸可有效提高活塞對徑向力的承受能力。三、制動力矩的計算1．計算轉動慣量1）計算許用單次制動功060ddnMWM（5）式中：W為許用單次制動功，J；dM為額定制動力矩，Nm；為角位移，rad；0n為制動初轉速，即制動轂轉速，r/min。2）計算轉動慣量根據轉動能量定理2201122260nWJJ（6）計算可得：20182WJn（7）式中：J為制動轂上總轉動慣量，2kg/m；為角速度，rad/s。2．計算動態(tài)制動力矩由于制動過程中，制動力矩大小呈曲線變化，這里求一次制動過程中的平均動態(tài)制動力矩09.55edssnJMt（8）式中：edsM為單次平均動態(tài)制動力矩，Nm；st為有效制動時間，s。四、結論本文研制了一種新型減速機液壓制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過制動件直接對與輸出軸固定連接的制動轂進行對稱制動操作，從而避免了制動時齒輪和原動機傳動軸存在破壞的問題。對制動液壓油缸進行的創(chuàng)新性設計，通過采用變徑活塞以及大端受力，
【參考文獻】：
期刊論文
[1]減速機故障診斷及其處理方法分析[J]. 江春興. 化工管理. 2018(11)
[2]起重機回轉減速機制動器設計研究[J]. 郝少楠. 煤礦機械. 2018(02)
[3]帶內置常開式制動結構行星減速機的設計[J]. 劉波. 機械研究與應用. 2017(02)
[4]行走減速機停車制動系統(tǒng)的設計及其故障分析[J]. 劉祥. 中國設備工程. 2017(01)
[5]雙密封液壓制動行星減速機的創(chuàng)新設計[J]. 李明,劉寶慶,蔡有杰,白賀輝,王德東,胡偉明. 裝備制造技術. 2015(07)
[6]工程機械減速器制動器設計及應用[J]. 馬定. 工程機械. 2014(07)
[7]新型提升機恒減速液壓制動系統(tǒng)的設計[J]. 徐軍,陳軍,胡劉扣,萬理想,賀克偉. 煤礦機械. 2008(07)
[8]帶制動器的二級行星減速機[J]. 曹開明,石峰. 礦冶. 1997(03)
本文編號：2946779
【文章來源】：中國水運(下半月). 2020年05期
【文章頁數】：3 頁
【部分圖文】：
減速機液壓制動系統(tǒng)原理圖
兩個制動件2對稱均布在制動轂3的圓周方向上，不僅可以減小每一個制動件受到制動轂3的作用力，而且可以使制動轂3的徑向受力均勻，避免其因受力不均出現偏移而造成破壞。在本系統(tǒng)中制動件采用圓弧型結構。其中，制動件2的外圓弧與制動油缸的活塞桿伸出端連接；制動件2的內圓弧設有耐磨的摩擦涂層，且內圓弧的半徑尺寸與制動轂3的半徑尺寸相等。這樣在通過制動件2與制動轂3相互接觸產生摩擦力進行制動時，可以使制動件2與制動轂3之間的接觸面積最大，從而提高對制動轂3的制動效果。1.制動液壓缸；2.制動件；3.制動轂圖2制動器結構圖2．工作過程當減速機正常工作時，制動件10處于松開狀態(tài)，液壓泵3關閉，系統(tǒng)沒有壓力，制動轂11正常運轉。當需要進行制動操作時，開啟液壓泵3，油液經液壓泵3、管路12同時進入兩個制動單元2中，并經過單向節(jié)流閥7中的單向閥進入制動油缸9內。在高壓油的作用下，活塞克服彈簧的彈簧力逐漸伸出，當制動件10與制動轂11接觸時產生摩擦力，使輸出軸停止旋轉。需要解除制動時，關閉液壓泵3，此時位于制動油缸9內部的高壓油經過單向節(jié)流閥7中的節(jié)流閥、管路12以及流量控制閥15流回至油箱3。二、系統(tǒng)液壓缸的設計1．系統(tǒng)液壓缸的結構由于該減速機液壓制動系統(tǒng)是直接對與輸出軸固定連接的制動轂進行制動操作，因此，該系統(tǒng)制動液壓缸要承受更大的軸向力和徑向力，如果采用普通的彈簧復位油缸勢必會造成結構臃腫且易損壞，必須對制動液壓油缸進行特殊設計。該系統(tǒng)液壓缸結構如圖3所示。1.活塞缸筒；2-3.耐磨環(huán)；4.連接孔；5.變徑活塞；6.防塵封；7.斯特環(huán)；8.定位銷；9.安裝法蘭；10.導向塊；11.中間閥塊；12.螺栓；13.彈簧缸筒；14.檢測孔；15.調節(jié)螺釘；16.后蓋；17.彈簧座；18.彈簧；19.防塵封；20.斯?
第5期石世豪等：減速機液壓制動系統(tǒng)的研制95（c）剪力圖（d）彎矩圖圖4液壓缸活塞桿強度分析圖要對懸臂梁進行強度校核，需求其最大彎曲正應力，見公式（1）、公式（2）、公式（3）和公式（4）：maxmaxMW（1）maxMFl（2）332dW（3）max332Fld（4）式中：maxM為最大彎矩，Nmm；F為作用在懸臂梁末端的力，N；l為活塞伸出長度，mm；W為抗截面系數，3mm；d為梁截面直徑，mm。由上式可知制動液壓油缸的強度與剎車伸出活塞的直徑的立方成正比，推得本系統(tǒng)液壓缸強度是普通彈簧復位缸的8倍，該系統(tǒng)液壓缸可有效提高活塞對徑向力的承受能力。三、制動力矩的計算1．計算轉動慣量1）計算許用單次制動功060ddnMWM（5）式中：W為許用單次制動功，J；dM為額定制動力矩，Nm；為角位移，rad；0n為制動初轉速，即制動轂轉速，r/min。2）計算轉動慣量根據轉動能量定理2201122260nWJJ（6）計算可得：20182WJn（7）式中：J為制動轂上總轉動慣量，2kg/m；為角速度，rad/s。2．計算動態(tài)制動力矩由于制動過程中，制動力矩大小呈曲線變化，這里求一次制動過程中的平均動態(tài)制動力矩09.55edssnJMt（8）式中：edsM為單次平均動態(tài)制動力矩，Nm；st為有效制動時間，s。四、結論本文研制了一種新型減速機液壓制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過制動件直接對與輸出軸固定連接的制動轂進行對稱制動操作，從而避免了制動時齒輪和原動機傳動軸存在破壞的問題。對制動液壓油缸進行的創(chuàng)新性設計，通過采用變徑活塞以及大端受力，
【參考文獻】：
期刊論文
[1]減速機故障診斷及其處理方法分析[J]. 江春興. 化工管理. 2018(11)
[2]起重機回轉減速機制動器設計研究[J]. 郝少楠. 煤礦機械. 2018(02)
[3]帶內置常開式制動結構行星減速機的設計[J]. 劉波. 機械研究與應用. 2017(02)
[4]行走減速機停車制動系統(tǒng)的設計及其故障分析[J]. 劉祥. 中國設備工程. 2017(01)
[5]雙密封液壓制動行星減速機的創(chuàng)新設計[J]. 李明,劉寶慶,蔡有杰,白賀輝,王德東,胡偉明. 裝備制造技術. 2015(07)
[6]工程機械減速器制動器設計及應用[J]. 馬定. 工程機械. 2014(07)
[7]新型提升機恒減速液壓制動系統(tǒng)的設計[J]. 徐軍,陳軍,胡劉扣,萬理想,賀克偉. 煤礦機械. 2008(07)
[8]帶制動器的二級行星減速機[J]. 曹開明,石峰. 礦冶. 1997(03)
本文編號：2946779
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