節能型液壓絞車的製作方法
2023-05-31 12:05:21 1
專利名稱：節能型液壓絞車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種卷繞鋼絲繩的絞車，尤其是涉及一種節能型液壓絞車。
背景技術：
為解決帶離合器的液壓絞車聯接結構複雜加工困難、液壓絞車存在的動力軸的受力不平衡、機架上承受軸向推力和無法實現離合器部件模塊化的問題，本發明人提出了名為「傳動末級有離合器的液壓絞車」(授權公告號CN 101190770 B)的技術，示出了一種動力軸受力平衡、結構簡單、加工和拆裝方便的傳動末級有離合器的液壓絞車，其由液壓馬達、 液壓制動器、行星齒輪減速器、液壓離合器、捲筒及控制其工作的液壓控制迴路組成，設置在捲筒內的液壓離合器處在系統傳動鏈的末端，行星齒輪減速器設置在捲筒內，其末級行星架的右側輸出端就是連接多片式摩擦離合器的花鍵軸，花鍵軸的右端就是離合器控制油缸的活塞，其行星齒輪減速器的行星架與離合器的花鍵軸及活塞為一體化的結構。該授權專利有效地解決了現有的液壓絞車其聯接結構複雜、加工和裝配困難及動力軸的受力不平衡，機架受軸向力聯結處容易磨損，機械效率低及使用壽命短的問題；在長期的生產實踐和使用過程，發現其仍存在一些不足1、離合器摩擦片之間的相對摩擦、行星齒輪減速器內的齒輪傳動、制動器的制動動作，均會製造有大量的熱量，由於離合器、減速器、制動器均設於捲筒內，空間封閉，熱量難以向外界擴散，造成捲筒內溫升嚴重，尤其是炎熱環境下，捲筒內溫度更高，過高的溫度會導致離合器性能下降，影響絞車的穩定運行；2、離合器摩擦片的摩擦，會造成碎屑，這些碎屑沉積在捲筒及摩擦片表面，可嚴重影響離合器的性能；3、離合器的花鍵軸與末級行星架花鍵連接、另一端套在輸油軸上，這種固定結構，使花鍵軸處於懸置的狀態，存在徑向定位不足的問題，在運轉時易產生跳動和噪音，會導致花鍵軸上的定摩擦片與動摩擦片的平行度不足，從而影響離合的性能；4、其離合器外筒固定於在捲筒中部的內壁上、捲筒通過軸承固定在支承軸上的結構，使離合器的震動直接傳遞到捲筒使捲筒運行不穩定，還使結構不夠緊湊，並且不易裝配和拆卸；5、支承軸與花鍵軸之間設置輸油軸的結構，結構複雜、安裝不便。另外，絞車具有自由下放功能，自由下放功能有兩種工作狀態，其一是不掛重物的空鉤自由下放，其二是掛重物的重鉤自由下放；現有的重鉤自由下放過程中的速度控制和制動，是採用設置在捲筒外部、機殼安裝在機架上的專用制動器來實現的，這種結構不但加大了絞車的體積、長度和重量，還在自由下放工況中捲筒內行星架和齒輪處於轉動狀態， 從而增加了阻力，為此這種絞車無法實現空鉤自由下放的功能，而且結構複雜、製作成本昂貴；因此，本發明人提出了名為「集成式自由下放速度可控的液壓絞車」(授權公告號CN 2876042Y)技術，通過在捲筒外部設置帶式制動器，可控制自由下放的速度，但存在結構複雜、佔用捲筒外部空間的不足。
發明內容
本發明主要目的是提供一種可為離合器、行星齒輪減速器散熱，尤其是對離合器摩擦片散熱的節能型液壓絞車。本發明另一目的是利用重物的勢能並控制捲筒內液壓離合器摩擦片的摩擦阻力進行重物自由下放的速度控制和制動的液壓絞車。本發明再一目的是提供一種提供一種離合定摩擦片與動摩擦片具有較高平行度、 離合器性能更良好、運行更穩定的液壓絞車。本發明再一目的是提供一種結構更緊湊、更易於裝配的液壓絞車。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的節能型液壓絞車， 其包括機架、捲筒、液壓馬達、液壓控制系統，以及設於捲筒內的液壓制動器、行星齒輪減速器和液壓離合器；所述液壓離合器包括外筒、定摩擦片、動摩擦片以及驅動兩摩擦片離合的離合器油缸，所述離合器油缸包括缸體、活塞以及碟簧，定摩擦片、動摩擦片交錯設置在外筒、活塞上，其特徵在於還設有冷卻系統，該冷卻系統包括冷卻腔和給冷卻腔供給循環冷卻介質的供液系統；冷卻腔包括設於活塞中部的內腔、包容離合摩擦片的外腔；所述活塞的圓周上設有若干個連通內腔和外腔的導液孔，該導液孔位於設置動摩擦片的活塞段上。 供液系統、內腔、導液孔、外腔構成一個循環系統，製冷介質在循環系統中流動，可對浸沒在外腔中的定摩擦片、動摩擦片進行冷卻，使摩擦片處於較佳的工作溫度，由此保證了離合器的性能；其次，流動的冷卻介質可帶走離合摩擦片產生的碎屑等雜質，使摩擦片上附著的雜質被清理乾淨，尤其是使摩擦面保持清潔狀態；再次，外腔中的冷卻介質可對行星齒輪減速器的外殼、制動器外殼吸熱，使減速器、制動器內部的溫度得以下降。作為優選，所述供液系統包括泵，由泵通過進油迴路給冷卻腔供液。以泵供液的方式，可根據具體使用環境，選擇並更換不同的冷卻介質，以取得較好的散熱效果。作為上述泵供液的等同方案，供液系統的進液迴路直接連接於主液壓系統的回油油道，利用回油油道的背壓給冷卻腔供液，並通過節流閥控制流量；回油油道的背壓為 0. 2—0.8 MPa。回油油道的背壓控制為0. 2—0.8 Mpa，可在不影響液壓控制系統的情況下， 使冷卻介質能以合適流速在冷卻系統中進行流動；這種供液方式，可簡化供液結構，降低成本。為了取得較好的散熱效果，能靠流動的介質衝走摩擦片碎屑等雜質，液壓控制系統的回油油道的背壓不小於0. 2MPa。作為優選，離合器油缸的液壓迴路上設有空鉤自由下放的控制迴路或重鉤自由下放的控制迴路；空鉤自由下放的控制迴路包括減壓閥、單向閥、二位三通換向閥和單向調速閥；重鉤自由下放的控制迴路包括減壓閥、單向閥、二位三通換向閥和電液比例調壓閥，該電液比例調壓閥為腳踏式或手動式。重鉤自由下放時，利用電液比例調壓閥可使液壓離合器油缸中油壓實現可控，因此在重載下放時，可將液壓離合器當做制動器工況，其制動扭矩與離合器油缸中的壓力成比例，這樣，隨著制動扭矩大小的變化，重鉤自由下放的速度可調節，且可以在下放的任意位置上實現制動；這種利用捲筒內的液壓離合器的離合摩擦力進行重物自由下放時的速度控制和制動的方式，減輕了減速器的所承受的制動扭矩，使行星齒輪減速器內的齒輪所受的衝擊較小，延長了其使用壽命，同時還使整體結構緊湊；另外， 液壓離合器摩擦片的更換比較方便，維修和維護成本較低。作為優選，所述機架上固定有支承軸，該支承軸與外筒、活塞同軸設置，外筒通過軸承固定在該支承軸的中部，活塞的右端為中空並通過軸承套設於該支承軸的端部、左端設有花鍵並以該花鍵與行星齒輪減速器的行星架輸出端構成浮動的花鍵連接，該花鍵為漸開線花鍵；所述捲筒為等直徑內孔貫通兩端的筒體結構，其一端固定於外筒、另一端通過軸承套設在液壓制動器的外殼上。外筒和活塞都固定於支承軸上，使外筒和活塞易於具有較高的同軸度，分別設於外筒和活塞上的動摩擦片和定摩擦片亦具有較高的平行度，使動摩擦片和定摩擦片可獲得良好的接觸，使離合性能穩定可靠；活塞與行星架的連接為浮動連接，使行星架與活塞之間的同軸度要求較低，利於製造、裝配，更重要的是，在整個傳動鏈中，由於各種傳動零部件製造中的形位誤差，而造成制動器和行星減速器的傳動輸出端與離合器之間存在較大的不同軸度的問題，可通過浮動的花鍵連接來解決。由於支承軸固定在機架上，因此離合器運作時震動、衝擊，均直接通過支承軸轉移到機架上，而非捲筒上，使捲筒的運轉受衝擊的影響較小，從而提高了捲筒運行的穩定性。另外，這種結構充分地利用了捲筒的內部空間，使整體結構更加緊湊。現有的捲筒為一端全開口、另一端半封閉的結構，半封閉端多有向內延伸的側壁，該側壁的存在，限制了捲筒內的減速器、離合器的裝配操作空間，因此作為優選，所述捲筒為等直徑內孔貫通兩端的筒體結構。這種結構，捲筒兩端均為全敞開式，為捲筒內的零部件裝配和拆卸提供了更大的操作空間。作為優選，所述支承軸設有連通於內腔的第一油口、連通於外腔的第二油口以及連通於離合油腔A腔的第三油口。將油口設於支承軸上，易於加工，並易於布設管道。為了提高冷卻效果，所述外筒的外圓周為階梯狀，其階梯段與捲筒內壁形成導液腔，外筒在遠離行星齒輪減速器的一端設有與導液腔相通的孔。冷卻介質流過導液腔，既可吸收捲筒的熱量，又可帶走沉積在捲筒底部的雜質。為了進一步提高散熱效果，所述油缸上設有環形凸肩，環形凸肩的外周與捲筒內壁間隙配合，並設塑料環密封。環形凸肩將外腔分割開來，使冷卻介質在外腔各部分布的更均勻，也易於控制冷卻介質的流速；環形凸肩上可設有通液孔，通液孔可調節冷卻介質在外腔中的流動方向，根據不同部位的需要選擇控制冷卻介質在外腔的流量分布。作為優選，所述液壓制動器包括外殼、制動主軸、制動摩擦片、制動碟簧，以及可抵靠在制動摩擦片側壁的制動活塞；制動活塞中部與外殼間設有制動腔B，外殼上設有通入該制動油腔B的制動油道。這種制動結構，制動可靠、結構更緊湊。為了進一步提高整體結構的緊湊度、整體結構的集約度，作為優選，所述外殼內設有制動擋塊，該制動擋塊一側壁與制動摩擦片相抵、另一側壁上設有平面軸承並以該平面軸承與行星架構成傳動連接。這種結構，將行星架直接與液壓制動器集成，由平面軸承作為行星架的軸向限位，從而簡化了行星齒輪減速器的結構，使液壓制動器與行星齒輪減速器的集成度更高，減少了制動器和減速器的體積，使制動器和減速器更易於內置於捲筒。作為優選，所述行星齒輪減速器的太陽輪左端延伸為軸，該軸設有花鍵並以該花鍵與制動主軸構成傳動連接。這種結構，結構簡單、可靠，尤其是更進一步地簡化了整體結構。因此，本發明具有以下有益效果
1、可對離合器的定摩擦片、動摩擦片進行有效地冷卻，使摩擦片處於較佳的工作溫度， 由此保證了離合器性能穩定性；
2、流動的冷卻介質可帶走離合摩擦片產生的碎屑等雜質，使摩擦片的摩擦面保持清潔狀態；
53、可對行星齒輪減速器的外殼、制動器外殼吸熱，使減速器、制動器內部的溫度得以下
降；
4、利用捲筒內的液壓離合器的離合摩擦力進行重物自由下放時速度控制和制動，控制穩定、制動可靠，有效地減輕了減速器的制動力矩，延長了減速器內齒輪的使用壽命，降低了維護和維修成本；另外，無需為重鉤自由下方另外設置專用的制動裝置，使整體結構緊湊；
5、外筒和活塞都通過軸承固定在支承軸上，使外筒和活塞具有較高的同軸度，使動摩擦片和定摩擦片具有較高的平行度而接觸良好，使離合器的離合性能穩定可靠；兩端完全開口式的捲筒結構，使捲筒內的離合器、減速器、制動器有了更大的轉配操作空間，使之更易於安裝和拆卸；
6、離合器運作時的震動、衝擊，均可直接通過支承軸轉移到機架上，使捲筒的運轉受衝擊的影響較小，從而提高了捲筒運行的穩定性；
7、外筒和活塞都通過軸承固定在支承軸上的結構充分地利用了捲筒的內部空間，使整體結構更加緊湊；具有集成度較高的液壓制動器和減速器結構，簡化了行星齒輪減速器的軸向限位結構，節約了捲筒內部空間。
附圖1是本發明的一種液壓原理圖； 附圖2是本發明的另一種液壓原理圖； 附圖3是本發明的一種結構示意圖； 附圖4是油環的一種結構示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例本發明節能型液壓絞車，如附圖1、附圖3所示，其包括機架、捲筒13、液壓馬達20、液壓控制塊1、冷卻系統、液壓控制系統以及設於捲筒13內的液壓制動器、行星齒輪減速器4和液壓離合器；液壓離合器包括外筒11、定摩擦片10、動摩擦片9以及驅動兩摩擦片離合的離合器油缸，離合器油缸包括缸體12、活塞7以及碟簧14 ；缸體12中部設有側壁，該側壁與活塞7間設有離合油腔A ；碟簧14通過擋塊15固定在活塞7上。定摩擦片 10、動摩擦片9交錯設置在外筒11、活塞7上。冷卻系統包括冷卻腔和給冷卻腔供給循環冷卻介質的供液系統；冷卻腔包括設於活塞7中部的內腔D、包容離合摩擦片的外腔C ；活塞7的圓周上設有若干個連通內腔D和外腔C的導液孔30，該導液孔30位於設置動摩擦片9的活塞段上。供液系統包括泵M,由泵M通過進油迴路給冷卻腔供液。支承軸17設有連通於內腔D的第一油口 Q、連通於外腔C的第二油口 0』和連通離合油腔A腔的第三油口 L。外筒11的外圓周為階梯狀，其階梯段與捲筒13內壁形成導液腔31，外筒11在遠離行星齒輪減速器4的一端設有與導液腔31相通的孔34。缸體12上設有環形凸肩32，環形凸肩32上設有通液孔33 ；環形凸肩32的外周與捲筒13內壁間隙配合，並設塑料環密封。離合器油缸的液壓迴路上設有空鉤自由下放的控制迴路或重鉤自由下放的控制迴路。空鉤自由下放的控制迴路包括減壓閥41、單向閥42、二位三通換向閥43和單向調速閥44，如附圖2所示；工作時，二位三通換向閥43切換通道，液壓油經單向調速閥44進入離合器油缸，缸體12移動並壓縮碟簧14，使定摩擦片10和動摩擦片9分離，絞車捲筒13 進入自由下放的工作狀態，接近目標位置時，二位三通換向閥43復位，離合器油缸內的液壓油經單向調速閥44流回油箱，此時，單向調速閥44控制回油的速度，從而控制了捲筒13 的轉速，使捲筒13較為平穩地停止在目標位置，避免了停止時的衝擊、抖動現象。 重鉤自由下放的控制迴路包括減壓閥51、單向閥52、二位三通換向閥53和電液比例調壓閥M，如附圖1所示，該電液比例調壓閥M為腳踏式或手動式。重鉤自由下放時，二位三通換向閥53切換通道，液壓油經電液比例調壓閥M進入離合器油缸，利用電液比例調壓閥M可使離合器油缸中的油壓實現可控，此時在缸體12和碟簧14的共同作用下，使定摩擦片10和動摩擦片9間的摩擦力可控，因此，可將液壓離合器當做制動器工況，其制動扭矩與油缸中的壓力成比例，這樣，隨著制動扭矩大小的變化，重鉤自由下放的速度可調節， 且可以在下放的任意位置上實現制動。需要說明的是，上述重鉤自由下放的控制方案，由於電液比例調壓閥M的壓力調整範圍較寬，當其輸出端壓力高至使定摩擦片10和動摩擦片9分離時，也就實現了空鉤自由下放的功能；但與前述空鉤自由下放的控制方案相比，重鉤自由下放的控制方案的成本較高，所以可作為空鉤自由下放的一種選擇方案。機架上固定有支承軸17，該支承軸17與外筒11、活塞7三者同軸設置，外筒11通過軸承16固定在該支承軸17的中部，活塞7的右端為中空並通過軸承21套設於該支承軸 17的端部、左端設有花鍵並以該花鍵與行星齒輪減速器4的行星架5輸出端構成花鍵連接， 該花鍵連接為浮動連接，該花鍵為漸開線花鍵；捲筒13 —端固定於外筒11、另一端通過軸承3支撐在液壓制動器的外殼四上。活塞7的中間孔左端設有密封端蓋6。支承軸17上設有通入該離合油腔A的離合油道L。離合摩擦片包括定摩擦片10、 動摩擦片9。支承軸17和活塞7之間設有油環22 ；油環22與支承軸17為緊配合，並與支承軸 17構成滑動軸承結構。如附圖4所示，油環22設有外環槽222、與離合油道L埠相通的內環槽221以及連接外環槽222和內環槽221的導油孔Li，內環槽221、外環槽222分別位於油環22的內、 外圓周上且均為環形槽。機架包括左支架2、右支架19，液壓制動器的外殼四固定於左支架2，支承軸17固定於右支架19。捲筒13為等直徑內孔貫通兩端的筒體結構。外筒11的右端外圓周上設有外側壁 131，捲筒13右端固定連接在外側壁131上，外側壁131的外緣凸出於捲筒13的外圓周面。 外筒11的右端設有內側壁132，內側壁132通過軸承16固定在支承軸17上。
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液壓制動器包括外殼四、制動主軸觀、制動摩擦片沈、制動碟簧27，以及可抵靠在制動摩擦片26側壁的制動活塞36 ；制動活塞36中部與外殼四間設有制動腔B，外殼四上設有通入該制動油腔B的制動油道p4。外殼四內設有制動擋塊25，該制動擋塊25 —側壁與制動摩擦片26相抵、另一側壁上設有平面軸承M並以該平面軸承M與行星架5構成傳動連接。行星齒輪減速器4的太陽輪38左端延伸為軸，該軸設有花鍵並以該花鍵與制動主軸28構成傳動連接。制動碟簧27可壓縮地設於制動活塞36、制動器端蓋37之間。外筒11右端設有齒圈M，該齒圈M與支承軸17同軸設置；所述支承軸17固定連接有右支架19，右支架19設有轉軸18，轉軸18上設有與齒圈M嚙合的齒輪23。外筒11 的右端設有內側壁132，內側壁132通過軸承16固定在支承軸17上，內側壁132上設有凸臺，齒圈M固定在該凸臺上。實施例2 如附圖2所示，供液系統的進液迴路直接連接於主液壓系統的回油油道，利用回油油道的背壓給冷卻腔供液，並通過節流閥45控制流量；回油油道的背壓為 0. 2—0. 8 MPa0回油油道的背壓不小於0. 2MPa。其餘同實施例1。
權利要求
1.一種節能型液壓絞車，包括機架、捲筒(13)、液壓馬達(20)、液壓控制系統，以及設於捲筒(13)內的液壓制動器、行星齒輪減速器(4)和液壓離合器；所述液壓離合器包括外筒(11)、定摩擦片(10)、動摩擦片(9)以及驅動兩摩擦片離合的離合器油缸，所述離合器油缸包括缸體(12)、活塞(7)以及碟簧(14)，其特徵在於還設有冷卻系統，該冷卻系統包括冷卻腔和給冷卻腔供給循環冷卻介質的供液系統；冷卻腔包括設於活塞(7)中部的內腔 (D)、包容離合摩擦片的外腔(C);所述活塞(7)的圓周上設有若干個連通內腔(D)和外腔 (C)的導液孔(30)，該導液孔(30)位於設置動摩擦片(9)的活塞段上。
2.根據權利要求1所述的節能型液壓絞車，其特徵在於所述供液系統包括泵(M)，由泵(M)通過進油迴路給冷卻腔供液。
3.根據權利要求1所述的節能型液壓絞車，其特徵在於所述供液系統的進液迴路直接連接於主液壓系統的回油油道，利用回油油道的背壓給冷卻腔供液，並通過節流閥(45) 控制流量；回油油道的背壓為0. 2-0. 8 MPa0
4.根據權利要求3所述的節能型液壓絞車，其特徵在於進入冷卻系統的油壓不小於 0.2MPa。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的節能型液壓絞車，其特徵在於離合器油缸的液壓迴路上設有空鉤自由下放的控制迴路或重鉤自由下放的控制迴路；空鉤自由下放的控制迴路包括減壓閥(41)、單向閥(42 )、二位三通換向閥(43 )和單向調速閥(44)；重鉤自由下放的控制迴路包括減壓閥(51)、單向閥(52)、二位三通換向閥(53)和電液比例調壓閥 (54)，該電液比例調壓閥(54)為腳踏式或手動式。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的節能型液壓絞車，其特徵在於所述機架上固定有支承軸(17)，該支承軸(17)與外筒(11)、活塞(7)同軸設置，外筒(11)通過軸承(16) 固定在該支承軸(17)的中部，活塞(7)的右端為中空並通過軸承(21)套設於該支承軸(17) 的端部、左端設有花鍵並以該花鍵與行星齒輪減速器(4)的行星架(5)輸出端構成浮動的花鍵連接，該花鍵為漸開線花鍵；所述捲筒(13)為等直徑內孔貫通兩端的筒體結構，其一端固定於外筒(11)、另一端通過軸承(3)套設在液壓制動器的外殼(29)上。
7.根據權利要求6所述的節能型液壓絞車，其特徵在於所述支承軸(17)設有連通於內腔(D)的第一油口(Q)、連通於外腔(C)的第二油口(0』)和連通A腔的第三油口(L)。
8.根據權利要求1或2或3或4所述的節能型液壓絞車，其特徵在於所述外筒(11) 的外圓周為階梯狀，其階梯段與捲筒(13)內壁形成導液腔(31)，外筒(11)在遠離行星齒輪減速器(4)的一端設有與導液腔(31)相通的孔(34)。
9.根據權利要求1或2或3或4所述的節能型液壓絞車，其特徵在於所述油缸(12) 上設有環形凸肩(32)，環形凸肩(32)的外周與捲筒(13)內壁間隙配合，並設塑料環密封。
10.根據權利要求1或2或3或4所述的節能型液壓絞車，其特徵在於所述液壓制動器包括外殼(29)、制動主軸(28)、制動摩擦片(26)、制動碟簧(27)，以及促動制動摩擦片 (26)的制動活塞(36)；制動活塞(36)中部與外殼(29)間設有制動腔(B)，外殼(29)上設有通入該制動油腔(B)的制動油道(p4)；所述外殼(29)內設有制動擋塊(25)，該制動擋塊 (25)—側壁與制動摩擦片(26)相抵、另一側壁上設有平面軸承(24)並以該平面軸承(24) 與行星架(5)構成傳動連接；所述行星齒輪減速器(4)的太陽輪(38)左端延伸為軸，該軸設有花鍵並以該花鍵與制動主軸(28)構成傳動連接。
全文摘要
本發明涉及一種節能型液壓絞車，其包括液壓制動器、行星齒輪減速器、液壓離合器、液壓控制系統和冷卻系統，冷卻系統的冷卻腔包括設於離合器油缸的活塞中部的內腔和包容離合摩擦片的外腔，活塞圓周上設有若干個連通內腔和外腔的導液孔，供液系統、內腔、導液孔、外腔構成一個循環系統，製冷介質在循環系統中流動，對浸沒在外腔中的離合摩擦片進行冷卻、帶走離合摩擦片產生的碎屑等雜質，還可使減速器、制動器降溫；另外，液壓離合器的控制迴路上設有重鉤自由下放的控制迴路，利用離合摩擦力進行重物自由下放時的速度控制和制動，控制穩定、制動可靠，有效地減輕了減速器的制動力矩，延長了減速器內齒輪的使用壽命，降低了維護和維修成本。
文檔編號B66D5/26GK102205931SQ20111007118
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者胡世璇 申請人:胡世璇