第2章 总体方案选择
2.1 传动方案确定
2.1.1、电机作为动力源,采用齿轮减速器传动
使用电动机及减速机作为驱动方案,传动机构使用传统的齿轮、曲柄滑块等。该方案具有以下特点:
(1)适合于中等负载,特别适合动作复杂、运动轨迹严格的机器设计;
(2)由于低惯量、大转矩的交、直流伺服电机及配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉外调制器)的广泛采用,类驱动系统在机械设备中被大量选用;
(3)结构简单,操作方便。
2.1.2、液压动力源,采用液压传动
使用液动作为上升、平移和夹持的动力源,传动机构主要为液压缸或气缸活塞、回转液压缸。这就要求一套液压系统,包括压泵、液压阀、液压缸或气缸、密封元件、导轨等。液压驱动系统具有以下特点:
1、 优点:
(1)液压技术是一种比较成熟的技术,它具有动力大、力(或力矩)惯量比大、快速响应高、易于实现直接驱动等特点,适用于承载能力大、惯量大以及在防爆境中工作的设备;缺点是维护难度大、对环境有影响、硬件成本高。
(2)能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度,并可实现无极调速,且调速范围最大可达1:2000(一般为1:100)。。
(3)体积小、重量轻,例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%20%。因此惯性力较小,当突然过载或停车时,不会发生大的冲击;
(4)换向容易,在不改变电机旋转方向的情况下,可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换;
(5)液压泵和液压马达之间用油管连接,在空间布置上彼此不受严格限制;(6)由于采用油液为工作介质,元件相对运动表面间能自行润滑,磨损小,使用寿命长;
(7)操纵控制简便,自动化程度高;
(8)容易实现过载保护;
(9)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。
2. 缺点:
(1)使用液压传动对维护的要求高,工作油要始终保持清洁;
(2)对液压元件制造精度要求高,工艺复杂,成本较高;
(3)液压元件维修较复杂,且需有较高的技术水平;
(4)液压传动对油温变化较敏感, 会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作,一般工作温度在-15℃~60℃范围内较合适。
(5)液压传动在能量转化的过程中,特别是在节流调速系统中,其压力大,流量损失大,故系统效率较低。
2.1.3、气压动力源,采用气压传
气动驱动系统具有速度快、系统结构简单、价格低等特点小负载的系统中;但由于空气的可压缩性定位不准等难于实现伺服控制,多用于程序控制的机械设备中,如在上、下料和冲压机械设备中应用较多。但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定 较差,冲击大,而且气源压力较低,适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。
优点:
(1)介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低,工作介质提取容易,而后排入大气,处理方便,一般不需设置回收管道和容器:介质清洁,管道不易堵存在介 变质及补充的问题.
(2)阻力损失和泄漏较小,在压缩空气的输送过程中,阻力损失较小(一般不卜浇塞仅为油路的千分之一),空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样,造成压力明显降低和严重污染。
(3)动作迅速,反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护,便于自动控制。
(4)能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中,因此,发生突然断电等情况时,机器及其工艺流程不致突然中断。
(5)工作环境适应性好。在易燃、易爆、多尘埃磺看拧⑶糠射、振动等恶劣环境中,气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越,而且不会因温度变化影响传动及控制性能。
(6)成本低廉。由于气动系统工作压力较低,因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求,制造容易,成本较低。传统观点认为:由于气体挥锌裳顾跣裕因此,在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难(尤其在高速情况下,似乎更难想象)。此外气源工作压力较低,压力较小。
缺点:
综上所述:
卷带装置是一种功率要求很大的设备,显然,用气压传动,不足以蛔愎β是蟆M时,在进行卷带作业时,随着卷带的增加,转矩要求越来越大,采用电机和减速器进行传动,则容易因为卷带过长而使电机烧坏。因此,在本设计中,要更多的考虑卷带装置的的动力要求及制造方便,因此选用第二种方案(用液压传动)是理想之选。
其主要特皇: 它具有动力大、力(或力矩)惯量比大、快速响应高适用于承载能力大、惯量大以及在防爆环境中工作的设备,容易实现过载保护。
2.2 卷带方案确定
2.2.1 结构组成
带式输送机液压卷带装置包括液压站、卷带机构、抽带机构、压带机构。
液压站通过油管和卷带机构、抽带机构、压带机构连接。
卷带机构位于压带机构和抽带机构下面,卷带机构包括底座和支架,支架前部连接有带液压马达的卷带芯轴,支架后部与底座之间连接有碇,立柱下部与支架前部之间连接有支撑油缸,立柱与底座之间连接有转动油缸。
压带机构包括固定压头和活动压头,固定压头位于活动压头上面,固定压头和活动压头两端位于油缸立柱内,油缸立柱与活动压头之间连接有油缸;
抽带机构包括活动辊和固定辊,活动辊位于固定辊的上面,活动辊和固定辊两端位于油缸立柱内,油缸立柱与活动辊之间连接油缸,固定辊连接有液压马达。
图2-1 卷带方案
2.2.2工作原理
1、启动液压站开启压带机构将皮带一端压紧,同时开启抽带机构,将皮带另一端压紧。
2、启动拉紧机构进行松绳,拉紧小车同时送2皮带。开启抽带机构的液压马达驱动固定辊,使其顺时针旋转,通过固定辊和活动辊的摩擦力将皮带滚出,使皮带在压带机构和抽带机构之间缩曲,用剪刀剪断,将皮带断头安装在卷带机上。
3、启动卷带机进行顺时针卷带。
4、当皮带卷至回收长度时停止卷2机构,将皮带剪断,用皮带扣将抽带机构和压带机构之间的皮带断头连接。
5、松开压带机构及抽带机构。
6、操作卷带机构带动支架旋转与输送机成垂直位置,将卷好的皮带放上运输车。
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