CN101941377B - 用于移动电站的变速装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于移动电站的变速装置包含有变速箱本体(1)、离合器操作阀(2)、预加速马达(3)、操纵杆I(4)和啮合装置，变速箱本体(1)设置为包含有输入轴(11)、行走传动轴(12)和发电机传动轴(13)，预加速马达(3)与发电机传动轴(13)设置在一条轴线上，预加速马达(3)设置为与变速箱本体(1)的外壳联接，预加速马达(3)设置为通过啮合装置与发电机传动轴(13)联接，操纵杆I(4)的一端设置为与变速箱本体(1)的外壳铰接式联接，在操纵杆I(4)中间部位设置为与啮合装置铰接式联接，离合器操作阀(2)设置在变速箱本体(1)上，输入轴(11)设置为通过离合器与发电机传动轴(13)联接，输入轴(11)设置为通过齿轮啮合与行走传动轴(12)联接，因此延长了移动电站的使用寿命。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种用于移动电站的变速装置，尤其是一种适用于与吊管机相配套的移动电站的变速装置。
二、背景技术
随着我国经济的快速发展，对输送天然气、原油的管道也在不断地增加，需要铺设大量的输送管道，近年来国内管道建设发展迅速，因此用于铺设管道的吊管机是一个重要的工程装置，而与吊管机配套的移动电站是必不可缺少的装置，而管道用的履带式的自行走的移动电站作为管道施工的主要设备也得到广泛的应用；对移动电站要求使用一个发动机即能行走又能进行发电，移动电站的传动系统主要分为两种，一种为传动带，一种为变速箱。传动带安装和调整精度要求较高，而且传动带噪音大容易损坏，运行成本高；所以变速箱更加受到大家的认可。
现有的移动电站大都采用变速箱进行传动，现在的应用变速箱采用啮合套来实现行走和发电的切换，当行走和发电之间进行切换时必须将发动机熄火才能实现，而管道施工时每焊接一道焊口就得将电站移动一段距离，这样频繁的行走和发电的切换就必须使得发动机频繁的熄火启动，对发动的使用寿命影响很大，而且发动机的熄火和启动都需要一定的怠速时间，影响了施工效率。
同时在其它施工中，也没有一种当移动电站进行行走和发电之间切换时，不需要发动机熄火就可以进行切换的变速装置。
三、发明内容
为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种用于移动电站的变速装置，延长了移动电站的使用寿命。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：包含有变速箱本体、离合器操作阀、预加速马达、操纵杆I和啮合装置，变速箱本体设置为包含有输入轴、行走传动轴和发电机传动轴，预加速马达与发电机传动轴设置在一条轴线上，预加速马达设置为与变速箱本体的外壳联接，预加速马达设置为通过啮合装置与发电机传动轴联接，操纵杆I的一端设置为与变速箱本体的外壳铰接式联接，在操纵杆I中间部位设置为与啮合装置铰接式联接，离合器操作阀设置在变速箱本体上，输入轴设置为通过离合器与发电机传动轴联接，离合器操作阀设置为与离合器联接，输入轴设置为通过齿轮啮合与行走传动轴联接。
通过操纵离合器操作阀使输入轴和发电机传动轴分离，移动操纵杆I，使发电机传动轴通过啮合装置与预加速马达啮合，启动预加速马达，使发电机传动轴的转速增大，在反向移动操纵杆I，使发电机传动轴通过啮合装置与预加速马达分离，通过操纵离合器操作阀使输入轴和发电机传动轴啮合，从而实现发电机进行发电，在需要行走时，通过操纵离合器操作阀使输入轴和发电机传动轴分离，由于设计了预加速马达、操纵杆I和啮合装置，使不需要发动机熄火的情况下，实现了发动机输出轴与发电机传动轴的直接啮合，减少了离合器摩擦片的磨损和发热，增加了离合器的使用寿命，减少了发动机的启动次数，因此延长了移动电站的使用寿命。
本发明设计了，离合器操作阀设置有操纵杆II，操纵杆II的一端设置为与离合器操作阀的外壳铰接式联接，在操纵杆II中间部位设置为与离合器的内部分合装置铰接式联接。
本发明设计了，啮合装置设置为包含有啮合套、挡圈、连接套、外套、轴承和固紧螺母，连接套设置有通腔，预加速马达的输出轴设置在连接套的通腔的一端，发电机传动轴设置在连接套的通腔的另一端，啮合套设置为与预加速马达的输出轴和发电机传动轴滑动式联接，外套设置在连接套的通腔中，外套设置为与连接套滑动式联接，啮合套设置为通过两个挡圈与外套联接，在两个挡圈中间设置有轴承，在一个挡圈的外侧面设置有固紧螺母，固紧螺母设置为与啮合套螺纹式联接，外套设置为与操纵杆I联接。
本发明设计了，还包含有控制装置，控制装置设置为包含有啮合套控制油缸、离合器阀操纵油缸、液压控制阀和电气控制装置，啮合套控制油缸和离合器阀操纵油缸分别设置为与液压控制阀联接，电气控制装置设置为与液压控制阀连接，操纵杆I的一端设置为与变速箱本体的外壳铰接式联接、另一端设置为与啮合套控制油缸的伸缩端铰接式联接，操纵杆II的一端设置为与离合器操作阀的外壳铰接式联接、另一端设置为与离合器阀操纵油缸的伸缩端铰接式联接。
本发明设计了，电气控制装置设置为包含有转速传感器BN、行程阀SQ2、先导电磁阀YV1、中间继电器KA1、监控仪表块P、油缸啮合脱套电磁阀YV2和离合器电磁阀YV3，转速传感器BN设置为与发电机传动轴联接，行程阀SQ2设置在与预加速马达的输出轴一侧的连接套的内腔中，先导电磁阀YV1设置为与移动电站的行走电路连接，离合器电磁阀YV3设置为与离合器阀操纵油缸的液压控制阀连接，油缸啮合脱套电磁阀YV2设置为与啮合套控制油缸的液压控制阀连接，监控仪表块P设置有接口1、接口2、接口3、接口107和接口108，接口1设置为电源24v正极，接口2设置为接地极，接口3设置为24v输入口，接口107设置为发电机转速口，接口108设置为24v驱动输出，转速传感器BN的一端设置为与接口107连接、另一端设置为与接口2连接，中间继电器KA1设置为与二极管并联后并二极管的正极设置为与接口108连接、另一端设置为与接口2连接，离合器电磁阀YV3与发光二极管并联后一端通过行程开关SQ2与开关KA1-2联接、另一端设置为与接口2连接，油缸啮合脱套电磁阀YV2分别与开关KA1-2、开关KA1-1串联后再与电阻和发光二极管串联支路并联后一端分别设置为与接口3、开关SA1连接、另一端设置为与接口2连接，先导电磁阀YV1的一端设置为通过开关SQ1、开关SA1与接口1连接、另一端设置为与接口2连接，接口1通过保险丝FU1设置为与电源的正极连接，接口2设置为与电源的负极连接。
本发明设计了，还包含有润滑泵，在变速箱本体1上设置有润滑泵。
四、附图说明
图1为本发明的示意图：
图2为啮合装置的示意图：
图3为电气控制装置的示意图。
五、具体实施方式
附图为本发明的一个实施例，结合附图具体说明本实施例，包含有变速箱本体1、离合器操作阀2、预加速马达3、操纵杆I 4、啮合装置、啮合套控制油缸6、润滑泵8、转速传感器BN、行程开关SQ2、先导电磁阀YV1、油缸啮合脱套电磁阀YV2和离合器电磁阀YV3，变速箱本体1设置为包含有输入轴11、行走传动轴12和发电机传动轴13，离合器操作阀2设置为包含有操纵杆II 21和离合器阀操纵油缸22，转速传感器BN设置为与发电机传动轴13联接，行程开关SQ2设置在啮合装置中，先导电磁阀YV1设置为与移动电站的行走电路连接，先导电磁阀YV1、油缸啮合脱套电磁阀YV2和离合器电磁阀YV3设置为与通过监控仪表块P连接，预加速马达3与发电机传动轴13设置在一条轴线上，预加速马达3设置为与变速箱本体1的外壳联接，预加速马达3设置为通过啮合装置与发电机传动轴13联接，操纵杆I 4的一端设置为与变速箱本体1的外壳铰接式联接、另一端设置为与啮合套控制油缸6的伸缩端铰接式联接，在操纵杆I 4中间部位设置为与啮合装置铰接式联接，油缸啮合脱套电磁阀YV2设置为与啮合套控制油缸6的液压控制阀连接，离合器操作阀2设置在变速箱本体1上，输入轴11设置为通过离合器与发电机传动轴13联接，操纵杆II 21的一端设置为与离合器操作阀2的外壳铰接式联接、另一端设置为与离合器阀操纵油缸22的伸缩端铰接式联接，在操纵杆II 21中间部位设置为与离合器的内部分合装置铰接式联接，离合器电磁阀YV3设置为与离合器阀操纵油缸22的控制阀连接，输入轴11设置为通过离合器与行走传动轴12联接，在变速箱本体1上设置有润滑泵8，
在本实施例中，啮合装置设置为包含有啮合套51、挡圈52、连接套53、外套54、轴承55和固紧螺母56，连接套53设置有通腔，预加速马达3的输出轴设置在连接套53的通腔的一端，发电机传动轴13设置在连接套53的通腔的另一端，啮合套51设置为与预加速马达3的输出轴和发电机传动轴13滑动式联接，外套54设置在连接套53的通腔中，外套54设置为与连接套53滑动式联接，啮合套51设置为通过两个挡圈52与外套54联接，在两个挡圈52中间设置有轴承55，在一个挡圈52的外侧面设置有固紧螺母56，固紧螺母56设置为与啮合套51螺纹式联接，外套54设置为与操纵杆I 4联接，行程开关SQ2设置在与预加速马达3的输出轴一侧的连接套53的外面。
在本实施例中，由转速传感器BN、行程开关SQ2、先导电磁阀YV1、中间继电器KA1、监控仪表块P、油缸啮合脱套电磁阀YV2和离合器电磁阀YV3组成了电气控制装置，转速传感器BN设置为与发电机传动轴13联接，行程开关SQ2设置在与预加速马达3的输出轴一侧的连接套53的内腔中，先导电磁阀YV1设置为与移动电站的行走电路连接，离合器电磁阀YV3设置为与离合器阀操纵油缸22的液压控制阀连接，油缸啮合脱套电磁阀YV2设置为与啮合套控制油缸6的液压控制阀连接，监控仪表块P设置有接口1、接口2、接口3、接口107和接口108，接口1设置为电源24v正极，接口2设置为接地极，接口3设置为24v输入口，接口107设置为发电机转速口，接口108设置为24v驱动输出，转速传感器BN的一端设置为与接口107连接、另一端设置为与接口2连接，中间继电器KA1设置为与二极管并联后并二极管的正极设置为与接口108连接、另一端设置为与接口2连接，离合器电磁阀YV3与发光二极管并联后一端通过行程开关SQ2与开关KA1-2联接、另一端设置为与接口2连接，油缸啮合脱套电磁阀YV2分别与开关KA1-2、开关KA1-1串联后再与电阻和发光二极管串联支路并联后一端分别设置为与接口3、开关SA1连接、另一端设置为与接口2连接，先导电磁阀YV1的一端设置为通过开关SQ1、开关SA1与接口1连接、另一端设置为与接口2连接，接口1通过保险丝FU1设置为与电源的正极连接，接口2设置为与电源的负极连接。
在本实施例中，由啮合套控制油缸6、离合器阀操纵油缸22、液压控制阀和电气控制装置组成了控制装置，啮合套控制油缸6和离合器阀操纵油缸22分别设置为与液压控制阀联接，电气控制装置设置为与液压控制阀连接。
在驾驶室内，使先导电磁阀YV1断电，行走装置被锁死，同时油缸啮合脱套电磁阀YV2得电，啮合套控制油缸6开始运动，带动操纵杆I 4运动，使外套54带动啮合套51移动，使预加速马达3的输出轴和发电机传动轴13通过啮合套51联接在一起，使预加速马达3启动，带动发电机传动轴13转动，当速度达到预先设定的速度时，转速传感器BN发出电信号，使油缸啮合脱套电磁阀YV2反向得电，啮合套控制油缸6反向运动，啮合套51反向移动，预加速马达3的输出轴和发电机传动轴13脱开；预加速马达3启动停止转动，当啮合套51反向移动到预定的位置，行程开关SQ2得电，离合器电磁阀YV3得电，离合器阀操纵油缸22运动，离合器操作阀2结合并保持油压使离合器操作阀2压紧，输入轴11与发电机传动轴13联接，发电机正常工作。当需要行走时，使先导电磁阀YV1得电，，离合器电磁阀YV3断电，离合器阀操纵油缸22反向运动，离合器操作阀2在弹簧的作用下分离，输入轴11与发电机传动轴13联接分开，发电机停止发电，同时整车行走装置得电。
在我国西气东输工程中，使用了我公司的吊管机，在施工过程中，与吊管机配套的是移动电站，在长达几千公里的施工过程中，需要进行分段式的施工，在吊管机作业时，由于移动电站需要分段式启动，不仅影响了施工的进度，使移动电站的工作效率与吊管机的工作效率不配备，同时在长时期的施工过程中，发现移动电站的发动机经常性地出现故障，为了保持施工进度，就需要一台吊管机需要两台移动电站的配置方式，否则就影响了施工进度，我们把这个技术问题列为了我公司的科研项目。
在进行本发明的试验时，我们进行了1500次的试验，首先向前行走50米，熄火，启动发动机与发电机轴啮合5分钟，再向后行走50米，熄火，启动发动机与发电机轴啮合5分钟，这样反复1500次试验，同时记录移动电站的工作状况，发现在1400次后，发动机就出现启动故障；在使用本发明，向前行走50米，不熄火，使用本发明使发动机与发电机轴啮合5分钟，再向后行走50米，不熄火，使用本发明使发动机与发电机轴啮合5分钟，这样反复1500次试验，同时记录移动电站的工作状况；试验结果表明，使用本发明不再出现发动机启动故障，同时发现发动机节油10％左右。若用在管道施工中，吊管机与移动电站同时启动，使移动电站的工作效率与吊管机的工作效率相配备，提高了施工效率。
本发明具有下特点：
1、箱体主要作用是支撑和存储润滑油。传动齿轮副、离合器、预加速装置、自润滑系统的各个部件等都通过箱体连接在一起，润滑齿轮副的润滑油存储在箱体的底部。齿轮副用来将发动机输入的功率分散传输到各个输出轴及降速增扭或是增速降扭。
2、离合器主要是为了能够在发动机不熄火的状态下切换工作装置的工作状态。预加速装置则是为了保护离合器而设置的。离合器在结合时如果两边摩擦片的转速相差过大而接触过程的时间又很短，摩擦片之间就产生瞬时的高温从而烧坏摩擦片。所以我们设置预加速装置将工作装置转轴的速度预加速到和离合器轴的转速基本一致，这样两个轴在转速相差无几的状态下离合器结合就不会出现烧坏摩擦片的情况。
3、变速箱采用液压泵加压强制自润滑系统，只要发动机启动就带动润滑泵运行。
总之，此发明专利的优点在于可以不用发动机熄火就能使变速箱后面的工作装置即发电机切换工作状态，避免了切换工作状态时发动机的频繁启动熄火，延长了发动机的使用寿命。增加了预加速装置减小了离合器在结合时的瞬间发热问题，减少了离合器摩擦片的磨损和发热，增加了离合器的使用寿命，增强了离合器的使用可靠性。动力系统和传动系统的使用寿命的增长和可靠性的增加使整车使用的经济性大大提高。
在用于移动电站的变速装置技术领域内；凡是包含有预加速马达3与发电机传动轴13设置在一条轴线上，预加速马达3设置为与变速箱本体1的外壳联接，预加速马达3设置为通过啮合装置与发电机传动轴13联接，操纵杆I 4的一端设置为与变速箱本体1的外壳铰接式联接，在操纵杆I 4中间部位设置为与啮合装置铰接式联接，离合器操作阀2设置在变速箱本体1上，输入轴11设置为通过离合器与发电机传动轴13联接，离合器操作阀2设置为与离合器联接，输入轴11设置为通过齿轮啮合与行走传动轴12联接的技术内容都在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于移动电站的变速装置，其特征是：包含有变速箱本体(1)、离合器操作阀(2)、预加速马达(3)、操纵杆I(4)和啮合装置，变速箱本体(1)设置为包含有输入轴(11)、行走传动轴(12)和发电机传动轴(13)，预加速马达(3)与发电机传动轴(13)设置在一条轴线上，预加速马达(3)设置为与变速箱本体(1)的外壳联接，预加速马达(3)设置为通过啮合装置与发电机传动轴(13)联接，操纵杆I(4)的一端设置为与变速箱本体(1)的外壳铰接式联接，在操纵杆I(4)中间部位设置为与啮合装置铰接式联接，离合器操作阀(2)设置在变速箱本体(1)上，输入轴(11)设置为通过离合器与发电机传动轴(13)联接，离合器操作阀(2)设置为与离合器联接，输入轴(11)设置为通过齿轮啮合与行走传动轴(12)联接。
2.根据权利要求1所述的用于移动电站的变速装置，其特征是：离合器操作阀(2)设置有操纵杆II(21)，操纵杆II(21)的一端设置为与离合器操作阀(2)的外壳铰接式联接，在操纵杆II(21)中间部位设置为与离合器的分合装置铰接式联接。
3.根据权利要求1所述的用于移动电站的变速装置，其特征是：啮合装置设置为包含有啮合套(51)、挡圈(52)、连接套(53)、外套(54)、轴承(55)和固紧螺母(56)，连接套(53)设置有通腔，预加速马达(3)的输出轴设置在连接套(53)的通腔的一端，发电机传动轴(13)设置在连接套(53)的通腔的另一端，啮合套(51)设置为与预加速马达(3)的输出轴和发电机传动轴(13)滑动式联接，外套(54)设置在连接套(53)的通腔中，外套(54)设置为与连接套(53)滑动式联接，啮合套(51)设置为通过两个挡圈(52)与外套(54)联接，在两个挡圈(52)中间设置有轴承(55)，在一个挡圈(52)的外侧面设置有固紧螺母(56)，固紧螺母(56)设置为与啮合套(51)螺纹式联接，外套(54)设置为与操纵杆I(4)联接。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于移动电站的变速装置，其特征是：还包含有控制装置，控制装置设置为包含有啮合套控制油缸(6)、离合器阀操纵油缸(22)、液压控制阀和电气控制装置，啮合套控制油缸(6)和离合器阀操纵油缸(22)分别设置为与液压控制阀联接，电气控制装置设置为与液压控制阀连接，操纵杆I(4)的一端设置为与变速箱本体(1)的外壳铰接式联接、 另一端设置为与啮合套控制油缸(6)的伸缩端铰接式联接，操纵杆II(21)的一端设置为与离合器操作阀(2)的外壳铰接式联接、另一端设置为与离合器阀操纵油缸(22)的伸缩端铰接式联接。
5.根据权利要求4所述的用于移动电站的变速装置，其特征是：电气控制装置设置为包含有转速传感器BN、行程开关SQ2、先导电磁阀YV1、中间继电器KA1、监控仪表块P、油缸啮合脱套电磁阀YV2和离合器电磁阀YV3，转速传感器BN设置为与发电机传动轴(13)联接，行程开关SQ2设置在与预加速马达(3)的输出轴一侧的连接套(53)的外面，先导电磁阀YV1设置为与移动电站的行走电路连接，离合器电磁阀YV3设置为与离合器阀操纵油缸(22)的液压控制阀连接，油缸啮合脱套电磁阀YV2设置为与啮合套控制油缸(6)的液压控制阀连接，监控仪表块P设置有接口1、接口2、接口3、接口107和接口108，接口1设置为电源24v正极，接口2设置为接地极，接口3设置为24v输入口，接口107设置为发电机转速口，接口108设置为24v驱动输出，转速传感器BN的一端设置为与接口107连接、另一端设置为与接口2连接，中间继电器KA1设置为与二极管并联后并二极管的正极设置为与接口108连接、另一端设置为与接口2连接，离合器电磁阀YV3与发光二极管并联后一端通过行程开关SQ2与中间继电器KA1-2的常开触电联接、另一端设置为与接口2连接，油缸啮合脱套电磁阀YV2分别与开关KA1-2、开关KA1-1串联后再与电阻和发光二极管串联支路并联后一端分别设置为与接口3、开关SA1连接、另一端设置为与接口2连接，先导电磁阀YV1的一端设置为通过开关SQ1、开关SA1与接口1连接、另一端设置为与接口2连接，接口1通过保险丝FU1设置为与电源的正极连接，接口2设置为与电源的负极连接。
6.根据权利要求4所述的用于移动电站的变速装置，其特征是：还包含有润滑泵(8)，在变速箱本体(1)上设置有润滑泵(8)。
7.根据权利要求1、2或3所述的用于移动电站的变速装置，其特征是：还包含有润滑泵(8)，在变速箱本体(1)上设置有润滑泵(8)。
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