CN102979129A

CN102979129A - 一种成槽机卷管系统随动装置

Info

Publication number: CN102979129A
Application number: CN2012105323490A
Authority: CN
Inventors: 侯润锋; 崔润兵; 李光明
Original assignee: XI'AN ENGINEERING MACHINERY Co Ltd OF CR20G
Current assignee: XI'AN ENGINEERING MACHINERY Co Ltd OF CR20G
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-12-11
Also published as: CN102979129B

Abstract

本发明公开了一种成槽机卷管系统随动装置，包括减速机和用于为成槽机中液压胶管提供恒定张力的恒张力控制机构，以及用于将减速机输出的动力传递给恒张力控制机构的传动机构；恒张力控制机构包括柱塞式液压油缸和通过第一油管与柱塞式液压油缸连接的蓄能器，第一油管上通过三通接头连接有第二油管；传动机构包括与减速机连接的传动轴、与传动轴连接的齿轮传动机构和与齿轮传动机构连接且用于将齿轮传动机构的旋转运动变换为柱塞式液压油缸中柱塞杆的上下直线运动的丝杠传动机构，丝杠传动机构与柱塞式液压油缸中的柱塞杆连接。本发明结构紧凑，设计合理，安装使用便捷，功能完备，随动性能好，恒张力控制效果好，性能稳定可靠，推广使用价值高。

Description

一种成槽机卷管系统随动装置

技术领域

本发明涉及重工机械技术领域，尤其是涉及一种成槽机卷管系统随动装置。

背景技术

地下连续墙抓斗式成槽机是地下连续墙施工的重要工程机械之一。在成槽机工作时，液压胶管必须与主卷扬随动，即液压胶管缠绕/下放卷盘的长度与主卷扬提升/下放钢丝绳的长度一致。在现有的成槽机液压胶管卷盘驱动技术有减速机驱动和弹簧驱动，减速机驱动装置随动性不够理想；弹簧驱动装置不能满足深槽作业的施工要求，且体积比较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种成槽机卷管系统随动装置，其结构紧凑，设计新颖合理，体积小，安装使用便捷，功能完备，随动性能好，恒张力控制效果好，性能稳定可靠，实用性强，使用效果好，推广使用价值高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：包括与成槽机中液压胶管卷盘固定连接的减速机和用于为成槽机中液压胶管提供恒定张力的恒张力控制机构，以及用于将减速机输出的动力传递给恒张力控制机构以实现成槽机中液压胶管与钢丝绳随动的传动机构；所述恒张力控制机构包括柱塞式液压油缸和通过第一油管与柱塞式液压油缸连接的蓄能器，所述第一油管上通过三通接头连接有与成槽机中液压油箱连接的第二油管；所述传动机构包括与所述减速机的输出轴连接的传动轴、与所述传动轴连接的齿轮传动机构和与所述齿轮传动机构连接且用于将齿轮传动机构的旋转运动变换为柱塞式液压油缸中柱塞杆的上下直线运动的丝杠传动机构，所述丝杠传动机构与所述柱塞式液压油缸中的柱塞杆连接。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述齿轮传动机构包括齿轮支座、中间齿轮、第一边齿轮和第二边齿轮，所述齿轮支座的中间位置处安装有用于安装支撑所述传动轴的传动轴轴承，所述中间齿轮位于所述齿轮支座的中间位置处且与所述传动轴连接，所述第一边齿轮和第二边齿轮分别位于所述中间齿轮的两侧且均与所述中间齿轮相啮合。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述丝杠传动机构包括第一丝杠和第二丝杠，以及套装在所述第一丝杠和第二丝杠上的丝杠螺母，所述齿轮支座上安装有用于安装支撑所述第一丝杠的第一丝杠下轴承和用于安装支撑所述第二丝杠的第二丝杠下轴承，所述第一边齿轮与所述第一丝杠连接，所述第二边齿轮与所述第二丝杠连接，所述丝杠螺母与所述柱塞式液压油缸中的柱塞杆连接，所述柱塞式液压油缸缸体的外壁上固定连接有相互平齐的第一座板和第二座板，所述第一座板上安装有用于安装支撑所述第一丝杠的第一丝杠上轴承，所述第二座板上安装有用于安装支撑所述第二丝杠的第二丝杠上轴承。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述第二油管上连接有油压控制器。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述油压控制器包括连接在所述第二油管上的压力计和节流阀。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述油压控制器包括连接在所述第二油管上的压力传感器和电磁阀，以及用于对压力传感器检测到的信号进行分析处理并用于对电磁阀进行控制的控制器模块和与控制器模块相接的人机交互设备，所述压力传感器与所述控制器模块的输入端相接，所述电磁阀与所述控制器模块的输出端相接。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：包括箱体，所述恒张力控制机构和传动机构均设置在所述箱体内，所述柱塞式液压油缸的底座固定连接在所述箱体上部的内壁上，所述柱塞式液压油缸缸体的外壁上固定连接有蓄能器支撑座板，所述蓄能器通过卡箍固定安装在所述蓄能器支撑座板上。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述蓄能器为皮囊式蓄能器。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述传动轴通过联轴器与所述减速机的输出轴连接。

上述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述中间齿轮通过平键与所述传动轴连接，所述第一边齿轮通过平键与所述第一丝杠连接，所述第二边齿轮通过平键与所述第二丝杠连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构紧凑，设计新颖合理，体积小，重量轻，安装使用便捷。

2、本发明的功能完备，当钢丝绳下放时，能够带动液压胶管也随之下降，当钢丝绳上升时，能够带动液压胶管也随之上升，达到了液压胶管与钢丝绳的同步性，即保证了液压胶管与钢丝绳的随动性；而且，不论液压抓斗下放或被提升，柱塞式液压油缸油腔内的液压油压力始终是不变的，即柱塞式液压油缸恒压，保证了提供给液压胶管卷盘恒定的张力，从而实现了对液压胶管的恒张力控制，能够很好地满足成槽机深槽作业施工要求。

3、本发明创新性地采用了由柱塞式液压油缸和蓄能器构成的恒张力控制机构，储存能量时，液压胶管通过柱塞式液压油缸中液压油把其机械能储存在蓄能器中；释放能量时，蓄能器又通过柱塞式液压油缸中的液压油把其储存的能量传递给液压胶管，在这个过程中，液压油缸起到了介质的作用，随动性能好，恒张力控制效果好。

4、本发明蓄能器采用了皮囊式蓄能器，因为液压油是不可压缩的，但蓄能器皮囊中的气体是可压缩的，所以，主卷扬下放抓斗时，液压油进入蓄能器中，液压油对气体做功，把其能量储存在皮囊内气体中，当主卷扬提升抓斗时，被压缩的气体及时膨胀，将积蓄的能量传递给液压油，消除了液压压力的波动，达到了恒张力的效果，从而保证了液压胶管与钢丝绳的随动性其随动性能好。

5、本发明的实现成本低，性能稳定可靠，维护维修费用低。

6、本发明的实用性强，使用效果好，推广使用价值高。

综上所述，本发明结构紧凑，设计新颖合理，体积小，安装使用便捷，功能完备，随动性能好，恒张力控制效果好，性能稳定可靠，实用性强，使用效果好，推广使用价值高。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的左视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本发明实施例1中油压控制器的结构示意图。

图5为本发明实施例2中油压控制器的结构示意图。

图6为本发明的使用状态示意图。

附图标记说明:

1—减速机； 2—箱体； 3—柱塞式液压油缸；

3-1—柱塞杆 4—第一油管； 5—蓄能器；

6—三通接头； 7—第二油管； 8—传动轴；

9—齿轮支座； 10—中间齿轮； 11—卡箍；

12—第一边齿轮； 13—第二边齿轮； 14—传动轴轴承；

15—第一丝杠； 16—第二丝杠； 17—丝杠螺母；

18-第一丝杠下轴承； 19-第二丝杠下轴承； 20-第一座板；

21—第二座板； 22—第一丝杠上轴承； 23—第二丝杠上轴承；

24—油压控制器； 24-1—压力计； 24-2—节流阀；

24-3—压力传感器； 24-4—电磁阀； 24-5—控制器模块；

24-6—人机交互设备； 25—联轴器； 26—蓄能器支撑座板；

27—主卷扬； 28—钢丝绳； 29—液压抓斗；

30—液压胶管； 31—液压胶管卷盘。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2和图3所示，本发明包括与成槽机中液压胶管卷盘31固定连接的减速机1和用于为成槽机中液压胶管30提供恒定张力的恒张力控制机构，以及用于将减速机1输出的动力传递给恒张力控制机构以实现成槽机中液压胶管30与钢丝绳28随动的传动机构；所述恒张力控制机构包括柱塞式液压油缸3和通过第一油管4与柱塞式液压油缸3连接的蓄能器5，所述第一油管4上通过三通接头6连接有与成槽机中液压油箱连接的第二油管7；所述传动机构包括与所述减速机1的输出轴连接的传动轴8、与所述传动轴8连接的齿轮传动机构和与所述齿轮传动机构连接且用于将齿轮传动机构的旋转运动变换为柱塞式液压油缸3中柱塞杆3-1的上下直线运动的丝杠传动机构，所述丝杠传动机构与所述柱塞式液压油缸3中的柱塞杆3-1连接。

本实施例中，所述齿轮传动机构包括齿轮支座9、中间齿轮10、第一边齿轮12和第二边齿轮13，所述齿轮支座9的中间位置处安装有用于安装支撑所述传动轴8的传动轴轴承14，所述中间齿轮10位于所述齿轮支座9的中间位置处且与所述传动轴8连接，所述第一边齿轮12和第二边齿轮13分别位于所述中间齿轮10的两侧且均与所述中间齿轮10相啮合。

具体实施时，所述第一边齿轮12和第二边齿轮13采用完全相同的两个直齿轮。

本实施例中，所述丝杠传动机构包括第一丝杠15和第二丝杠16，以及套装在所述第一丝杠15和第二丝杠16上的丝杠螺母17，所述齿轮支座9上安装有用于安装支撑所述第一丝杠15的第一丝杠下轴承18和用于安装支撑所述第二丝杠16的第二丝杠下轴承19，所述第一边齿轮12与所述第一丝杠15连接，所述第二边齿轮13与所述第二丝杠16连接，所述丝杠螺母17与所述柱塞式液压油缸3中的柱塞杆3-1连接，所述柱塞式液压油缸3缸体的外壁上固定连接有相互平齐的第一座板20和第二座板21，所述第一座板20上安装有用于安装支撑所述第一丝杠15的第一丝杠上轴承22，所述第二座板21上安装有用于安装支撑所述第二丝杠16的第二丝杠上轴承23。

具体实施时，所述第一丝杠15和第二丝杠16采用只有螺旋方向相反，导程、直径、精度等级、能够承受的最大轴向工作载荷等参数均相等的丝杠；所述第一座板20和第二座板21均焊接在所述柱塞式液压油缸3缸体的外壁上；所述第一丝杠下轴承18、第二丝杠下轴承19、第一丝杠上轴承22和第二丝杠上轴承23均可以采用滚动轴承来实现，使得第一丝杠15和第二丝杠16既可以正转，也可以反转。

结合图4，本实施例中，所述第二油管7上连接有油压控制器24。所述油压控制器包括连接在所述第二油管7上的压力计24-1和节流阀24-2。

本实施例中，本发明还包括箱体2，所述恒张力控制机构和传动机构均设置在所述箱体2内，所述柱塞式液压油缸3的底座固定连接在所述箱体2上部的内壁上，所述柱塞式液压油缸3缸体的外壁上固定连接有蓄能器支撑座板26，所述蓄能器5通过卡箍11固定安装在所述蓄能器支撑座板26上。具体实施时，所述箱体2的一侧敞口设置，且将齿轮支座9焊接在所述箱体2的敞口处并用堵板、螺钉、密封胶封堵住所述敞口。

本实施例中，所述蓄能器5为皮囊式蓄能器。所述传动轴8通过联轴器25与所述减速机1的输出轴连接。所述中间齿轮10通过平键与所述传动轴8连接，所述第一边齿轮12通过平键与所述第一丝杠15连接，所述第二边齿轮13通过平键与所述第二丝杠16连接。

本发明使用前，首先打开节流阀24-2，开始通过第二油管7和第一油管4从成槽机中液压油箱向所述柱塞式液压油缸3内充入液压油，压力计24-1测量油压并进行显示，当显示的油压达到预定值（一般为6.5MPa～15MPa）时,关闭节流阀24-2，停止向所述柱塞式液压油缸3内充入液压油。

结合图6，使用时，本发明的工作原理及工作过程是：当主卷扬27下放钢丝绳28时，液压抓斗29拉动液压胶管30使液压胶管卷盘31也转动，这时液压胶管卷盘31带动减速机1转动，减速机1通过传动轴8带动中间齿轮10转动，中间齿轮10带动与其相啮合的第一边齿轮12和第二边齿轮13转动，第一边齿轮12带动第一丝杠15转动，同时，第二边齿轮13带动第二丝杠16与第一丝杠15同步转动，第一丝杠15和第二丝杠16转动使得丝杠螺母17在第一丝杠15和第二丝杠16上向上运动，丝杠螺母17推动柱塞式液压油缸3的柱塞杆3-1向上做直线运动，此时柱塞式液压油缸3的油腔变小，柱塞式液压油缸3内的液压油通过第一油管4被挤到蓄能器5中，并把其能量储存在蓄能器5中，使蓄能器5进行蓄能，使得液压胶管30处于了恒张力状态；当主卷扬27缠绕钢丝绳28时，液压抓斗29被提起上升，液压胶管30比较松弛，这时蓄能器5迅速释放能量，将积蓄的能量传递给液压油，液压油推动柱塞式液压油缸3的柱塞杆3-1向下移动，液压油推动柱塞式液压油缸3的柱塞杆3-1带动丝杠螺母17向下移动，这时丝杠螺母17带动第一丝杠15和第二丝杠16同步转动，第一丝杠15带动第一边齿轮12转动，同时，第二丝杠16带动第二边齿轮13与第一边齿轮12同步转动，第一边齿轮12和第二边齿轮13带动中间齿轮10转动，中间齿轮10带动传动轴8转动，传动轴8带动减速机1转动，减速机1带动液压胶管卷盘31转动，缠绕液压胶管30到液压胶管卷盘31上，又使得液压胶管30处于了恒张力状态。

从以上工作原理及工作过程可以看出，当钢丝绳28下放时，能够带动液压胶管30也随之下降，当钢丝绳28上升时，能够带动液压胶管30也随之上升，达到了液压胶管30与钢丝绳28的同步性，即保证了液压胶管30与钢丝绳28的随动性；而且，不论液压抓斗29下放或被提升，柱塞式液压油缸3油腔内的液压油压力始终是不变的，即柱塞式液压油缸3恒压，保证了提供给液压胶管卷盘31恒定的张力，从而实现了对液压胶管30的恒张力控制，能够很好地满足成槽机深槽作业施工要求。

实施例2

结合图5，本实施例与实施例1不同的是：所述油压控制器包括连接在所述第二油管7上的压力传感器24-3和电磁阀24-4，以及用于对压力传感器24-3检测到的信号进行分析处理并用于对电磁阀24-4进行控制的控制器模块24-5和与控制器模块24-5相接的人机交互设备24-6，所述压力传感器24-3与所述控制器模块24-5的输入端相接，所述电磁阀24-4与所述控制器模块24-5的输出端相接。其余结构均与实施例1相同。

具体实施时，所述控制器模块24-5可以采用PLC模块或单片机，所述人机交互设备24-6可以采用触摸式液晶显示屏。

本发明使用时与实施例1不同的是：使用前，首先通过操作人机交互设备24-6，设定油压的预定值（一般为6.5MPa～15MPa），设定好后通过操作人机交互设备24-6控制油压控制器开启，油压控制器开启后，控制器模块24-5输出开阀的控制信号给电磁阀24-4，电磁阀24-4打开，开始通过第二油管7和第一油管4从成槽机中液压油箱向所述柱塞式液压油缸3内充入液压油，充入液压油的过程中，压力传感器24-3对油压进行实时检测并将所检测到的信号输出给控制器模块24-5，控制器模块24-5接收压力传感器24-3输出的实时油压信号进行分析处理，得到实时油压值并将实时油压值与油压的预定值相比对，当实时油压值达到油压的预定值时，控制电磁阀24-4关闭，停止向所述柱塞式液压油缸3内充入液压油；另外，充入液压油的过程中，控制器模块24-5还控制人机交互设备24-6对实时油压值进行实时显示，供工作人员查看。其余工作原理及工作过程均与实施例1相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：包括与成槽机中液压胶管卷盘（31）固定连接的减速机（1）和用于为成槽机中液压胶管（30）提供恒定张力的恒张力控制机构，以及用于将减速机（1）输出的动力传递给恒张力控制机构以实现成槽机中液压胶管（30）与钢丝绳（28）随动的传动机构；所述恒张力控制机构包括柱塞式液压油缸（3）和通过第一油管（4）与柱塞式液压油缸（3）连接的蓄能器（5），所述第一油管（4）上通过三通接头（6）连接有与成槽机中液压油箱连接的第二油管（7）；所述传动机构包括与所述减速机（1）的输出轴连接的传动轴（8）、与所述传动轴（8）连接的齿轮传动机构和与所述齿轮传动机构连接且用于将齿轮传动机构的旋转运动变换为柱塞式液压油缸（3）中柱塞杆（3-1）的上下直线运动的丝杠传动机构，所述丝杠传动机构与所述柱塞式液压油缸（3）中的柱塞杆（3-1）连接。

2.按照权利要求1所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述齿轮传动机构包括齿轮支座（9）、中间齿轮（10）、第一边齿轮（12）和第二边齿轮（13），所述齿轮支座（9）的中间位置处安装有用于安装支撑所述传动轴（8）的传动轴轴承（14），所述中间齿轮（10）位于所述齿轮支座（9）的中间位置处且与所述传动轴（8）连接，所述第一边齿轮（12）和第二边齿轮（13）分别位于所述中间齿轮（10）的两侧且均与所述中间齿轮（10）相啮合。

3.按照权利要求2所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述丝杠传动机构包括第一丝杠（15）和第二丝杠（16），以及套装在所述第一丝杠（15）和第二丝杠（16）上的丝杠螺母（17），所述齿轮支座（9）上安装有用于安装支撑所述第一丝杠（15）的第一丝杠下轴承（18）和用于安装支撑所述第二丝杠（16）的第二丝杠下轴承（19），所述第一边齿轮（12）与所述第一丝杠（15）连接，所述第二边齿轮（13）与所述第二丝杠（16）连接，所述丝杠螺母（17）与所述柱塞式液压油缸（3）中的柱塞杆（3-1）连接，所述柱塞式液压油缸（3）缸体的外壁上固定连接有相互平齐的第一座板（20）和第二座板（21），所述第一座板（20）上安装有用于安装支撑所述第一丝杠（15）的第一丝杠上轴承（22），所述第二座板（21）上安装有用于安装支撑所述第二丝杠（16）的第二丝杠上轴承（23）。

4.按照权利要求1所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述第二油管（7）上连接有油压控制器（24）。

5.按照权利要求4所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述油压控制器包括连接在所述第二油管（7）上的压力计（24-1）和节流阀（24-2）。

6.按照权利要求4所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述油压控制器包括连接在所述第二油管（7）上的压力传感器（24-3）和电磁阀（24-4），以及用于对压力传感器（24-3）检测到的信号进行分析处理并用于对电磁阀（24-4）进行控制的控制器模块（24-5）和与控制器模块（24-5）相接的人机交互设备（24-6），所述压力传感器（24-3）与所述控制器模块（24-5）的输入端相接，所述电磁阀（24-4）与所述控制器模块（24-5）的输出端相接。

7.按照权利要求1～6中任一权利要求所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：包括箱体（2），所述恒张力控制机构和传动机构均设置在所述箱体（2）内，所述柱塞式液压油缸（3）的底座固定连接在所述箱体（2）上部的内壁上，所述柱塞式液压油缸（3）缸体的外壁上固定连接有蓄能器支撑座板（26），所述蓄能器（5）通过卡箍（11）固定安装在所述蓄能器支撑座板（26）上。

8.按照权利要求1～6中任一权利要求所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述蓄能器（5）为皮囊式蓄能器。

9.按照权利要求1～6中任一权利要求所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述传动轴（8）通过联轴器（25）与所述减速机（1）的输出轴连接。

10.按照权利要求3所述的一种成槽机卷管系统随动装置，其特征在于：所述中间齿轮（10）通过平键与所述传动轴（8）连接，所述第一边齿轮（12）通过平键与所述第一丝杠（15）连接，所述第二边齿轮（13）通过平键与所述第二丝杠（16）连接。