CN105236215A - 一种自动收放电缆装置 - Google Patents

Abstract

本发明应用于电气设备领域，具体涉及一种自动收放电缆装置。该装置包括液压马达、控制阀、单向调速阀组、液控换向阀、轴承、安全离合器、滚筒、超越离合器；液压马达的输出轴与滚筒相连，液压马达在液压力驱动下直接带动滚筒转动；滚筒依靠左轴承和右轴承支承；滚筒内有一定长度的电缆，该电缆一端通过滚筒上开孔与接入电网的电缆相连，另一端从滚筒内部的输出轴的中心孔伸出与电机相连；滚筒依靠左轴承和右轴承支承；安全离合器和超越离合器分别置于滚筒内部，与滚筒轴相连；液压马达的液控系统中设置有控制阀、单向调速阀组和液控换向阀；该装置工作时，由液压泵提供液压力，通过液压系统实现液压马达的运转，液压马达对收放电缆装置进行驱动，液压系统确保收放电缆与工程机械行走速度一致。

Description

一种自动收放电缆装置

技术领域

本发明应用于电气设备领域，具体涉及一种自动收放电缆装置。

背景技术

目前，在一些行走的工程机械中，其动力设备大多采用电动机，在主机工作时，接在电动机上的电缆的收放需要电缆卷绕装置实现。因而，电缆卷筒是电力行走机械中十分关键的部件，设计不好就会使电缆在地下拖曳而破损，时间长极易发生漏电和断电，影响作业安全，危及设备和人身安全等。

发明内容

为了实现电缆收放与工程机械运行一致，以提高电缆收放的可靠性、快速性，提高设备的作业效率，保障工人的安全，减轻工人的劳动强度，开发理想的自动收放电缆装置非常有必要。

本发明旨在提出一种自动收放电缆装置，以实现电缆的自动收放，保证电缆收放与工程机械运行的同步性，提高卷缆的可靠性和效率，提高整机的作业效率和经济效率。

本发明提出的自动收放电缆装置，滚筒内部无电刷滑环装置，主要由液压马达、控制阀、单向调速阀组、液控换向阀、轴承、安全离合器、滚筒、超越离合器等组成。液压马达的输出轴与滚筒相连，液压马达在液压力驱动下直接带动滚筒转动；滚筒内有一定长度的电缆，该电缆一端通过滚筒上开孔与接入电网的电缆相连，另一端从滚筒内部的输出轴的中心孔伸出与电机相连；滚筒依靠左轴承和右轴承支承；安全离合器和超越离合器分别置于滚筒内部，与滚筒轴相连。液压马达的液控系统中设置有控制阀、单向调速阀组和液控换向阀。

其中，电机与滚筒相连接部分的电缆不会随滚筒转动，且滚筒内无需设置电刷滑环装置，滚筒结构简单。

液压马达提供卷缆时的动力，安全离合器选用摩擦式安全离合器，用来限定卷缆时传递的扭矩，卷缆过快时起保护作用。超越离合器选用的是单向离合器，目的是防止逆转，放缆力则是靠固定电缆端与行走机械的相对运动提供。

卷缆装置工作时控制信号采集。控制信号的提取可以采取如下两种方式：一种是从行走部的减速器或驱动轮上采集机械动作信号；另一种方式是从行走马达的液压系统中，采集液压传动信息。

采用第一种控制信号设计卷缆装置，它虽然能完成主机工作时电缆的收放工作，但存在两个方面的不足，一是分流了行走部的驱动力，使其原驱动力下降；二是装置的整体结构过大，造成装置在整机上的布局困难。采用第二种方式，可以克服以上不足，且控制信号拾取方便。

电缆卷绕速度与主机行走速度的同步性。在行走机械主机后退工况下，滚筒卷绕电缆，通过调整卷缆装置中的单向调速阀组可实现卷缆速度与主机行走速度同步。在主机前进工况下，滚筒放电缆，此时依靠电缆固定端和主机行走时产生的电缆拉力可实现放缆工艺。

卷缆装置的工作原理。主机工作时，卷缆装置根据其主机行走部采集到的液压信号控制装置的动作。

当主机后退时，卷缆装置的液压系统中安装有液控换向阀，换向阀处于左位，液压马达输出轴顺时针转动，通过安全离合器和单向超越离合器卷筒沿同方向转动。在调整液压马达转速时，要使其滚筒卷绕的线速度V_绕与主机行走时线速度V_行满足整机的动作要求。理想情况是V_绕＝V_行，但调整时不可能那么精确，因而要求V_绕≥V_行，当卷绕速度快时，卷绕阻力矩M_阻不断增加，当M_阻≥M_n(安全离合器极限转矩)时，卷缆装置中的安全离合器起作用，此时滚筒不动，液压马达空转。

当主机前进时，液控换向阀处于右位，液压马达输出轴逆时针转动，单向超越离合器将液压马达输出轴的转动与滚筒的转动脱开，此时滚筒的放缆不受液压马达运动的联锁，依靠主机行走时缆线产生的拉力使滚筒自动放缆。

与现有技术相比，自动收放卷缆装置的发明效果是：无需内置电刷滑环，滚筒结构简单；卷缆装置工作时，由液压泵提供液压力，通过液压系统实现液压马达的运转，液压马达对卷缆装置的运行进行驱动，液压系统确保收放电缆与工程机械行走速度一致；卷缆过程中，安全离合器的存在，确保当卷绕速度快时，卷绕阻力矩M_阻不断增加，当M_阻≥M_n(安全离合器极限转矩)时，安全离合器起作用，此时滚筒不动，液压马达空转；放缆过程中，由于单向超越离合器的作用，将液压马达输出轴的转动与滚筒的转动脱开，此时滚筒的放缆不受液压马达运动的联锁，依靠主机行走时缆线产生的拉力使滚筒自动放缆；卷筒直径尺寸可根据卷缆要求调整，适用范围广。

附图说明

图1卷缆装置结构示意图

图2液压系统结构示意图

1-液压马达；2-左轴承；3-安全离合器；4-滚筒；5-超越离合器；6-右轴承；7-电缆；8-控制阀；9-单向调速阀组；10-液控换向阀；11-液控换向阀的左控制油路；12-液控换向阀的右控制油路

具体实施方式

为了使本领域人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中的对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制使用。

实施图1、2给出了一种自动收放电缆装置，它主要由液压马达1、左轴承2、右轴承6、安全离合器3、滚筒4、超越离合器5、控制阀8、单向调速阀组9、液控换向阀10等组成。

滚筒4依靠左右轴承2、6支承，并通过滚筒4左端内置的安全离合器3与液压马达1相连接。滚筒4内置一定长度的电缆8，电缆8一端通过滚筒4上开孔与接入电网的电缆相连，另一端从滚筒4内部的输出轴的中心孔伸出与电机相连，超越离合器5置于滚筒4内，与滚筒4右端的滚筒轴相连。

液控换向阀10的左控制油路11和液控换向阀10的右控制油路12分别与行走马达的反向进油路和行走马达的正向进油路相通；液控换向阀10的2个工作端口分别与单向调速阀组9的2个端口相接，单向调速阀组9的另2个端口接入控制阀8的进出端口，控制阀8的2个工作端口分别接入液压马达1的进出口。

本发明的工作过程为：

如图1所示，主机工作时，卷缆装置根据其主机行走部采集到的液压信号控制装置的动作。当主机后退时，液控换向阀9处于左位，液压马达1输出轴顺时针转动，通过安全离合器3和单向超越离合器5使滚筒4沿同方向转动。在调整液压马达1转速时，要使其滚筒4卷绕的线速度V_绕与主机行走时线速度V_行满足整机的动作要求。理想情况是V_绕＝V_行，但调整时不可能那么精确，因而要求V_绕≥V_行，当卷绕速度快时，卷绕阻力矩M_阻不断增加，当M_阻≥M_n(安全离合器极限转矩)时，图1中的安全离合器3起作用，断开液压马达与滚筒的连接，此时滚筒4不动，液压马达1空转。当主机前进时，液控换向阀9处于右位，液压马达1输出轴逆时针转动，单向超越离合器5将液压马达1输出轴的转动与滚筒4的转动脱开，此时滚筒4的放缆不受液压马达1运动的联锁，依靠主机行走时缆线产生的拉力使卷筒自动放缆。

同步性依靠液压系统来保证，如图2所示。为了保持卷缆的同步性，在行走机械主机后退工况下，电缆滚筒4卷绕电缆，通过调整单向调速阀组8可实现卷缆速度与主机行走速度同步；在主机前进工况下，卷缆滚筒放电缆，此时依靠电缆固定端和主机行走时产生的电缆拉力可实现放缆工艺。

Claims (4)

1.一种自动收放电缆装置，其特征在于：该装置包括液压马达、控制阀、单向调速阀组、液控换向阀、轴承、安全离合器、滚筒、超越离合器；液压马达的输出轴与滚筒相连，液压马达在液压力驱动下直接带动滚筒转动；滚筒内有一定长度的电缆，该电缆一端从滚筒上开孔伸出与接入电网的电缆相连，另一端从滚筒内部的输出轴的中心孔伸出与电机相连；滚筒依靠左轴承和右轴承支承；全离合器和超越离合器分别置于滚筒内部，与滚筒轴相连；液压马达的液控系统中设置有控制阀、单向调速阀组和液控换向阀；该装置工作时，由液压泵提供液压力，通过液压系统实现液压马达的运转，液压马达对收放电缆装置进行驱动，液压系统确保收放电缆与工程机械行走速度一致；

卷缆过程中，当卷绕速度快时，卷绕阻力矩M_阻会不断增加，当卷绕阻力矩M_阻≥安全离合器极限转矩M_n时，安全离合器起作用，此时滚筒不动，液压马达空转；

放缆过程中，超越离合器将马达输出轴的转动与滚筒的转动脱开，此时滚筒的放缆不受液压马达运动的联锁，依靠主机行走时缆线产生的拉力使滚筒自动放缆。

2.如权利要求1所述的一种自动收放电缆装置，其特征在于：电机与滚筒相连接部分的电缆不会随滚筒转动，且滚筒内无需设置电刷滑环装置，滚筒结构简单。

3.如权利要求1所述的一种自动收放电缆装置，其特征在于：安全离合器为摩擦式安全离合器，用来限定卷缆时传递的扭矩，卷缆过快时起保护作用。

4.如权利要求1所述的一种自动收放电缆装置，其特征在于：超越离合器为单向离合器，能够防止逆转，放缆力是靠固定电缆端与行走机械的相对运动提供。