機(jī)械制造行業(yè)輸電線路施工機(jī)械、牽引機(jī)

機(jī)械制造行業(yè)輸電線路施工機(jī)械、牽引機(jī)第四章牽引機(jī)在輸電線路架線施工中，利用牽引設(shè)備展放架空導(dǎo)線，使架空導(dǎo)線帶有一附件安裝的全過程，稱為張力架線(InstallingofConductorwithTension)。張力架線施工布置如圖4—1的張力范圍內(nèi)懸空展放導(dǎo)線和地線的施工方法。由于張力架線能提高施工質(zhì)量，330～500kV及更高電壓參數(shù)的輸電線路施工優(yōu)先選用的架線施工方法。圖4-1一牽四張力放線法示意圖一、張力放線流程1、施工段的劃分GB50233－2005《110～500kV線施工區(qū)段的長度，不宜超過20個放線滑輪的長度。當(dāng)難以滿足時，必須采取里程一般為3～8km。但是在施工時，常會遇到地形復(fù)雜或重要交叉跨越而不能設(shè)置牽、張場，就需要在牽引能力滿足的前提下，適當(dāng)延長施工段。比如在二-500kV線路施工中，出現(xiàn)過14km左右的施工段。另外，導(dǎo)地線緊線完畢，應(yīng)在72h內(nèi)完成附件安裝。由此也說明施工段不宜過長。2、牽張場的選擇牽、張場宜設(shè)置在導(dǎo)線上揚塔位前后。張力場因設(shè)備、線盤數(shù)量的原因，約需75×25m的地面；牽引場約需35×25m；38～Φ10mm419～Φ22mm繩牽引展放牽引繩。地線（避雷線）單獨展放時，也用此種方法。5、張力展放導(dǎo)線（做好監(jiān)視工作；上揚塔位應(yīng)采用壓線滑車，如圖4－45所示；新線盤應(yīng)用蛇皮套牽引過大輪如下圖4－466、錨線。7、緊線8轉(zhuǎn)場為減少張力場轉(zhuǎn)場次數(shù)，應(yīng)考慮張力機(jī)能就地調(diào)頭使用。二、張力架線的特點主要表現(xiàn)在：(1)性和穩(wěn)定性。(2)速度快、工效高、人工費用低。(3)(4)(5)增加。這里除了需要大型機(jī)械設(shè)備外。不需要增加牽引作業(yè)次數(shù)。(6)同空間位置，放線、緊線分別連續(xù)完成，而非張力放線是無法實現(xiàn)的。張力架線雖有上述優(yōu)點。但也有不足之處，主要表現(xiàn)在以下方面：(1)張力架線跨越時受外界條件約束()主動性。(2)量約為70～l00t。如果主牽引機(jī)、主張力機(jī)、小牽引機(jī)、小張力機(jī)采用拖運方式運輸，若用載重l0t的汽車搬運要7～10輛汽車，若用火車運輸也要2～3節(jié)200水網(wǎng)地帶等特殊惡劣地質(zhì)條件的施工，因而有待于小型化、輕型化。(3)有待于深入研究。張力放線必須采用的機(jī)械設(shè)備主要是牽引機(jī)和張力機(jī)，本章介紹牽引機(jī)，張力機(jī)將在第五章介紹。第一節(jié)牽引機(jī)類型及組成在張力放線中主要起牽引作用的機(jī)械，稱牽引機(jī)，如圖4—2所示為國內(nèi)外牽引機(jī)產(chǎn)品外形圖。圖4—2國內(nèi)外牽引機(jī)產(chǎn)品(部分)外形圖(a)自行駛式拖拉機(jī)牽引機(jī)；(b)SA—YQ220液壓牽引機(jī)；(c)25t液壓牽引機(jī)；(d)意大利四線牽引機(jī)它是一種特殊形式的卷揚機(jī)．除張力放線牽引作業(yè)外，還可替代用于線路地線等。施工中使用的牽引機(jī)有主牽引機(jī)、小牽引機(jī)。主牽引機(jī)放置在牽引場，放線張力。一、牽引機(jī)的類型牽引機(jī)類型很多，一般按總體布置、傳動方式、牽引卷筒形式分類。1．按總體布置分類牽引機(jī)按總體布置分拖車式牽引機(jī)、自行駛式牽引機(jī)、臺式牽引機(jī)。(1)主要優(yōu)點是原動機(jī)動力輸入部分結(jié)構(gòu)簡單，且不受傳動方式的限制，運輸方便。目前輸電線路建設(shè)安裝使用最廣泛的牽引機(jī)之一。(2)牽引機(jī)也是目前中型牽引機(jī)中比較廣泛采用的一種形式。(3)較大的起吊設(shè)備，目前只用作較小功率的牽引機(jī)，或電氣傳動牽引機(jī)。2．按牽引機(jī)傳動方式分類牽引機(jī)傳動方式，是指通過液壓傳動、液力傳動、機(jī)械傳動和電氣傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)能量傳遞的。(1)機(jī)。它是目前最常用的牽引機(jī)之一。(2)機(jī)使用普遍。只有大、中型牽引機(jī)才采用液力傳動方式。(3)其性能也不如上述兩種牽引機(jī)好。目前這種牽引機(jī)使用比較廣泛，主要用作中、小型的牽引機(jī)。(4)源容量的限制，只用于城市周圍、人口稠密地區(qū)及有一定容量電源的地方。3．按牽引卷筒形式分類由于牽引卷筒的結(jié)構(gòu)形式直接影響到整機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，所以牽引機(jī)按牽引卷筒形式又可分雙摩擦卷筒式牽引機(jī)、磨芯式牽引機(jī)、卷線式牽引機(jī)。(1)絲繩的損傷小，安全可靠，且傳遞功率大。故它是目前使用最廣泛的牽引機(jī)。(2)與雙摩擦卷筒相比，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕(可以簡化牽引機(jī)減速部分的結(jié)構(gòu))。但由于鋼絲繩進(jìn)人卷筒后，必須靠互相擠壓產(chǎn)生指向磨芯中間的推力，使?fàn)恳俣纫草^低，所以目前只有中小型牽引機(jī)才采用這種形式。(3)的牽引機(jī)有的也可以用作張力機(jī)。4、雙摩擦卷筒牽引機(jī)工作原理(1)機(jī)械傳動式雙摩擦卷筒牽引機(jī)工作原理如圖5—12所示。牽引機(jī)卷揚輪雙摩擦卷筒中的兩個卷筒均為主動卷筒。卷揚輪的工作方式為：開動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)l，接合離合器2345—12個齒輪旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向各為圖示箭頭方向，故兩者為同一轉(zhuǎn)向。圖5牽引機(jī)工作原理圖1.內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2.離合器3.減速傳動系統(tǒng)4.齒輪5.卷揚輪6.液壓泵7.快速接頭8.停車剎車9.牽引繩由于中心齒輪兩側(cè)的兩個齒輪參數(shù)相同，故兩者的角速度也相同。該兩齒輪各與卷揚輪雙摩擦卷筒59用與穿復(fù)式滑車相同的方法盤繞在卷揚輪車861泵輸出的壓力油主要經(jīng)快速接頭7及高壓軟管等輸送至鋼繩卷車上的液壓電動的一些附屬機(jī)構(gòu)，如液壓支腿、冷卻風(fēng)扇等，作為這些機(jī)構(gòu)的運轉(zhuǎn)動力。(2)液壓傳動式雙摩擦卷筒牽引機(jī)工作原理如圖5—13械傳動式的牽引機(jī)有許多相似之處。此種牽引機(jī)的工作方式為：開動發(fā)動機(jī)l，接合離合器234，液壓電動機(jī)4帶動開式齒輪5中的中心機(jī)械傳動式牽引機(jī)相同，因而工作方式7停車剎車89的功用相當(dāng)于機(jī)械傳動式牽引機(jī)工作原理圖(見圖5—12)中的液壓泵611顯示牽引力的數(shù)值。圖5—13牽引機(jī)工作原理圖(二)l.內(nèi)燃發(fā)動機(jī)2.離合器3.主液壓泵4.液壓電動機(jī)5.開式齒輪6.卷揚輪7.系統(tǒng)安全閥8.停車剎車9.輔助液壓泵10.牽引繩11.張力表二、牽引機(jī)的基本組成牽引機(jī)，通常由動力部分、主傳動部分、制動器、減速裝置總線、牽引卷分。1.發(fā)動機(jī)：2.液壓千斤頂；3.固定支承底板，4.操作系統(tǒng)，5.牽引輪，6.卷繩架及卷繩車；7.導(dǎo)線，8.拖運三角架；9.臨錨板1．動力部分同所有工程機(jī)械和牽引車輛一樣，牽引機(jī)上也設(shè)有動力裝置，用于驅(qū)動牽有時還在一臺牽引機(jī)上同時采用兩臺發(fā)動機(jī)并聯(lián)運轉(zhuǎn)。2．主傳動部分主傳動部分的作用是把原動機(jī)的動力，傳遞到工作機(jī)構(gòu)上去。常用的傳動是指牽引機(jī)對外載荷適應(yīng)性能和對牽引速度的調(diào)節(jié)性能。在正常工作情況下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的變化范圍都比較小，并希望它能轉(zhuǎn)速(牽引速度)主要依靠主傳動部分來調(diào)節(jié)。在上述幾種傳動方式中，機(jī)械傳動牽引機(jī)只能依靠變速箱換檔和直接調(diào)節(jié)起動時能切斷載荷。電氣傳動牽引機(jī)一般亦采用變速箱有級改變牽引速度。液壓傳動對牽引速度的調(diào)節(jié)范圍較大，能很好地滿足無級變速的要求，也有較好的外載荷適應(yīng)性。液壓傳動式牽引機(jī)的優(yōu)點。面。1)(見圖5—13中的液壓泵3)通常(—13中的液壓電動機(jī)4)——對牽引機(jī)和牽放作業(yè)都是有利的。機(jī)械傳動和液力傳動都難以實現(xiàn)無級變速。2)液壓電動機(jī)44既4工作時11(張)需借助于特殊傳感器，間接地測出牽引力。3)液壓傳動容易向鋼繩卷車輸送動力(通過高壓軟管輸送壓力油)本機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)(如支腿、冷卻風(fēng)扇等)輸送工作動力。4)機(jī)使用。3．制動器制動器也是牽引機(jī)的主要組成部分之一。它是確保作業(yè)安全可靠不可缺少作用下卷筒倒轉(zhuǎn)而使導(dǎo)線落地，或者不能停止?fàn)恳l(fā)生事故。4．減速裝置總成減速裝置總成是由減速器(一般都同時采用兩種減速器)和變速箱組成的，對減速器的傳動比要求也不同。以內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)為原動機(jī)的機(jī)械傳動牽引機(jī)，其減速裝置總成的總傳動比較大，一般為40～60。液壓傳動牽引機(jī)，減速裝置(雙泵并聯(lián)時)的類型而定；高速小扭矩液壓馬達(dá)傳動比大，同上述機(jī)械傳動牽引機(jī)基本相同；錐齒輪減速器和行星減速器等。5．牽引卷筒選擇對牽引機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)影響較大。6．機(jī)架和輔助裝置機(jī)架用于固定和安裝牽引機(jī)的所有部件。常用的機(jī)架有帶輪子的拖車架、的牽引機(jī)上還帶有犁錨或空氣壓縮裝置等。7．鋼絲繩卷繞機(jī)大部分牽引機(jī)同鋼絲繩卷繞機(jī)是分離的，但其動力部分與主機(jī)相連，即由的牽引機(jī)是將卷繞機(jī)直接安裝在拖車的尾部，構(gòu)成一體。三、張力架線對牽引機(jī)的基本要求張力架線用牽引機(jī)，因為特殊的牽引作業(yè)要求，同一般工程機(jī)械牽引設(shè)備面的要求。1．對牽引力、牽引速度及過載保護(hù)要求有過載保護(hù)能力。2.對滿載啟動、正反轉(zhuǎn)動和快速制動的要求3．張力放線展線長度要求張力放線展放導(dǎo)線的長度，一般不少于6～8km。因此，除要求選擇的原動場運輸，運轉(zhuǎn)時噪聲不得超過90dB。四、牽引場布置基本要求牽引場布置的主體設(shè)備是主牽引機(jī)(俗稱大牽)及小張力機(jī)(俗稱小張)。(1)方向布置大牽引機(jī)的牽引場，稱正常牽引場，其平面布置不小于35m×25m，圖3—5所示為一牽四張力放線正常牽引場平面布置示意圖。后者，當(dāng)牽引機(jī)不能引至外側(cè)牽引機(jī)可以達(dá)到的地方進(jìn)行牽引。當(dāng)牽引繩的轉(zhuǎn)角超過30。增設(shè)一個轉(zhuǎn)向滑車(該滑車按放線滑車的中問輪設(shè)計)設(shè)計錨線地錨即可。(2)置和線軸的堆放。第二節(jié)牽引機(jī)的動力裝置和制動裝置一、牽引機(jī)動力裝置牽引機(jī)的動力裝置是牽引機(jī)的重要組成部分，它在很大程度上決定了牽引引速度和輔助裝置消耗的功率、連續(xù)工作時間等綜合考慮后決定的。1．發(fā)動機(jī)的動力特性牽引機(jī)用動力裝置主要有發(fā)動機(jī)(汽油機(jī)或柴油機(jī))、電動機(jī)。對于自行駛者是指耗油率，它們都是衡量發(fā)動機(jī)性能好壞的主要指標(biāo)。發(fā)動機(jī)的動力特性，是指有效功率和有效扭矩。有效功率表明發(fā)動機(jī)單位并驅(qū)動發(fā)動機(jī)自身的各輔助裝置()所需的功率之后，能直接傳遞給牽引機(jī)傳動系統(tǒng)上的功率，亦即發(fā)動機(jī)實際輸出的凈功率。它與有效扭矩的關(guān)系為式中n---發(fā)動機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，r／min；——發(fā)動機(jī)輸出的有效扭矩，N·m飛輪上輸出的最大有效功率，稱為發(fā)動機(jī)的額定功率(或稱標(biāo)定功率)。根15min功率。發(fā)動機(jī)連續(xù)正常運轉(zhuǎn)15min能輸出的最大有效功率(1h只允許使用一次)。②lh功率。發(fā)動機(jī)連續(xù)正常運轉(zhuǎn)1h能輸出的最大有效功率(6h內(nèi)只允許使用一次)。③12h功率。發(fā)動機(jī)連續(xù)正常運轉(zhuǎn)12h所能輸出的最大有效功率(24h內(nèi)只允許使用一次)，其中允許在同轉(zhuǎn)速下有任何1h超過該功率的10％。④持續(xù)功率。發(fā)動機(jī)保持長期連續(xù)正常運轉(zhuǎn)時，能輸出的最大有效功率。國家標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，在給出上述額定功率的同時，還必須給出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。2h長的情況下，或者牽張機(jī)額定放線速度較低時，連續(xù)作業(yè)時問有可能超過2h，12h牽引力由小到大在起始牽引力的l～1．3倍數(shù)值范圍內(nèi)變化(少數(shù)放線段較長的會超過此值)，若按最大牽引力計算，有時亦可按1h功率考慮。2．有效扭矩Me和燃油消耗率g。發(fā)動機(jī)曲軸和飛輪組件驅(qū)動外界工作機(jī)械的力矩稱為有效扭矩，亦稱發(fā)動機(jī)對外輸出的凈扭矩，用表示，單位是N·m。燃油消耗率(亦稱耗油率)[單位：kg／(h·kw)]是指每千瓦有效功率下發(fā)動機(jī)每小時所消耗的燃油量。燃油消耗率越低，表明經(jīng)濟(jì)性越好。計算式為式中G——發(fā)動機(jī)每小時消耗的燃料重量(亦稱耗油量)，kg／h；——有效功率，kW。3.發(fā)動機(jī)特性曲線牽引機(jī)在各種傳動方式下，如何合理選擇和使用發(fā)動機(jī)是十分重要的。性五種特性曲線。選配牽引機(jī)的發(fā)動機(jī)主要從載荷特性、速度特性曲線考慮。(1)載荷特性曲線。它是發(fā)動機(jī)保持在一定轉(zhuǎn)速下，各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)隨載荷變Ggf隨有效功率Ne的變化規(guī)律，如圖3—6所示。根據(jù)發(fā)動機(jī)的載荷特性，可以找出該發(fā)動機(jī)耗油更重要的使用價值。(2)速度特性曲線。它是指發(fā)動機(jī)調(diào)速手柄保持在一定位置，保持一定供油量，逐步改變載荷，有效功率Ng。隨轉(zhuǎn)速，z變化的規(guī)稱為發(fā)動機(jī)的外特性曲線(見圖3—7)機(jī)發(fā)動機(jī)的功率又以其中的扭矩特性和功率特性最為重要。圖3—8可見，當(dāng)轉(zhuǎn)速為n1n2n4時，發(fā)動機(jī)分別有最大扭矩M…、最小耗油率gH{功率N…mn11M…失反而增加，使扭矩隨轉(zhuǎn)速的增加而減少。當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加到，?4時，扭矩雖然繼續(xù)下降，但它和轉(zhuǎn)速的乘積(即為功率)N因此，在選擇牽引機(jī)發(fā)動機(jī)時，]二作點定在轉(zhuǎn)速為。附近最為理想，最低轉(zhuǎn)速不得小于他(即最大扭矩M)1時，有較低的耗油率；轉(zhuǎn)速增加時，輸出扭矩略有下降，有較好的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性4．牽引機(jī)用發(fā)動機(jī)的要求(1)牽引機(jī)用發(fā)動機(jī)應(yīng)具有足夠的扭矩儲備系數(shù)。若額定工況的速度特性曲線上的最大輸出扭矩值(單N·m)和額定工況時的輸出扭矩值(單N·m)已知時，則牽引用的發(fā)動機(jī)應(yīng)有足夠的扭矩儲備系數(shù)也就是所說，發(fā)動機(jī)只有具備一定的扭矩儲備系數(shù)后，才能適應(yīng)牽引機(jī)牽引展放導(dǎo)線過程中遇到的短時超載(如牽引板通過架線滑車時)程中發(fā)動機(jī)出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。對液力傳動牽引機(jī)，由于它對載荷的自適應(yīng)性較強(qiáng)，扭矩儲備系數(shù)可適當(dāng)小一些。對機(jī)械傳動牽引機(jī)，一般扭矩儲備系數(shù)不應(yīng)小于1．25，（2)要求錨安裝后的牽引機(jī)安裝水平，避免發(fā)動機(jī)出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象而導(dǎo)致機(jī)油和液力傳動箱及離合器內(nèi)的工作油互相滲透，發(fā)動機(jī)曲軸前后必須嚴(yán)格密封，軸向的止推措施要特別加強(qiáng)。(3)當(dāng)牽引機(jī)長期連續(xù)工作時間為2h這就要求發(fā)動機(jī)有較好的散熱性，冷卻系統(tǒng)有足夠的散熱能力。(4)于發(fā)動機(jī)要考慮防震和防塵措施，以使它有較好的野外作業(yè)適應(yīng)性。（5)30℃情況下仍能容易起動，以保證架線工序順利完成。柴油機(jī)和汽油機(jī)都能用作牽引機(jī)的發(fā)動機(jī)，但目前國內(nèi)外大多數(shù)采用的T在寒冷地宜采用汽油機(jī)。二、牽引機(jī)上的制動裝置牽引機(jī)上的制動器是用制動牽引速度的，在張力架線中展導(dǎo)線起著極其重要的作用。1．制動器的類型用于牽引機(jī)上的制動器有外蹄式、內(nèi)蹄式和全盤式三種，一般都設(shè)置在減速器輸入軸(亦即高速軸)上。(1)達(dá)或電動機(jī)輸出軸和主減速器輸入軸之間的制動輪(聯(lián)軸器)有液壓推桿式和電磁鐵式兩種。前者具有結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小、工作平穩(wěn)等優(yōu)點。穩(wěn)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且需要有電源，常在電氣傳動牽引機(jī)上采用。圖3—9自動增力內(nèi)蹄式制動器結(jié)構(gòu)原理圖1._23、12一摩擦蹄片；4、8推桿；5雙向制動液壓缸；6油管；7---制動鼓；9一主減速器輸入軸；10、15一制動蹄；1l底盤；13可調(diào)頂桿體；14彈簧(2)內(nèi)蹄式制動器。它主要應(yīng)用于液力傳動和機(jī)械傳動牽引機(jī)。它能承受傳動箱或變速箱輸出軸之間。內(nèi)蹄式制動器按構(gòu)造形式分，有簡單非平衡式、簡單平衡式、對稱平衡式和自動增力式四種。圖3～97以內(nèi)9左右兩個制動蹄1015的一端分別同雙向制動液壓缸5的兩推桿48向制動液壓缸固定在底盤1l上，底盤再和機(jī)架同定。兩制動蹄的另一端通過可調(diào)頂桿體13連接在一起。制動蹄上裝有摩擦蹄片12和3。雙向制動液壓缸通過油管6和制動泵2141以便產(chǎn)生制動力矩。該制動力矩可按下述方法的計算。(3)平穩(wěn)。但摩擦副表面摩擦系數(shù)低(一般為0．08～．0．12)。為得到較大的制動力矩，常采用多對摩擦副同軸心使用，這時各對摩擦副之間的間隙為0．1～0．2mm。全盤式制動器主要用于液壓傳動。并采用高速小扭矩液壓馬達(dá)的牽引機(jī)和張力機(jī)上，一般設(shè)置于液壓馬達(dá)(或液壓泵)輸出軸上。全盤式制動器制動力矩Mn的計算式為2．對牽引機(jī)上制動器的要求牽引機(jī)上的制動器的作用比在張力機(jī)上重要得多，因此要求牽引機(jī)用制動器必須滿足如下要求：(1)矩的1．5倍。(2)跨越物。同時，卷筒被拉倒轉(zhuǎn)，還會造成反向沖擊損壞牽引機(jī)的某些傳動部件。所以制動器動作不但要安全可靠，還必須能瞬時快速制動。(3)踏板操作的牽引機(jī)，手柄上的操作力不應(yīng)大于150N，踏板上的足蹬力不應(yīng)大于220N，踏板行程應(yīng)小于或等于150mm，且操作輕便、靈活。(4)換。第四章牽引機(jī)第三節(jié)牽引機(jī)的傳動方式牽引機(jī)的發(fā)動機(jī)是不能反轉(zhuǎn)的，在某些工況下要求牽引機(jī)牽引卷筒反向轉(zhuǎn)用牽引機(jī)的傳動裝置分機(jī)械傳動、液壓傳動、液力傳動和電力傳動等方式。一、機(jī)械傳動方式牽引機(jī)機(jī)械傳動裝置由發(fā)動機(jī)、摩擦離合器、多檔齒輪變速箱、制動器、主減速器等組成，最后把動力傳遞到牽引卷筒上去，如圖3—11所示。l發(fā)動機(jī)；2摩擦離合器i3多檔齒；4一制動器5一主減速器；6牽引卷簡Ⅰ、Ⅳ--9R9排檔數(shù)輪變速箱機(jī)械傳動牽引機(jī)的變速和換向均是依靠齒輪變速箱換檔操作來實現(xiàn)的。由求變速時，必須使?fàn)恳硗蔡幱谥苿訝顟B(tài)，并操作離合器，使變速箱脫開動力，接時，才能進(jìn)行牽引作業(yè)。機(jī)械傳動的優(yōu)點是傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、造價低。缺點是起別是在換檔時有沖擊現(xiàn)象，換檔如不及時，發(fā)動機(jī)容易熄滅。1．機(jī)械傳動牽引機(jī)結(jié)構(gòu)原理機(jī)械傳動牽引機(jī)亦有雙摩擦卷筒和磨芯式卷筒等形式。圖3—13構(gòu)都和其他傳動方式的牽引機(jī)大同小異。l.發(fā)動機(jī)；2.離合器；3.變速箱；4.萬向聯(lián)軸器5.減速器6.制動器；7.末級減速器；8.磨芯式卷筒2．機(jī)械傳動牽引機(jī)變速箱由于發(fā)動機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍很有限，故機(jī)械傳動牽引機(jī)只有靠變速數(shù)越多，對牽引作業(yè)的適應(yīng)性也就越好。(1)3—14所示。若設(shè)(圖3—14中)變速箱的雙聯(lián)齒輪215l、5從動齒輪；2雙聯(lián)齒輪；3撥叉；4主動軸；6輸出軸(a)主動輪與從動輪直接嚙合；(b)增加倒檔雙聯(lián)齒輪1.主動齒輪；2.輸入軸；3.從動齒輪；4.輸出軸；5.倒檔雙聯(lián)齒輪；6.中間軸若在輸人軸和輸出軸之間增加一次齒輪嚙合，就可以改變輸出軸的轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)倒檔。如圖3—15(a)所示，當(dāng)主動齒輪1和從動齒輪3直接嚙合時，輸入軸2順時針方向轉(zhuǎn)動，輸出軸4逆時針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)按圖3—15(b)所示，增加倒檔雙聯(lián)齒輪51通過撥叉撥動和倒檔雙聯(lián)齒輪5聯(lián)齒輪中的一個齒輪和從動齒輪34又反向順時針轉(zhuǎn)動，改變了輸出軸的轉(zhuǎn)向，達(dá)到倒檔的目的。(2)變速箱的操縱機(jī)構(gòu)。它由變速桿、撥叉、撥叉軸以及為保證不脫檔和(亦稱選檔)(亦稱換檔)還設(shè)置互鎖裝置，利用撥叉軸側(cè)面的凹槽配以適當(dāng)?shù)匿撉蚝玩i銷，使各檔互鎖，保證了操作和運轉(zhuǎn)的安全可靠性。3．離合器機(jī)械傳動牽引機(jī)在發(fā)動機(jī)輸出軸和變速箱輸入軸之間設(shè)置離合器，目的是用來要求能在任何不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行接合和分離輸出軸和變速箱輸入軸的動力。機(jī)械傳動牽引機(jī)一般采用摩擦式離合器，它的作用是：(1)臨時切斷載荷，以便于掛檔。如載荷不被移去(即變速箱齒輪嚙合面上有作用力)，變檔齒輪很難撥動，即使撥動，掛檔時也容易發(fā)生沖擊，甚至損壞齒輪。(2)牽引作業(yè)。(3)段。在這三個階段中，主、從動軸的轉(zhuǎn)速變化如圖3-16所示。(2)摩擦離合器的種類。牽引機(jī)上主要采用片式摩擦離合器，這種離合器又分單片式、雙片式和多片式三種。單片式離合器，主要應(yīng)用于中小型牽引機(jī)上。這種離合器工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、分離徹底、散熱情況也比較好，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量小。雙片式離合器，主要用于功率較大、安裝位置又受空問位置限制的場合。也較低。單片式、雙片式直接暴露在空氣中工作，故又稱干式離合器。多片式離合器，一般浸泡在油液中工作，又稱濕式離合器。它的優(yōu)點是不力換檔離合器。(3)摩擦力矩的校核。選用摩擦離合器時摩擦力矩(單位：N·m)必須滿足下式要求，即(3—13)式中----發(fā)動機(jī)最大扭矩，N·m；——儲備系數(shù)，取；——摩擦力矩，N·m。的計算式為式中q。--許用單位壓應(yīng)力(單位：MPa)，對于粉末冶金材料，取q。=4～6MPa，對于銅絲石棉，取q。=1～2．5MPa；S--摩擦片單位摩擦面積()D為摩擦片外徑(m)，d為摩擦片內(nèi)徑(單位：m)；--平均摩擦半徑，Z——摩擦面數(shù)：對單片取Z=2，雙片取Z=4。μ—摩擦系數(shù)儲備系數(shù)β的選擇，應(yīng)考慮到兩個問題；一是必須保證摩擦片長期安全可過大。因而要求β值大一些。二是為防止傳動系統(tǒng)超載，并在發(fā)動機(jī)緊急停機(jī)時使傳動系統(tǒng)不受沖擊，又要求β值取得小一些?？傊?，在選用牽引機(jī)的摩擦因素。4．取力器取力器是從機(jī)動車輛的變速箱(或越野車輛的分動箱)是一個齒輪傳動箱。圖317154、中間軸7和殼體6變速箱箱體8993通過撥叉2用它切斷變速箱和取力器之間的聯(lián)系。取力器的設(shè)計，必須根據(jù)選用車輛的變速箱或分動箱取力齒輪的參數(shù)、傳遞扭矩的能力、轉(zhuǎn)速大小、取力窗口的位置(上述這些在必要時還要進(jìn)行核算及實際測量)，以及牽引機(jī)對驅(qū)動動力的要求等條件全面考慮。由于取力器運轉(zhuǎn)時殼體根部和取力窗口連接處受力很大，故在設(shè)計時對變速箱取力窗口箱壁厚度，的潤滑問題，亦必須認(rèn)真考慮。圖3—17取力器結(jié)構(gòu)圖123456-7中間軸；8變速箱(或分動箱)殼體；9主動齒輪；lo主動軸5．牽引機(jī)的減速器減速器的主要作用是降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩。因為牽引機(jī)原動機(jī)的轉(zhuǎn)速一般為1500—2800r／min30—70r／min100r／min，總的傳動比很大，所以中間必須經(jīng)過多級減速，才能滿足牽引速度和牽()具有一減速器、圓錐齒輪減速器和鏈傳動減速裝置。為滿足牽引機(jī)結(jié)構(gòu)和性能的要求，這類減速器往往有特殊性，必須專門設(shè)計。1)蝸輪減速器。蝸輪減速器在液力傳動牽引機(jī)及其他一些中小型牽引機(jī)上應(yīng)用，除用它減速外，還起到改變動力傳遞方向的作用，使傳遞軸問交角改變成90。牽引機(jī)牽引力的方向一般同拖車架或機(jī)架的縱梁(拖車架上和拖運方向平行的梁)車架(或機(jī)架)的縱梁平行布置方式(某些液壓傳動牽引機(jī)除外)筒軸之間必須成90。交角。采用蝸輪減速器能滿足這一要求。圖3—18所示為蝸輪蝸桿外形圖。蝸桿和螺紋一樣有右旋和左旋之分，分蝸輪轉(zhuǎn)過兩個齒，依此類推。傳動比i的計算公式為牽引機(jī)用蝸輪減速器的特點(1)桿頭數(shù)可以提高傳動效率，故一般都采用多頭蝸桿(3—4頭)。這種蝸桿的螺旋升角一般大于15且容易引起自鎖，這是不允許的。(2)7—20器的傳動比可以小一些。(3)每天連續(xù)工作時間一般在3h以內(nèi)，載荷比較平穩(wěn)，尖峰負(fù)荷小。由于牽引機(jī)用蝸輪減速器傳動效率較高，摩擦損失和由此而引起的發(fā)熱量相對較小，輕。(4)在某些牽引機(jī)上，蝸輪減速器采用“浮動結(jié)構(gòu)安裝在機(jī)架上，使本體入軸應(yīng)采用鉸支聯(lián)接。2)圓柱齒輪減速器。圖3—19所示為圓柱齒輪外形圖，它是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動用的(如：為滿足牽引機(jī)采用雙摩擦牽引卷筒的結(jié)構(gòu)，有時末級必須設(shè)置對稱驅(qū)動的單級圓柱齒輪減速器)。牽引機(jī)常用典型圓柱齒輪減速器有單輸入、雙輸出軸二級齒輪減速器，雙(一般指齒面接觸強(qiáng)度)基本相載荷的大小、轉(zhuǎn)速高低進(jìn)行合理選擇。減速器的殼體亦應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，材料一般用灰鑄鐵，也可用鋼板焊接而成。潤滑油、密封結(jié)構(gòu)也必須認(rèn)真考慮，一般采用閉式傳動，油池潤滑(但對上述用于驅(qū)動雙摩擦式牽引卷筒的單級齒輪減速器，大多采用開式傳動，干膜潤滑脂潤滑)。減速器的滾動軸承采用飛濺潤滑。圖3—20為單輸入、雙輸出軸二級齒輪減速器示意圖。17大齒輪；28低速軸；3.小齒輪；4.高速軸；5.中間齒輪6.9.雙摩擦卷筒；10.中間軸的小齒輪牽引機(jī)主動力軸和減速器的高速軸4相連，高速軸的小齒輪3和中間軸6的中間齒輪510對稱驅(qū)動兩低速軸28的兩大齒輪1、7(齒數(shù)相等)為第二級減速。雙摩擦卷筒9的兩個卷筒通過鍵聯(lián)接分且也提高了承載能力。一般在高速軸和原動機(jī)之間的聯(lián)軸器上，還裝設(shè)制動器。圖2—13雙輸入、雙輸出軸三級齒輪減速器示意圖1.高速軸小齒輪；2.第一中間軸大齒輪；3.第一中間軸；4.第二中間軸小齒輪；5.低速軸大齒輪；6.摩擦卷筒；7.低速軸；8.第二中間軸大齒輪9.第二中間軸；10.第一中間軸小齒輪；11.高速軸這種減速器主要用于采用兩個液壓馬達(dá)(兩液壓馬達(dá)的參數(shù)必須相同)并聯(lián)1139和低速軸7等四小齒輪1(齒數(shù)為Z1)和第一中間軸大齒輪2(齒數(shù)為Z2)；第二對為第一中間軸小齒輪10(齒數(shù)為Z3)和第二中間軸大齒輪8(齒數(shù)為z4)；第三對為第二中間軸小齒輪4(齒數(shù)為Z5和低速軸大齒輪5(齒數(shù)為z6)6雙摩擦卷筒進(jìn)行牽引作業(yè)。它的傳動比i為式中n1——輸入轉(zhuǎn)速，r／min；n2——雙摩擦卷筒轉(zhuǎn)速，r／min；Z1--Z6——各齒輪的齒數(shù)。3)圓錐齒輪減速器。圖3—21圓錐齒輪副及圓錐圓柱齒輪傳動外形圖。這種減速器的圓錐齒輪分度圓錐和齒根圓錐等。圖3-2l圓錐齒輪副及圓錐圓柱齒輪傳動外形圖(a)圓錐齒輪副；(b)圓錐齒輪傳動實物結(jié)構(gòu)圖圓錐齒輪傳動與某些采用蝸桿傳動的牽引機(jī)相似。它用在某些帶有左右兩2到3一級(即高速級)傳動。錐圓柱齒輪傳動的兩軸的交角通常為90它的傳動比i為齒輪的分度圓半徑。由于圓錐齒輪加工比較困難，安裝精度要求比較高，齒輪越大，問題就顯有左右兩磨芯式卷筒的牽引機(jī)上，其圓錐齒輪傳動是通常安裝在相應(yīng)箱體內(nèi)的。4）行星齒輪減(增)速器行星齒輪傳動在牽張機(jī)上應(yīng)用較多，主要是因為它同普通定軸齒輪傳動相比，可以用較少的齒輪，獲得很大的傳動比。而且體積小，重量輕(相同傳動功1／2—1／6)(型式要選擇恰當(dāng))復(fù)雜，部件加工精度要求較高。行星齒輪傳動在牽引機(jī)上用作減速器時，它高速輸入端通過同軸的盤式制驅(qū)動雙摩擦牽引卷筒；在張力機(jī)上行星傳動主要用作增速器，放線卷筒通過行星齒輪增速器增速為輸入端，高速側(cè)為輸出端。行星齒輪的減(增)速原理在張力機(jī)章節(jié)中介紹。二、牽引機(jī)上的液壓傳動、液力傳動利用液體作為工質(zhì)傳遞能量有液壓傳動、液力傳動。前者靠液體壓的變化將在第五章中專門介紹。三、牽引機(jī)上的電氣傳動方式。電氣傳動的牽引機(jī)的動力源是電動機(jī)。采用三相籠式感應(yīng)電動機(jī)作為原動況下，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速仍有一定的調(diào)整范圍。以直流電動機(jī)或繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串按頻率變阻器或多級電阻，較為均需配備復(fù)雜的輔助設(shè)備，一般很少采用。第四節(jié)牽引機(jī)引卷筒及鋼絲繩卷繞機(jī)一、牽引機(jī)上的引卷筒牽引卷筒是牽引機(jī)進(jìn)行作業(yè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它輸出扭矩進(jìn)行牽引作業(yè)是通過鋼絲繩在牽引卷筒上纏繞一定的圈數(shù)產(chǎn)生的摩擦力矩來實現(xiàn)的。牽引卷筒形式的選擇，對牽引機(jī)的整體結(jié)構(gòu)、牽引用鋼絲繩直徑的大小、引機(jī)一次牽引導(dǎo)線的長度應(yīng)該不受限止。牽引機(jī)常用牽引卷筒的形式有雙摩擦卷筒、磨芯式卷筒和類似卷揚機(jī)卷筒的單卷筒三種，其中以雙摩擦卷筒使用最為普遍。1．雙摩擦卷筒雙摩擦卷筒的結(jié)構(gòu)如圖3—24所示，它由兩個軸線平行的、表面帶有數(shù)個鋼絲繩槽的卷筒I卷筒自身則由原動機(jī)通過不同的傳動方式，并經(jīng)減速器后驅(qū)動。(1)牽引鋼絲繩在雙摩擦卷筒上的受力計算。分析鋼絲繩在卷筒上的受力情況，確定牽引力和尾部出線拉緊力的關(guān)系，速器減速后驅(qū)動。(a)正視圖；(b)俯視圖若假定卷筒上的阻力很大，如圖3—25所示，設(shè)鋼絲繩進(jìn)線處某一小段在卷筒上的包繞角為α，在牽引力的作用下，它在卷筒上形成的壓應(yīng)力為P，則P=P1sin+P'2sin=(P+P'2)sin(3-19)式中P1——鋼絲繩的牽引力P'2——小鋼絲繩后面的鋼絲繩和卷筒表面的摩擦阻力產(chǎn)生的拉緊力。若又設(shè)卷筒的等效半徑為R[R=(DS+ds)]，則該小段的鋼絲繩同卷筒的接觸長度為R，由此便得單位長度上鋼絲繩對卷筒的壓應(yīng)力位q(單位：N)為q==(3-20)式中Ds——卷筒槽底直徑，mm；ds——鋼絲繩直徑，mm。當(dāng)很小時，鋼絲繩的弧長R也很小，P1和P'2可認(rèn)為（即P'2=P1）,則q==（3-21）當(dāng)q=P1/R可知，鋼絲繩同卷筒之間的壓應(yīng)力同卷筒的等效半徑成反比，同牽引力成正比。若設(shè)dp為某一段鋼絲繩dl在牽引力P1的情況下作用在相應(yīng)卷筒表面的壓應(yīng)力，則dp=adl=dlC常數(shù)，并根據(jù)邊界條件：=0時，P’2=P1，故得lnP1=lnP’2=C;即，可解得;于是有（3-22）式中P2——卷筒出線處鋼絲繩上的拉力；——鋼絲繩同卷筒之間的摩擦系數(shù)，由接觸面的材料而定；——鋼絲繩在卷筒上的有效包繞角。對磨芯式卷筒=；對雙摩擦卷筒，因每個卷筒上只有半圈有效，故，其中n為鋼絲繩在卷筒上的纏繞圈數(shù)。e——自然對數(shù)的底，e=2．718……；由式(3-22)可見，為保證鋼絲繩不會在卷簡上打滑，卷筒進(jìn)線處鋼絲繩上繩在卷筒上的纏繞圈數(shù)n有關(guān)。(2)雙摩擦卷筒的受力。如圖3～24所示，鋼絲繩在卷筒上各槽中通過時，上、下兩排鋼絲繩上的受力情況是不同的，設(shè)兩卷筒各槽上面的鋼絲繩拉力為P1、P3、P5……；各槽下面的鋼絲繩拉力為P2、P4、P6。卷筒Ⅰ第一槽進(jìn)線水平分別為π-β、2π-β、…、(n+1)-(β+θ)。這時，經(jīng)兩個卷筒槽后，鋼絲繩內(nèi)的向心拉力順次為（3-23）式中——鋼絲繩在卷筒上纏繞半圈的效率（不包括雙摩擦卷筒上軸承的摩擦損n——卷筒Ⅰ上承受的牽引力為P1,則PⅠ=P1-P2+P3–P4+??????+Pn-1–Pn(3-卷筒Ⅱ上承受的牽引力為P1,則PⅡ=P2–P3+P4–P5+??????+Pn–Pn-1(3-25設(shè)雙摩擦卷筒上實際輸出的牽引力為P，則P=PⅡ=PⅠ-PⅡ=P1-Pn-1（3-26）卷筒Ⅰ軸承受的向心合力FⅠ為FⅠ=P1cosβ+P2+P3+Pn（3-27）卷筒Ⅱ軸承受的向心合力FⅡ為FⅡ=P2+P3+P4–P5+??????+Pn+1cosθ（3-28）若考慮卷筒軸承的摩擦系數(shù)后，則雙摩擦牽引卷筒實際需要的牽引力Pe為Pe=PⅠ+PⅡ+（FⅠ+FⅡ）μ0（3-29）式中μ0——軸承的摩擦系數(shù)；——卷筒的槽底直徑，mm；ds——鋼絲繩直徑，mm；——卷筒軸直徑，mm。雙摩擦卷筒的轉(zhuǎn)動效率ηr為ηr=P/Pe（3-30）由于上述Fl、FⅡ較大，軸承摩擦阻力引起的牽引力的損耗不可忽視，故考慮計算發(fā)動機(jī)功率時必須考慮Pe值，一般可取ηr=0．96。(亦可更小些)150=0.12部之間加一支撐。(3)雙摩擦卷筒槽底直徑與通過鋼絲繩的直徑大小有關(guān)。對一定直徑的鋼絲(3-31)式中——彎曲應(yīng)力，MPa；K1——彎曲應(yīng)力特性系數(shù)，K1=3/8；δ——鋼絲繩單根鋼絲的直徑，mm；E——鋼絲繩的彈性系數(shù)，E=2.1×105MPa；DS——摩擦卷筒槽底直徑，m。根據(jù)有關(guān)資料介紹，認(rèn)為最理想的Ds值應(yīng)為Ds≥500δ～600δ，當(dāng)Ds≥1000k≈1Ds可按Ds≥25ds確定(ds為鋼絲繩直徑)。為便于選用及比較，表3—2列出國外牽引機(jī)雙摩擦卷筒槽底直徑和所用鋼絲繩直徑的倍率關(guān)系值，僅供參考。雙摩擦卷筒槽型，除考慮到槽和鋼絲繩一定的接觸面積外，還必須考慮到接器比較頻繁的牽引機(jī)上。深槽型的結(jié)構(gòu)如圖3-26所示，各參數(shù)如下t1=ds+（0.7~1.2）dsh1=（0.7~1.2）dsR1=（0.6~0.7）ds淺槽型的結(jié)構(gòu)如圖3-27所示，各參數(shù)如下T2=ds+（34~38）h2=（0.6~0.9）dsR2=（1.5~2.2）ds其中，h2R2等式中括號內(nèi)的數(shù)值是按卷筒直徑的大小取值，直徑越大，取值越小。雙卷筒上鋼絲繩槽數(shù)的數(shù)目n承受最大牽引力時，鋼絲繩不會在槽內(nèi)滑動。即(3-32)式中Pn+1——卷筒出口處尾部鋼絲繩拉力，一般情況下，可取Pn+1≤400~500N。目前國內(nèi)外牽引機(jī)雙摩擦卷筒上的鋼絲繩槽，一般采用6~8個。（4用焊接機(jī)構(gòu)比較困難，一般為鑄造件（如QT54-5球默鑄鐵，ZG35或ZG45鑄鋼HRC50~55。卷筒表面與鋼絲繩接觸的槽底壓力δP（單位：Pa）為（3-33）式中A——應(yīng)力減小系數(shù)，考慮到鋼絲繩進(jìn)入卷筒時，對卷筒表面應(yīng)力有減小作用，一般取A=0.75；Pmax——在鋼絲繩上最大的牽引力，N；δ——卷筒壁厚度，對鑄鋼δ=ds，對鑄鐵δ=0.02Ds+（0.06~0.01m；t————許用壓應(yīng)力，對鋼=δs/2，其中δs為屈服極限，對鑄鐵=δy/5。其中δy為抗壓極限。于是根據(jù)式（3-33目前國內(nèi)外在牽引機(jī)上采用雙摩擦卷筒最為廣泛，絕大部分的大、中型牽引機(jī)都采用這種卷筒。2．磨芯式卷筒磨芯式卷筒可用鋼板焊接而成，也可用鑄鐵或鑄鋼澆筑而成。采用焊接結(jié)構(gòu)時，常用的材料有25號鋼、16Mn等。鑄造時用ZG35、ZC45號鑄鋼和QT4553—28(亦有加工成錐面)小，向兩側(cè)逐漸增大。磨芯式卷筒一般情況下都采用卷筒軸線水平布置的方式支承，亦有個別牽引機(jī)上采用垂直布置的方式支承，但進(jìn)線側(cè)都必須在卷筒支承側(cè)。(1)磨芯式卷筒的受力分析。圖3-29所示為鋼絲繩在磨芯式卷筒上繞纏示意圖，設(shè)牽引力為P1，尾部引出鋼絲繩的拉力為P2，則有（3-34）則(3-35)上述式中n為鋼絲繩在磨芯式卷筒上安全繞纏圈數(shù)，當(dāng)P1確定后，則根據(jù)P2P2為保證鋼絲繩在卷筒上不打滑而必須施加的尾線拉力，如用人P2≤150~200NP2≤400~500N筒產(chǎn)生的牽引力P為P=P1-P2（3-36）事實上，在牽引作業(yè)過程中，磨芯式卷筒上鋼絲繩和筒壁之間、鋼絲繩匝3—30力P1作用下，使卷筒壁上同時產(chǎn)生了徑向的正壓力Pr，指向磨芯中部的軸向推力PsPs內(nèi)進(jìn)出卷筒，連續(xù)進(jìn)行牽引作業(yè)。(2)鋼絲繩網(wǎng)3—30(輸電線路施工機(jī)具篇)(SD1651987)Ds=(15～20)ds。日本是目前國外使用磨芯式卷筒最普遍的國家之一，取Ds=20ds。磨芯式卷筒一般只用于牽引速度小于60m／min50000N的中小型牽引機(jī)上。3．單卷筒磨芯式單卷筒，由卷筒芯、法蘭和鋼絲繩頭固定裝置等組成。用作牽引機(jī)牽引卷筒時，它和一般卷揚機(jī)等起重機(jī)械上的卷筒作用相同。的方法，如圖3—31所示。該法的最大優(yōu)點是裝拆比較方便，亦比較安全可靠。它是在卷筒的一側(cè)靠法蘭根部卷繞15～2處的拉力、螺栓扣緊力和螺栓合成的應(yīng)力作必要的校核。(1)牽引機(jī)使用單卷筒的優(yōu)缺點?？筛爬ㄒ韵聨c：①不僅能節(jié)省一般牽會使鋼絲繩在卷筒上多次彎曲、拉伸，或者擠壓滑移，而是鋼絲繩一進(jìn)入卷筒，采用外，一般只用在中小型牽引機(jī)上。(2)慮到整個卷筒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般取卷筒芯直徑Ds=(25