时间:2023-06-26 16:08:48
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【中图分类号】S219.031 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158(2012)08—0092-02
1.概述
内燃叉车是车站、仓库、港口和工厂应用十分广泛的流动式装卸搬运机械,它可以实现搬运作业的机械化、减轻劳动强度、缩短堆码作业时间和提高生产率,而内燃叉车较好的完成搬运操作,一个好的传动系统就显得十分重要。传动系的基本作用是将发动机产生的运动与转矩加以一定的变化后,传给驱动车轮产生必要的牵引力,克服外界阻力。理想的传动系统应能够自动改变速比适应外界阻力的变化,充分发挥发动机的功率,即“恒功率、恒转矩”。
2.系统的特性的对比
叉车的牵引特性表示叉车在一定传动速比及一定驱动车轮半径时,车速与牵引力之间的对应关系。图1为叉车理想的传动系统特性曲线,纵坐标为牵引力P,横坐标为叉车车速v,牵引特性曲线能充分反映被测叉车的动力特征。机械传动叉车当档位数足够多并且速比分配合理时,通过及时的人工换挡,能使机械传动牵引特性分段逼近理想牵引特性)。液力传动的特性曲线与理想的特性曲线比较接近,系统能自动适应行驶阻力的变化。
现对叉车传动系统中常用的机械传动、液力机械传动和液压传动三种传动方式的优缺点和系统的特性比较评述如下:图1为理想的传动系统特性曲线。
3.不同传动方式优缺点的对比
现对叉车传动系统中常用的机械传动、液力机械传动和液压传动三种传动方式的优缺点的对比如下:
液力机械传动与机械传动比较有如下优点
1、由于液力机械传动系采用液力变矩器代替了机械传动系中的干式离合器,液力变矩器利用液体作为传递动力的介质,输出轴和输入轴之间没有刚性的机械联系,大大降低了发动机及传动系统零件的冲击载荷,大大提高了机件的使用寿命。根据相关的统计数据表明,液力机械传动与机械传动相比,发动机寿命增长47%,变速箱寿命增长400%,后桥差速器寿命增长93%。对于载荷波动剧烈的场(厂)内机动车辆而言,其效果更为显著。
2、液力变矩器具有一定的变速能力,故对于同样的变速范围,可以减少变速箱的档位数,简化了变速箱结构。
3、液力变矩器具有自动无级变速的能力,因而起步平稳,并可得到任意小的行驶速度。
4、液力机械传动系用动力换挡变速器取代了机械传动系中的人力换挡变速器,实现了自动变速功能,操作方便,而且起步平稳,发动机不易熄火。大大减轻了操作者的劳动强度。
5、液力机械传动系的特性曲线与理想传动系特性曲线比较接近,能够自动适应行驶阻力的变化,因此能使发动机经常在选定的工况附近工作,大大提高了发动机的功率利用率。
但和机械传动系想比,液力机械传动系也有以下缺点:
1、零部件制造要求比较高而且成本也高。
2、由于油液在液力变矩器中的泵轮、导轮和涡轮的叶栅中高速流动,发热量大,因此传动效率略低。
3、采用液力变矩器后,使车辆起步时不能利用发动机飞轮的动能,也不能利用发动机制动。
4、采用动力转向的车辆,在发动机熄火后,车辆不能转向也不能拖起动。
与机械传动和液力机械传动相比液压传动有如下优点:
1、液压传动使传动系大大简化,利用一个变量泵和两个定量马达代替了机械传动和液力机械传动系中离合器(变矩器)、变速器、传动轴等,同时也简化了换挡操纵机构。
2、液压传动能实现无级传动,变速范围大,并能实现微动,且在相当大的转速范围内保持较高的效率。
3、液压传动利用液压系统本身可以实现无磨损制动功能。
4、液压传动采用先进的发动机转速匹配功能,使发动机的最佳性能得以体现,使得液压传动特性曲线接近于理想的传动系统特性曲线,而且还降低发动机油耗和尾气排放。
4.结论
虽然液压传动有非常好的性能,但是由于制造这样一套系统需要非常高的制造精度和高质量的材料,液压元件的价格、噪声等问题尚未完全解决,液压传动在内燃叉车中的使用尚不广泛,目前内燃叉车上大多还是采用机械传动和液力机械传动方式,只有少数几个品牌的内燃叉车采用液压传动。但从系统经济性、传动效率来看,将液压传动技术大规模的应用在内燃叉车上将是—个趋势。
1.机器的组成原理
现代机器主要有动力机、传动装置和工作机三部分共同组成。动力机又称原动力装置,提供机器运转所需的能量;传动装置通过能量的分配、转速的改变、运动形式的改变等方式实现所预定的运动;工作机是完成预定功能的部分。一个机器工作效率的高低主要取决于传动装置效率的高低,因此研究改进传动装置对于工业生产具有重要意义。
2.传动装置的分类及其特点
传动装置主要分为机械传动、流体传动和电传动。机械传动和流体传动输入的是机械能,输出的也是机械能;电传动是将电能转化为机械能。机械传动根据传动原理可分为啮合传动和摩擦传动;流体传动可分为液压传动和气压传动。电传动能集中供应能量,有高速回转、动力分配与传送容易、传动效率高等特点,但其制造成本较高,噪声较大。啮合传动能保证准确传动比,传动效率高,作用于工作部分压力较大,安装布置比较困难。摩擦传动靠装置间摩擦力的作用实现传动,直线运动简单,但不能保证高的传动比,并且磨损严重,寿命低。液压传动在同等体积下,比电传动产生更大的动力,工作运行平稳,能够实现无级调速并且易于实现过载保护,但液压传动效率较低有很大的能量损失,工作性能易受温度影响。气压传动便于集中和远距离输送,对元件的材料和制作精度要求较低,但传动效率较低。因此,在机器工作时应根据具体的工作需要和成本计算来选择合适的传动装置。下面我们就几种常见的机械传动装置作比较分析。
3.齿轮传动
齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的传动形式,广泛应用于机床、仪器、汽车等机械传动中,因此提高齿轮的传动效率成为了提高生产效率的重要因素。和其他传动装置相比,齿轮的主要优点是:瞬时传动比为常数;传动效率高;工作可靠,使用寿命长;结构紧凑等。主要缺点是:不适合大间距传动;齿轮制造需要专用的机床,费用较高;噪音大。齿轮按工作条件可分为开式齿轮传动、半开式齿轮传动和闭式齿轮传动;根据两轴的相对位置和轮齿的方向可分为直齿圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿轮传动。一般齿轮根据闭式传动和开式传动具有不同的设计和校核准则。闭式传动,轮齿折断为主要失效形式,首先根据轮齿弯曲强度设计,然后用齿面疲劳强度校核;开式传动,齿轮点面磨损为主要失效形式,应根据齿面接触疲劳强度设计计算,应用轮齿弯曲强度校核。
4.带传动
带传动是两个或多个带轮之间用带作为中间挠性元件的传动,工作时需要依靠带与带轮间的摩擦力传传动。根据带的种类不同可分为平带传动、V带传动和多楔带传动。带传动的应用场合也比较广泛,通常在多级传动中放在高速级,此时不需要准确的传动比。带传动是一种摩擦传动,因此弹性滑动是其特有的现象,当带的负载过大时,超过带传动的临界状态将首先在进入小带轮紧边处发生打滑现象。打滑是带传动的一种失效形式,可以通过减小负载避免发生,而弹性滑动是不可以避免的,通过增大材料的弹性模量可以减小弹性滑动。带传动相比齿轮传动传动效率低,但能缓和载荷冲击,运行平稳无冲击,过载时将发生打滑现象,避免其他零件损坏。
5.蜗杆传动
蜗杆传动用于传递交错轴间的回转运动,绝大多数情况下,两轴夹角90°。蜗杆传动广泛应用于起重机械、机床、汽车、冶金机械等机械制造部门,能够传送较大的功率。蜗杆根据旋线不同分为左旋和右旋,一般情况采用右旋。蜗杆传动多用于减速,以蜗杆为原动件,相比于其他传动机构主要有结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小以及能得到很大的单级传动比。但是蜗杆在制造精度和传动比相同的情况下,蜗杆的传动效率比齿轮低,同时蜗杆需要贵重的减磨材料,加工制造费用高。
6.链传动
链传动是在两个或两个以上的链轮之间用链作为挠性元件的一种啮合运动,因其经济、可靠广泛应用于农业、采矿、冶金、起重、运输、石油、化工、纺织等各种机械的动力传动中。链传动作为一种啮合运动没有滑动,效率高,不需要很大的张紧力可以在温度和湿度很大的环境中使用。但是链传动只能应用于平行轴间的传动,瞬时传动不均匀,高速传动时不平稳,工作时有噪声,制造费用高。
7.结束语
1 液压机械传动控制系统的基本原理
液压机械传动控制系统的基本原理主要是在确保液体平衡的系统中能够静止,同时,液压机械传动控制系统中的液体在每个阶段的压强是相同的,并且均处于一个相对平衡的系统中,活塞大小的不同,其承受的压力范围也就不同,还需要根据其大小来施加相应的压力。针对较大的活塞,需要增加相对较大的压力,并且需要以液体为传动媒介来将压力转换为需要的能力。当液压在传动的过程中,需要配备相应的元件设备,以便支持液压的传动。其中主要的元件包括:(1)执行元件。主要是将液压泵提供的液体转换为机械能量,该执行元件的主要装置为液压马达,能够高效地将液压能量转换为机械能,以便确保液体对外的作用力。同时,液压元件可以对液体的流动压力与方向等进行全面的控制,以便有效地保障执行元件能够满足各种工作的需求;(2)动力元件。该元件主要是为系统提供重要的运行动力来源,主要的装置为液压泵。该装置在运行的过程中主要是依靠容量的大小来运行的,其中动力部件也称之为容积液压泵,齿轮泵是其主要的容积液压泵,通常是以齿轮的变化来促进液体的传输;(3)辅助元件。该类元件主要为管道,在液压泵中主要是通过将动力元件、液压马达与管道等共同协作来完成的;(4)辅助元件。液压机械传送控制系统中的元件种类较多,其中辅元件的功能主要是建设液压回路,以便确保液压机械传动控制系统正常运行。液压机械传动控制系统主要由液压泵、液压控制阀、液压执行元件、液压辅件组成,其液压机械传动控制系统的原理如图1所示:
图1 液压机械传动控制系统原理图
2 机械设计制造中液压机械传动控制系统的优缺点
2.1 液压机械传动控制系统的优势
该控制系统具有较广泛的应用范围,并且在各个领域中均有不同程度的应用。不管是在一般性的工业施工塑料加工机械中,还是在钢铁工业冶金机械中均具有较好的实用性价值。在各个领域中使用液压机械传动控制系统,可以取得较好的进展,并通常具备高效率、高压以及高速等优势。同时,由于液压机械的传动动力能量相对较大,该系统自身也具备较高的集成化作用,从而可以更进一步地促进一体化、小型化以及轻量化目标的实现。另外,由于液压机械传动控制系统与相关的电子技术具有紧密的合作关系,能够在相对较小的空间内进行精准的操作,并且还可以在各个领域中均能够发挥出该系统的最大化价值与作用。在当今世界科学技术得到较快的发展前提下,各个行业对液压机械传动控制系统的要求也在不断提高。通过将该系统与电子技术相互结合应用,并且目前在海洋开发事业以及宇宙航行等事业中得到较好的应用,从而促进了该系统在各个领域中的应用进程。另外,由于电液伺服系统的研发与应用,极大地提高了液压机械传动控制系统的使用效率。并且在该系统的控制元件中,通过灵活、便捷的原则来布置,由于液压机械传动控制系统具有体积小、重量轻与反应速度快等特点,在使用过程中进行操作与控制比较方便。另外,这种系统可以在较大的范围内进行调度处理,液压机械传动控制系统还可以对载荷进行适当调整。在该系统中,其主要的工作介质为矿物油,不仅对自身具有一定的作用,还可以有效地延长机械设备的使用寿命,并且能够快速地完成直线运行,可以促进系统的自动化进程,具有较高的自动控制能力,从而可以有效地满足人们工业生产的需求,适应当今时代的
发展。
2.2 液压机械传动控制系统的缺点与不足
首先,液压机械传动控制系统可能会出现漏油现象,并且会影响到该系统的正常运行,对其运行的稳定性与正确性具有一定的损害。其主要是由于漏油缺陷会导致液压机械传动的比率无法得到保存,从而使得液压机械传动控制系统的运行稳定与正确性受到影响。促使系统运行的稳定性与正确性水平下降,并影响整个系统的运行与运行效果。在一定程度上会影响工业的输出产品质量,对企业的经济效益造成一定的不利影响。其次,液压机械传动控制系统中主要是由液体为传动媒介,如果液体的温度发生变化,会导致系统的运动特性出现一定的变化。液压机械传动控制系统对温度的要求比较高。因此,需要在系统运行的过程中,对温度进行有效的控制,尽量减少温度的变化,避免运行结果由于温差而出现偏差。另外,液压机械传动控制系统的故障检查与排查工作存在一定的难度。液压机械传动控制系统在运行的时候,通常会由于液压元件的运行而产生一定的金属粉末,其对机械设备造成一定的污染,并且容易引发机械故障。并且,一些外部的环境灰尘与粉尘等容易吸附在液压机械设备上,从而对该系统造成一定的影响,尤其是对系统的稳定运行造成较大的不利影响。然而这些粉尘与金属粉末在系统的运行过程中是不可避免的,从而给故障的排查与修复提高了难度。最后,液压机械传动控制系统在运行前,需要对系统进行严格的检查与清扫。由于液压机械传动控制系统在运行之前,需要对系统进行全面的检查与清扫,以便确保系统的正常运行,避免在运行的过程中出现一些由于外界因素引起的不良结果。
3 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用
3.1 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的发展
目前,我国现代化进程在不断的加快,大多数行业在施工与运行的过程中需要借助大型的工程装备,而液压机械传动控制系统可以满足这一要求。另外,由于部分机械设备的功率要求较高,同时其生产效率与精准度也相对较高,使得液压机械传动控制系统在机械设计制造中的使用可以有效地满足高集成化的需求,可以较快地满足施工需求与相关环境与条件的需求,具有较高的应用效率。此外,我国一部分高水平的技术设备具备自身的核心技术,自主研发能力较好,可以为极端化的工作环境以及精准度化的工作需求提供较好的前提条件。而液压机械传动控制系统相关技术的发展,促使我国一些技术在研究方面取得了不错的成绩。液压机械传动控制系统的集成化发展也说明了及时把握住系统的研发方向,才能够研究出社会需求的产品,更好地满足当今社会的需求,并发挥出产品的最大化价值与作用。
3.2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中应用的不足
我国液压机械哈攒动控制系统在机械设计制造中的应用取得了较好的效果,但是液压机械传动技术在使用的过程中仍然会存在一定的不足与缺陷。其中我国液压机械传动控制系统中的相关元件使用时,部分元件主要依靠国外的液压产品进行辅助,从而使得我国使用的部分产品与国际范围内使用的产品存在一定的差别。为了促进我国液压机械传动技术的发展,要想跻身世界前列,就必须要对液压机械传动控制系统在使用过程中存在的不足与缺陷进行详细的研究,以便采取相关措施解决,以便促进我国液压技术与产品达到国际标准水平。这样一来,才能够促使我国液压技术水平的提高,能够减少或消除液压机械传动技术在使用过程中的不足与缺陷,从而达到液压发展的目标。
3.3 液压机械传动控制系统在更多场合中的应用
中图分类号:TH137 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)34-0002-01
1 液压机械传动的概述
1.1 系统的基本原理分析
液压机械传动的基本原理是保持液体在平衡的系统中能够静止。液压系统中的液体在各处的压强是一致的,在一个相对平衡的系统中,不同大小的活塞根据其本身承受压力的能力施加不同的压力就可以使得液体保持相对静止,小的活塞上面应该施加较小的压力,大活塞上面应该施加较大的压力。通过液体的传递可以达到变换的目的。液压在传动的过程中需要较多的元件,其中主要的元件有执行元件、动力元件、辅的元件和控制元件等,通过动力元件可以让系统产生运行的动力,主要代表元件有液压泵。液压泵在工作的过程中主要是依靠容量的变化进行工作,通常将这种动力部件称为容积液压泵。最常见的容积液压泵是齿轮泵,它通过齿轮的变动使液体进行运动。在对液压泵进行选择时需要注意能量的消耗问题,还需要解决一些液压效率问题。液压的执行元件可以将液压泵中提供的液压转换为机械能的装置,与液压泵相反的工作装置是液压马达,这种装置可以将液压能量转换为机械能,从而使液压对外做功。液压元件可以对液体流动的方向和压力的高低进行控制,能够确保其满足特定工作的要求。液压控制系统除了动力元件还有一些辅的元件,通过辅的元件可以建设液压回路。
1.2 液压机械传动的优缺点分析
1.2.1 液压机械传动的优势
液压机械传动的应用范围相对广泛,在各个领域都有基本的使用,无论是一般工业施工的塑料加工机械还是钢铁工业用的冶金机械都具有其自身的实用性。使用液压机械传动装置在各方面都能够取得较大的进展,这些装置具有高压、高速和高效率的特点,液压机械传动的功率较大,其本身也是高度集成化的系统,具有一体化、小型化和轻量化的特点,由于该系统和微电子技术可以紧密的配合,可以在小空间内实现对功率的准确控制,在各种行业的使用中发挥着较大的作用。
随着科学技术的发展,各个部门对液压机械传动的要求也逐渐提高。较多的液压机械传动控制系统和电子技术的配合在海洋开发领域甚至是宇宙航行等各个领域发挥着重要的作用。各种电液伺服系统的使用将液压机械传动的应用逐渐提高。总之,对于液压机械传动的元件应该根据需要灵活、方便的布置;液压机械传动具有体积小、重量轻、反应速度快和运动惯性小等特点,方便在使用的过程中进行操纵和控制,此外,这种系统在较大的范围内可以实现调速。传动控制系统还可以对载荷进行适当的调整。液压机械传动控制系统主要的工作介质是矿物油,可以自动,具有较长的使用寿命。该系统比较容易实现直线运动和机械的自动化,如果使用电液联合控制,可以确保高程度的自动控制。
1.2.2 液压机械传动存在的缺点
影响液压机械传动控制系统运行的平稳性和正确性关键在于液压系统存在漏油的因素,从而导致液压机械传动的传动比例不能得到严格的保存。温度的变化对液压机械传动的影响相对较大,不同的温度会导致液压机械传动控制系统中的液体粘性发生变化,从而使得传动控制系统的运动特性发生改变,影响其工作的稳定性,为了保持液压机械传动控制系统工作较为稳定,应该避免在温度较高的环境条件下作业。此外,液压系统发生故障的情况下不能很好的对故障进行检查和排除。液压机械传动控制系统在运行的过程中容易造成污染,一些液压元件在机械加工的过程中容易产生金属粉末,这些粉末粘贴到金属管螺纹地区的胶带碎片上容易造成密封胶的脱落。液压机械传动控制系统在运转时其外部环境中的污染物也会吸附到液压油箱上面,导致系统运行不稳定。此外,系统在运行前没有对杂质清除彻底就会使得外部的杂质和系统本身附着的杂质复合,在元件的运行过程中产生一系列摩擦,不利于系统的正常运转。
2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用
2.1 机械设计制造中对液压机械传动控制系统的应用和发展
无论是现代建设还是国防建设,都需要将一些大型的工程装备融入到里面,液压机械传动控制系统作为一种新型的机械化系统能够满足当代设备的多种要求,由于一些机器设备的功率相对强大,具有较高的生产使用效率,精度也相对高,液压系统在这些行业中的使用能够满足高集成化的要求,可以很好地适应施工环境和不同的工作条件。我国一些高水平的技术设备具有较好的自主研发能力,主要原因在于极端化的工作环境和精度化的施工技术。液压技术的发展使得我国一些技术在研究方面也取得了较好的成就,系统的集成化说明只有抓住系统研究发展的方向,才可以研发出社会所需要的技术产品。
2.2 我国液压机械传动技术应用中的不足
我国液压技术在应用的过程中虽然在一些产品的使用上面具有较大的进步,同时凸显出液压技术发展的潜力和发展动力,但是在使用和发展的过程中还存在较多的不足之处。我国的液压技术在一些重要的元件使用上任然依靠外国的液压产品进行辅助,我国使用的一些产品在国际范围内和其他国家使用的产品之间存在着明显的差别。需要将我国发展成为液压强国,就必须弥补液压研究方面存在的不足和缺陷,要对液压技术进行研究,从而形成我国的自主产品和液压技术制定详细的发展目标,使我国的液压产品和液压技术超过国际上其他国家的产品和技术。只有这样,才能够使得我国的液压技术水平逐渐提高,减少在装备制造过程中的缺陷和不足,从而实现最终的液压发展目标。
3 结束语
随着工程机械技术的发展,一些新的技术和工艺逐渐出现,使得工程机械逐渐向智能化的方向发展,对工程机械装置的要求也逐渐提高。液压机械传动技术的发展和其在工程机械中的使用也具有较大的优势,尤其是液压技术和微电子技术的结合使得液压机械传动技术在工程机械中的作用越来越突出,极大地促进了机械技术的发展。我国的液压机械传动控制系统还存在一些缺陷和不足,需要加强对该技术的研究,促进我国液压技术快速的发展。
参考文献
[1] 贺勇,李好,张艺蓝.力矩限制器在线测试系统开发[J].广东交通职业技术学院学报,2014.
1 引言
在机械传动系统中,大多都是由于若干种串联形成的展开式、同轴式的多级系统。对于较为常用的单级机械传动而言,传动的零件在设计工作中存在强度计算、公差查询及自动绘制等,这些都可以实现可视化语言的协同开发,来完成可视化机械设计。在机械传动系统中控制模块设计是通过模块化设计方法来完成的,将基础模块作为单级可视化的机械设计,并不断的进行机械传动系统控制的开发,这样便会提高常用机械传动系统控制的设计质量及效率。这种开发模式可以解决传动系统在总体设计上的问题。主要是对传动系统的方案问题进行正确的解决。在进行传动系统方案的设计时,方案对系统具有随机性问题,但如果利用人工判断,这样系统使用便会较为灵活。但会存在干预较多,人工的劳动量较大,有着较低的效率,在开发方面较为复杂。对机械传动系统进行开发有这样两个较为关键的因素,一个是要对用户所选择的传动系统方案进行准确有效的判断,这包括传动级数传动类型、传动比及传动效率,另一个是对传动方案所匹配的各个基础模块进行自动的交换问题。
2 机械传动系统控制模块设计
在对机械传动系统进行模块设计时,要采用正确的设计方法,对系统功能进行合理的划分,可以将其划分为主、从模块,并利用调用的顺序及深度,将其继续划分为四级模块,具体如图1所示。
图1 系统功能模块结构示意图
在进行控制模块的设计时,可以将主模块分为四个子模块,在进行子模块设计时,主要是体现用户输入工作机的工作参数,并进行电机类型和同步转速的选择,从而使得若干种传动选择,并将相应级数的传动方案进行组合。在进行各级传动的传动比及传动效率选择的时候,可以实现传动系统与原动机的确定,从而确定工作机之间的联轴器是否可以完成使用。并对用户进行理论总传动在误差范围之内的基础下,实现各级传动比的准确修改,并利用各级传动比、功率、转速浏览的允许,将二级模块与方案匹配的传动设计计算模块进行调用,从而实现自动地依次调用,使公差数据库查询模块与传动零件自动绘制模块能够依次进行调用。
3 控制模块设计开发平台及操作计算
对一级模块与二级模块中的单级传动设计计算模块,可以运用Visual Basic6.0来进行开发,二级模块中还存在数据库维护模块,这与三级模块共同利用Visual FoxPro6.0来进行开发。这些都是通过将模块进行编码翻译的过程,成为可执行文件。但对于四级模块,其是不能够进行编译过程,其绘图模块是利用Visual LISP开发,并保存为.lsp文件,来在AutoCAD平成运行过程。
在机械传动系统中控制模块操作关键技术方面,模块在保存为文件时,在运行顺序上存在于数据之间的传递。这些传递都是通过各个模块的接口程序来实现的,所以这便是系统在开发中的关键技术。
对“设计”子模块的接口程序设计,为了操作更为便利、带给我们更深刻的记忆力,可以采用这样一些措施。
(1)BasDeclare模块进行全局建立,并将5个全局数组及1个全局变量进行定义过程。
(2)将1个文本框对象及4个对象数组进行在主输入界面的设置。这主要分为两个步骤,一是将文本框对象txtJishu来为用户进行传动级数的提供,并再将级数存储在变量Jishu中。二是对框架对象数组framel,进行传动类型组合框架对象数组的安置,及传动比文本框对象数组textl和传动效率文本框对象组textX的安置。从而形成具体的关系对应。
(3)对jishu个框架对象数组中的元素可见
这是利用文本框对象txtJishu的改变事件过程,使得其中的framel个对象数组中元素都可见,但其他的元素则不可见。
(4)对用户的输入进行接收
利用命令按钮对象在Click事件的过程中,完成对用户选择的接收机各级传动类型名称、传动比及传动效率的输入过程。
在进行“设计”子模块的接口程序中,要将传动比修改界面中的使命按钮进行写入时,主要包括这样两个核心部分。一是对修改后的各级传动比要进行数组lduan()的存入,二是对调用的数据进行逐级实现,并将数据进行传输。
4 结束语
机械传动系统控制模块的设计和操作可以采用可视化的多平台进行协同开发技术的利用,这样可以将不同的平台特长都能够发挥出来,更好的实现自动连续的机械传动总体设计、各级承载能力的计算以及公差数据库的查询和传动零件图的绘制。对于关键的开发技术要进行细节上的注意,并善于利用对象数组及变量数组,从而更好的实现程序模块间的正确调用及数据的传输。
参考文献
后根据科学公式计算和运动分析后得知,当液压马达的实际转速为零时,传动系统工作状态稳定,此时装载机中的发动机会将功率全部转化为机械传动动力,进而实现了传动功率最大化,而且换挡更加便捷,微动性能较好,燃料更加经济,运行更加平稳,足以见得,液压机械传动系统在装载机中的应用效果较为理想。
二是运用于主要负责安装作业和装卸物料的汽车起重机,而液压机械传动的运用效果通常体现在起重机的功能实现中。如用于车身支承和稳定,即基于合理的进油路和回油路,促使前后腿液压缸伸出活塞,用于支承车身,而伸出稳定器位置的液压缸活塞时,则用于刚性连接后桥与车体进而起到稳定的效用;在吊臂伸缩、变幅中,主要基于液压机械传动系统,完成伸缩、变幅、起升、回转等任意机构组合的动作,进而提高工作效率,但为避免吊臂因重力荷载而自由下降,分别在伸缩与变幅回路中增设了平衡阀,并用于对液压缸进行单向锁闭,以此可靠支承吊臂。
针对吊重升降动作的实现,也离不开液压机械传动系统,如对于起升吊重,可通过操纵换向阀促使泵油进入制动液压缸,然后经换向阀和平衡阀进入起升马达机构,此时起升马达便会在机械传动动力的作用下回转卷筒完成吊重上升,而在下降吊重时则会促使起升马达进行反向转动,同时结合回油路,吊重稳定下落;最后是通过液压马达带动回转工作台用于实现吊重回转,同时为保护液压元件免受损伤,故为液压泵中的排油回路增设了滤油器,而在调节工作机构的速度时,往往需要改变发动机转速结合手工调节换向阀,以此实现液压机械传动系统在起重机吊重回转中的作用。
机械传动技术在目前的工程和工业生产领域的应用范围非常广泛,有着良好的社会经济效益和环境友好效益,已成为世界各国普遍重视的内容。尤其是在西方发达国家,对于机械传动技术的研究早已开展,并取得了成熟、可靠的研究产品。我国在机械传动技术的研究中还较为薄弱,研究力度不深,技术水平也与国外存在着很大的差距。因此在工作中我们要积极的参与这方面的研究,以缩小我国与发达国家的差距。
1.机械传动技术的发展历程
机械传动技术是由原来的动力系统、传动系统和执行系统共同构成的,三者之间是一个息息相关、紧密相连的内容。这三个系统在应用中,构造相对来说较为简单,它通常都是在固定的动力系统上以机械能为基础来提供动力,而执行系统在这个过程中表现出复杂多样的发展态势。传动系统在应用中能够是将原理系统和执行系统有效的结合起来,是一个具备着枢纽作用的内容。机械传动系统在整个机械生产领域的应用十分广泛,它依据传动系统的科学性、效率性对机械的运行机理进行评估。目前,机械传动系统已成为机械制造和生产领域研究重点,也是整个研究工作的焦点。
1.1传动方式介绍
机械传动系统在应用的过程中包含了机械传动、流体传动、电传动等多个领域。在目前的应在用中,机械传动系统中逐渐出现电磁轴承、电磁传动等非接触传动方式,这些技术的应用为机械传动技术的发展做出了积极贡献,也为研究工作的开展指明了方向。
1.2机械传动技术的特性
近年来,机械传动技术逐渐向着高效、节能、精密方向发展,并逐渐达到了预计的工作标准和要求,同时也使得机械传动的功能性、精密性达到了一个发展的新要求。在某种程度上,传动技术的选择对机械的使用性能、寿命和能源消耗也有着一定的影响。机械传动形式包含了齿轮传动、带链传动、摩擦传动等多种。这些传动方式也是目前机械生产和应用中的常见方法和策略。
1.3机械传动科学技术的发展
在近年来,随着科学技术的飞速发展,机械传动作为机械设备中的主要部件之一,它在应用中同机械技术一样也在飞速的发展和进步中。就机械技术和机械传动技术之间的关系分析,而这是彼此依存、彼此推动的关系,机械技术的发展带动着机械传动技术的进步,机械传动技术有推动着机械设备和生产力的更新换代,有助于解决传统设备运行中存在的各种传动难题。我国的机械传动技术产生很早,早在春秋战国时期就已经出现了相应的传动方式,当时的机械传动主要是以水轮车中的齿轮为主。而在宋代的指南车中,这一技术的应用更为广泛,它可谓是我国机械技术发展的代表作,也是我国先辈智慧的结晶。
根据相关记载,机械传动技术的出现历史已经超过了三千年,在罗马时代人类就已经开始采用机械传动技术进行谷物碾压和磨制,当时主要是以水利驱动为主的,随之传动技术出现在人们的视野当中,被人们所接受,并成为整个机械技术研究的重点,一直未曾中断过。
14世纪,由于时钟较为精细,传动齿轮逐渐精密、小巧,人们开始研究金属齿轮,以减小尺寸。
18世纪初,蒸汽机进入使用,相续在矿井排水、铁路机车、加工制造等领域。蒸汽机本质上是机械的动力系统,它的发展对于传动系统提出更高的要求,高标准、高质量的金属齿轮传动在之后得到应用。
19世纪末期,电动机和内燃机出现。
20世纪初期,摆线、渐开线齿形的齿轮传动先后出现。40年代左右,渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法、齿轮刀具、被加工齿轮、相互啮合的齿轮之间关系及齿形计算方法、空间三维齿形及其啮合计算方法,逐渐发展开来。20世纪50年代,初步形成了齿轮传动的表面接触和轮齿弯曲强度,以及动载荷的传动设计方法。20世纪60年代,宇航技术的发展要求机械传动更加精确。90年代,人们开发了被广泛用于冶金、船舶、电厂等关键设备及故障诊断的齿轮传动系统的状态监控。这一开发是基于传动系统动力学研究,并在故障诊断与失效预报两个方面也开发了相关的诊断系统。
2.机械传动技术的相关研究
2.1机械传动的信息化与智能化
信息化和智能化作为现代社会科学发展的重要特征,涉及生产和生活的多方面,机械传动领域也如此。根据原动力系统的效率特征和执行系统的功能,结合了机械传动技术与计算机控制技术,实现了信息化和智能化,通过计算机控制技术,精确实现动力传动功率和速比的实时控制,使原动力系统、传动系统和执行系统趋于融合,这一研究也成为机械装备实现自动化和智能化的重要基础。
2.1.1液力机械自动变速传动。由液力变矩器和行星齿轮传动构成的液力机械自动变速传动(AT),液力变速器不仅仅可增加扭矩、吸收冲击振动,也可在较小的范围内将无级变速变为现实。机械自动变速传动采用液力变矩器,使得车辆起步换档平稳、舒适。
2.1.2无级自动变速传动。实现“发动机一变速器一道路负载”的最佳匹配和汽车动力传动系统的最佳燃油经济性和动力性,就是无级自动变速传动(CVT),即带式无级自动变速传动和牵引式无级自动变速传动。
2.2械传动装置的高性能、低成本、小型轻量化
从传动原理和结构出发,采用高强度的新材料,喷丸、冷挤压、表面涂层和表面复合处理,均可提高传动系统的承载能力和使用寿命,减小传动系统的体积和重量。
3.传动系统新材料的突破
20世纪50年代,在苏联成功发射人造地球卫星之后,先进材料对高科技的发展影响很大。在机械传动技术领域,性能特点鲜明且独特,如梯度、纳料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂层,以及自修复材料等,机械传动技术的发展和性能被这些独特的性能推进发展。作为多学科交叉与结合的结晶――材料科学,与工程技术是密不可分的,并且在全世界的排名中也位居前列。
4.提升机械传动的适应性
真空高,重力微,高温,腐蚀性海水的海洋环境,以及强磁场或强电场作用下的空间特机械环境,我们需要适应传输系统的环境。
此外,微型传动系统作为微机械中重要的研究方向。微型传动系统与普通机械传动的工作原理和性能特征受到尺度效应的影响,存在一定的差异,当传输系统的微米或纳米级的小尺寸,这将是一个很大的新的科学问题。表面积的传输副成分增大,表面力学,表面物理效应,摩擦学,传输和不同规模的常规热传导体积比,我们需要加大研究力度。
5.结语
进入二十一世纪以来,科学技术的发展,包括信息和控制、新材料、能源和环保以及先进的制造技术,已逐得到创新和发展,科学在这些领域的技术进步的一个重要领域,以促进科学和技术的发展的机械传动。在很大程度上机械传动技术的发展与突破影响着机械传动的发展与振兴,对机械传动的研究必将更加深入。[科]
【参考文献】
[1]秦大同.机械传动科学技术的发展历史与研究进展[J].机械工程学报,2003,(12):37-43.
液压机械传动控制技术是目前较为先进的一种传动控制技术,具有较为精准的能量传送与控制能力。但是在其设计应用过程中,也需要把握好控制原理,根据农业机械设计制造的实际需求,选择合理的系统布置方式,利用液压机械传动控制系统反应速度快、元件质量轻等优点,提高农业机械设备自动化水平。
1液压机械传动控制系统设计原理
液压机械传动控制系统由液压元件、控制元件、执行元件、辅助元件、液压油等部分组成。其中液压油泵作为液压元件,负责将机械能转换为液体液压能,并由液压控制阀、管道、蓄能器等装置控制液压介质压力,使其保持一定的流量及流动方向。最后通过液压缸、马达等执行元件,将液体压力转变为机械能,完成相应做功任务。在系统运行过程中,要适中保持液体处于平衡状态,在每个阶段具有相同的压强,然后通过设计不同的活塞大小,控制承受压力范围,施加所需的压力。一般将液压油作为传动媒介,在能量转换过程中,还需要各部分元件之间的良好配合。液压机械传动控制系统主要包含压力控制、速度控制、方向控制回路,每个回路有其特定控制功能,并通过各个回路的组合运行,实现对元件运动的有效控制[1]。其中压力控制回路包括调压、稳压、变压和卸压回路,当压力高于溢流阀设定压力时,阀开口度增加,控制液压泵输出压力下降,使系统压力保持平衡。通过在回路上设置减压阀和升压器,对局部回路电压进行调节。为了吸收系统运行中产生的压力波动,还可以在回路中设置蓄能器。在系统不需要压力或需要处于低压运行时,则采用卸压回路控制压力下降。速度控制回路分为调速回路、同步回路两种,调速回路负责对单个元件运行速度进行控制,同步回路则是对两个及以上的元件进行控制,使液压缸保持同步运行。方向控制回路包括换向回路、锁紧回路,可以控制主油路换向,将活塞锁紧,避免工件在某位置停留时发生移动。只有确保液压传动控制系统的稳定运行,才能为实际生产安全性提供保障[2]。
2液压机械传动控制系统在农业机械设计制造中的应用对策
2.1充分发挥液压机械传动控制系统优势
液压机械传动控制系统自身结构简单、元件质量轻,可以灵活运用。在农业机械设计制造中,液压机械传动控制系统的应用有利于推动设备小型化、轻量化发展。相比于传统的机械传动系统,液压机械传动系统还具有控制稳定性强、功率高效等特点,可以防止设备产生过载风险。比如在液压控制回路中设置的溢流阀,能够对系统运行稳定性提到保护作用,如果实际运行压力超出荷载压力,可以通过溢流阀将液压油回送到油箱中。再比如,液压机械传动系统的传动介质是液压油,在系统运行中产生热量,可以经过液压油分散,从而降低系统温度,防止出现过热现象。液压油还能够对元件进行,降低元件运行损耗及故障概率。此外,在液压机械传动控制系统的应用过程中,还可以发挥其自动化程度较高的特点,通过与电子技术配合使用,根据实际运行荷载对系统运行作出精准调控。目前液压机械传动控制技术已经被广泛应用到航天、航海等领域,在农业机械设计制造过程中,也需要发挥这种先进控制技术的优势[3]。
2.2控制好液压机械传动系统的漏油问题
液压机械传动控制系统虽然具有多方面应用优势,但在实际应用过程中,也容易因漏油问题影响系统正常运行。液压机械传动控制系统多数采用液压油作为传动介质,对传动介质温度要求高,如果液体介质温度出现变化,会改变整个系统运动特性。在系统实际运行过程中,液压油还可能受到污染,主要是由于在制造、安装过程中技术质量偏低,导致液压油受到焊渣、铁屑等杂质污染,进而会对系统元件产生冲击,加快各元件的损耗。在整个系统运行过程中,必须保证液压机械传动系统的密封性,否则会因液压油泄漏,引发环境污染问题。因此,农业机械设计和制造采用液压机械传动系统,必须严格控制系统制造及安装质量,确保液压传统控制系统的密封性良好,排除各类污染问题,从而降低液压机械传动系统发生漏油的概率[4]。
2.3液压机械传动无级变速器的应用措施
在农业机械设计制造过程中,考虑到液压机械传动控制系统实际运行效果受变速器控制效果影响较大,在设计过程中可采用无级变速器,提高系统适用性。在液压机械传动系统的正常运行状态下,主要通过变量泵和定量马达维持系统平衡状态。系统中发动机产生的动力经过液压系统达到轮轴,再经过离合器达到架体。可以通过设计差动轮对两部分动力进行整合,利用差动轮齿圈向外传输动力。这种系统设计方式能够提升传动系统的整体工作效率,而且可以满足马达转动方向调整等方面的需求。同时,无级变速器的使用可以对机械运动传输速度进行调节,确保在不同速度状态下,系统都能够保持稳定运行。目前无级变速器在工程机械设备中应用较为广泛,在农业机械设计制造中,也应积极引入无级变速器技术,进一步提高液压机械传动控制系统的控制能力。
2.4加快纯水液压机械传动控制技术研究
针对采用液压油作为传动介质可能引发的漏油和污染问题,目前纯水液压传动系统的研究受到了关注。该技术是采用纯水作为液压机械传动控制系统的能量转换介质,相比于传统液压传动系统,运行成本更低,但介质获取的技术性难度较高。在利用纯水作为能量转换介质时,需要采取特殊的处理技术方法。经过处理后,通过采用纯水作为原料,能够有效降低成本,解决液压油传动存在的不安全隐患。由于纯水具有阻燃性,而且压缩系数较低,即使发生泄漏,也不会对环境造成污染。因此,关于纯水液压机械传动控制技术的研究受到了广泛关注,但是目前技术还不够成熟,在农业机械设计制造中的应用较少。通过加快其技术研究及应用,有利于提升农业机械设备使用的综合效益。
2.5关注液压机械传动控制技术研究发展
液压系统在矿山机械中的应用较为广泛的原因是因为它有很多的优点,例如噪音低、传动平稳等等,但是也是存在缺点的,比如说系统压力过高、流量大,在使用过程中液压系统泵站相对集中,各个处所的环境受粉尘、温度、水蒸气以及震动的影响较大,所以一旦出现故障,将会直接降低工作效率。此外,液压系统的元件和油液都处于比较密封的管道和壳内,所以不能很直观的发现。因此,对矿山机械液压系统故障进行分析,并使用检测诊断仪器对其检测和维修,从而提高效率。在机械设备液压系统中故障表现也有多种多样,而故障的产生因素也各有不同,综合其多种因素,液压系统的故障并不直观,也不便于测量,因此,在解决液压系统故障的时候,应当根据实际情况综合考量,以提高工作效率。
一、液压机械传动特点
(1)具有较高的传动效率与更宽的高效区,且使用燃料经济性得到提升,这种机械功率流与液压功率流并联的传动结合形式实现了无级变速,相关资料显示:液压机械传动装载作业量已接近液力机械传动的 30 %左右,并且燃料经济和理性也提升了25 个百分点。
(2)在具体的作业操作过程中,能实现自动变速换挡,操作人员在作业过程中只需要集中注意力于对工作装置的操作,而不再用根据作业负荷以及车速大小来调节档位,在很大程度上提升了工作效率。
二、液压机械传动机理
液压机械无级变速器(HMT)由机械变速机构、液压调速机构以及汇流机构组成。首先由发动机将所输出的动力分为两路,即通过液压传动传给太阳轮的液压动力与经由离合器传给行星架的机械动力。之后再由差动轮系统将这两路动力合成,并经由齿轮圈将其输出。在准备状态下,离合器 C1脱开、C2闭合,动力全部经由液压传动输出,使机械准备微动与起步;在具体的作业过程中,离合器 C1闭合、C2脱开,并通过电子控制使液压马达转速 na降为 0。而此时来自发动机的全部动力都经由机械动力传递,经由液压传动的动机降为 0。由公式(1)可以看出,当马达进行正反方向回转时,输出功率会发生相应的变化(增大或减小),从而获得在变速范围内任意传动比的无级变速传动。nb=k + 1/k・nc-1/k・na(1)
式中,nb表示输出转速;na和 nc分别表示液压马达转速与机械传动转速;k 表示行星排特性参数。
图 1 液压机械传动的工作原理
当液压马达转速 na较低时,液压所传递的动力也较小,机械传递的动力相对较大,传动效率较高。车速随着 na的增加而减小,当 na为 0 时,机械处于设定的档位车速,当 na小于 0 时,车速随着 na的增加而增加。即当处于偏离档位时,na较大时,传动效率较低。所此时增加档位,在机械传动部位设置变速机械,将 na限制在较小范围内,能有效保证变速器在不使用大容量液压泵与马达的同时,处于高效率工作状态,并将传动效率保持在较高水平。
3 对装载机变速器运动分析
3.1 机械传动部分
该部分由 4 个行星排、4 个制动器与一个离合器C2(如图 1 所示)所组成。其中,第 4 行星排的行星架较为固定,在相应的分析之后能准确得出每一个档位的结合元件状态、速比计算公式与效率。
3.2 液压传动部分
液压传动部分由变量马达与变量泵两部分组成,其速比 em=n∞/nE,n∞表示液压马达转速,nE表示发动机转速,传动系统的总功率为 ηH。液压传动部分能够通过伺服阀来对斜盘角度的变化进行控制,从而实现无级变速功能。
四、在机械应用中的故障诊断技术
1、在矿山机械的液压系统故障排除中运用主观感觉来判断是最为常见的,这也要建立在一定的经验之上,主观诊断技术是使用最多的一种,当然它也是行之有效的一种方法主要有以下几个小分类:直接经验法、逻辑分析法、参数测量法、故障树分析法等。
2、仪器诊断技术也是在矿山机械液压系统故障排除中使用较多的一种技术,它的具体诊断是通过测量液压系统的一些方面来推断系统是否存在故障,主要观察方面包括温度、压力、声音、泄露程度、污染等等。该技术中使用的仪器有很多的优点,它是一种集通用型、专用型、综合型于一身诊断仪器,其发展方向是非接触式、便携式、多功能和智能化。包括铁谱记录法、振动诊断法、声学诊断法、热力学诊断法等。
3、数学模型诊断技术在应用上也是较为多的,但是在范围上就不如主观诊断技术和仪器诊断技术了。该技术主要是通过科学手段对系统的一些主要特征进行分析,例如数学上说的频率、相位等等,然后推断出该数据与故障的相关性,从而找到故障发生的源头,为排除故障打好基础。该技术的实际情况是以动态测试技术和传感器技术为手段,以信号处理与建模处理为基础的诊断技术。主要包括功能诊断法、信号时一频域诊断法、随机信号频率响应法等。
五、处理液压系统故障的步骤
1、系统的了解液压故障。当出现设备故障时,对于排除故障的技术人员而言,应当首要做到了解系统,熟悉有关技术资料和报告,如,对系统的工作原理要十分了解,熟知各个元件的基本结构和在各个系统中的具体功能,应当在各种工作环境和状态下找出液压流程,在检查机器发现故障前,应观察系统的工作环境和状态,记录有效数据,如设备运作的速度、压力、循环时间等。
2、询问工作人员。对操作出现的故障,向液压设备的操作者进行咨询和做记录,询问该设备的使用情况、特殊功能以及使用过程中应该注意的方面。询问设备出状况时设备的基本描述,如设备是否正常作业、油泵是否能启动、油温是否过热、噪音是否过大等。
3、核实操作者提供的所有情况,仔细检查,通过观察测试仪表的数据,结合听声、检查油液等步骤,加以核实,是否执行元件的过程有所误动。然后,按照系统内的流程仔细检查,并做记录。
4、列出故障原因表。如元件的速度降低,有可能是元件受损,也可能是缸内的泄漏等;油温过高,可能是油箱内的油量不够,也可能是溢流阀的压力过低,因此,一个故障可能是两种或两种以上的原因导致。
5、得出结论,即找出问题的原因。采用可行的诊疗手段和方法,对故障进行诊疗。按照先易后难的原则,在最短的时间里完成检查工作。
6、排除故障。通过分析,找出液压设备产生故障的原因,并开始进行事故处理,排除故障包括:用适当的检验装备检查油压和流量,检查泵、马达及其它元件,这些检查是判断零件、液压元件更换的基础。
结束语
机械传动与液压传动的相互结合有效实现了较大范围内无级变速与平稳换挡的需求,有效提升了传动系统的传动效率与传动能力,同时还提升了矿山机械的作业效率。在今后的工作过程中,还应加强对液压机械传动的研究与完善,为矿山机械提供强有力的技术支撑,为实现矿山综合效益的提升打下坚实的基础。
参考文献:
目前我国煤矿机械设备故障频发,对此,应当加强对煤矿机械各种传动齿轮的失效形式以及原因的风险,降低煤矿机械设备事故发生率,确保煤矿机械设备的正常运行,提升煤矿企业生产效率,推动煤矿企业的不断发展。
1.煤矿机械传动齿轮常见失效形式
1.1 磨损
煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于磨损,而导致煤矿机械传动齿轮出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要表现为正常磨损、中度磨损、破坏性磨损以及磨料性磨损等磨损现象。正常磨损在煤矿机械传动齿轮预期寿命内不会影响齿轮的正常使用性能。在煤矿机械传动齿轮使用过程中,齿轮接触表面上金属较快的损耗,这便是中度磨损。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于齿轮的啮合中进入细颗粒,使得齿面沿滑动方向呈短线状划痕,损坏齿面,使得煤矿机械传动齿轮出现破坏性磨损,影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。
1.2 传动齿轮表面疲劳
煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于煤矿机械传动齿轮表面或表面下存在裂纹生核,或者是交变应力反复作用而产生材料的疲劳,应力超出了材料的疲劳极限,而使得煤矿机械传动齿轮发生裂纹扩展。破坏性点蚀和疲劳剥损是煤矿机械传动齿轮表面疲劳的主要形式。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,齿面接触应力根据脉动循环变化的,若齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时,载荷多次重复作用于齿面表层,就会产生细小的疲劳裂纹,这些疲劳裂纹通常始于轮齿节线以下点蚀,这种麻点形成应力的增高,从而使得麻点间的金属疲劳引起齿廓的破坏,从而导致煤矿机械传动齿轮出现破坏性点蚀。顶棱或沿齿顶从齿面上脱落下的颗粒较大是煤矿机械传动齿轮疲劳削损的主要特点,通常情况下,煤矿机械传动齿轮疲劳剥损大多发生在表面淬火的齿轮或硬齿面的齿轮,降低煤矿机械传动齿轮承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命。
1.3 胶合
煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于油脂的使用不当或煤矿机械传动齿轮超负荷工作,使得煤矿机械传动齿轮啮合区温度升高,同时在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破,可能导致两轮齿的金属面熔焊在一起,导致软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟,在低速重载下,齿面间的油膜不易形成也会产生胶合破坏。
1.4 塑性流动
煤矿机械传动齿轮塑性流动失效形式主要表现为塑性变形、起波纹以及起皱。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,轮齿啮不合理会形成冲击负荷,产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形,从而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,不充分、重载或振动而造成滑动粘附的摩擦,会导致煤矿机械传动齿轮齿面上形成和滑动方向成垂直的波纹,使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于不足或超负荷,使得煤矿机械传动齿轮齿面在滑动方向出现皱纹,从而使得煤矿机械传动齿轮出现失效。
1.5 断裂
煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于断裂而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮的断裂主要表现为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂以及淬裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,循环弯曲应力超过材料的极限应力,便会使得煤矿机械传动齿轮出现疲劳断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,由于严重剥落、点蚀或严重的磨料性磨损等严重磨损,使得煤矿机械传动轮齿的强度降低到轮齿断裂极限以下,从而使得煤矿机械传动齿轮出现磨损断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,突然冲击负荷会使得煤矿机械传动齿轮齿面一个端角度误差,造成载荷的集中,从而使得煤矿机械传动齿轮出现轮齿断裂。
2.煤矿机械传动齿轮失效原因
2.1 传动齿轮自身设计原因
一些煤矿机械传动齿轮由于自身设计原因,使得煤矿机械传动齿轮在使用过程中出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要为低速重载齿轮,煤矿机械传动齿轮的使用环境相对恶劣,使得煤矿机械传动齿轮对设计要求相对较高。目前,一些煤矿机械传动齿轮设计参数和技术要求针对性相对较弱,同时专项科研和实验不到位,使得煤矿机械传动齿轮设计无法与煤矿机械的实际工况和使用条件紧密结合。一些大煤矿机械传动齿轮在设计过程中,在分析计算齿轮接触疲劳强度时,仍然采用传统的公式,即以交变应力作用下测定试样的断裂循环次数而制定的反复应力与全负荷下的循环次数关系曲线作为疲劳设计依据,然而煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会受到各类工艺因素和工况因素共同作用,使得煤矿机械传动齿轮必然会与齿轮试样的表面质量存在着一定差异。一些煤矿机械传动齿轮在设计过程中由于生产材质设计不当,直接影响煤矿机械传动齿轮的承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命,使得煤矿机械传动齿轮出现失效。
2.2 制造加工原因
一些煤矿机械传动齿轮在加工制造过程中存在一些缺陷,使得煤矿机械传动齿轮的质量达不到相关要求。一些铸造大齿轮在生产过程中存在化学成分偏析、非金属夹杂物、气孔以及砂眼等缺陷,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在制造过程中采用的材料性能和热处理性能达不到相关标准,加上煤矿机械传动齿轮调质处理的齿面硬度达不到设计技术要求,在进行淬火处理时,齿面硬度不均匀,使得煤矿机械传动齿轮积存较大内应力,使得煤矿机械传动齿轮承载能力受到影响,降低煤矿机械传动齿轮质量。
2.3 传动齿轮安装使用不当
一些煤矿机械传动齿轮在安装过程中,缺乏完善的安装技术规范,一些煤矿机械在安装过程中,缺乏完备的测量仪器,通常靠经验进行安装施工,使得煤矿机械传动齿轮安装无法满足齿轮安装技术要求和质量相关标准。煤矿机械一些新装齿轮由于时间相对较紧的缘故,缺乏充分的跑合,一旦煤矿机械传动齿轮运转声音基本正常便投入生产使用,直接影响煤矿机械传动齿轮安装质量,从而影响煤矿机械传动齿轮使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在运行过程中缺乏日常维护,未能对减速箱和齿轮进行定期清洗和更换油脂,加上一些煤矿企业采用的煤矿机械传动齿轮手达不到相关技术标准,使得煤矿机械传动齿轮磨损严重。同时,一些煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会混入一些煤粉、水分以及杂物,直接影响煤矿机械传动齿轮的正常使用。此外,一些煤矿机械传动齿轮存在着违章操作和机械超负荷运转,使得煤矿机械传动齿轮承载能力不断加大,直接影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。
3.结束语
煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等原因以磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等形式出现失效,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和煤矿机械传动齿轮使用寿命。
参考文献
[1]胡延平.煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施[J].江西煤炭科技,2010(3):105-107.
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