液體粘性傳動式電纜卷筒


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液體粘性傳動式電纜卷筒
液體粘性偶合式電纜卷筒(Hydro-Viscous Coupler  Cable Reel  HVCCR)是利用液體粘性傳動技術作為卷筒滑差工作機理的電纜卷繞裝置,其核心技術在于其液粘滑差工作單元。


1.液體粘性偶合電纜卷筒系統結構圖
HVCCR主要由以下6個部份組成:
1  HVC主軸箱   8個規格
2  驅動單元(電機或液壓馬達)  
3  滑環箱或流體旋轉接頭
4  卷盤  
5 卷筒附件
6 電纜或膠管


2.HVCCR工作機理
2.1液粘傳動(HVC)的工作機理
液粘傳動是一種新型的流體傳動技術,它利用存在于主被動摩擦片之間的油膜剪切作用來傳遞動力,能夠長期在滑差情況下工作,進行無級調速,也可實現主被動軸之間的同步傳動

液粘傳動(HVC)的實現:液粘傳動穩定實現的關鍵在于摩擦副之間的潤滑傳動油膜的持續形成,HINAR公司經過20多年近1000次的改型及實驗,基本把握了HVC油膜建立的關鍵技術,公司目前可以綜合調整 HVC相關的潤滑介質,比壓,溫度,粘度及摩擦副的形狀,尺寸,溝槽,材料等因素,確保HVC在不同工況要求下穩定可靠。

2.2 液粘傳動(HVC)的結構及工作過程

HVC主要由9個部份組成  ① 主軸(輸出軸)  ②蝸桿   ③蝸輪   ④⑤被動摩擦副   ⑥比壓保持彈簧 ⑦被動壓力調節盤  ⑧主動壓力調節盤(主動摩擦副) ⑨壓力調節桿

2,2,2 HVC的工作過程
電馬達(或者液壓馬達)將扭矩傳給蝸桿②,蝸桿②通過蝸輪③減速副將力矩傳到蝸輪③端面的油膜,④③被動摩擦副表面的油膜在比壓保持彈簧⑥的作用下,與蝸輪③表面油膜形成工作剪切面,蝸輪③在動力驅動下先服 ④⑤表面油膜的剪切力繞一定方向旋轉,④⑤由于液粘力的作用,產生與③同方向旋轉的趨勢,④⑤通過平鍵將這種轉動趨勢傳遞給主軸①,主軸①與卷筒的筒體相連,當液粘力大于卷筒收取電纜所需扭矩時,這種趨勢便表現為驅動卷盤收取電纜的型式,當液粘力的大小不足的驅動卷筒收取電纜時,這種趨勢對外表現為卷盤處于堵轉狀況,對內表面為③與④和⑤之間的完全滑差工作狀況當移動設力求行走時,這種趨勢對外表現為收取或放出電纜,對HVC表現為相對滑差狀態。

2.2.3 HVC工作力矩調節
 調節⑨,將⑨調頭插處調節孔,使⑨的端部偏方插入主動調節盤⑧的周向槽中,轉動①,可使⑧沿主軸左右移動,主動調節盤⑧通過平面軸承將壓力就能化傳遞緞帶被動調節盤⑦,被動調節盤⑦通過比壓彈簧⑥將壓力變化傳遞給④和⑤被動摩擦副,由于摩控副之間的壓力受到改變,根據牛頓內摩擦定律,③與④⑤之間的油膜剪切力發生改變。當在一定范圍內保持彈簧⑥被壓縮時,油膜剪切力增大,對外表征為卷繞力矩增大,當保持彈簧⑥伸展時,油膜剪切力減小,對外表征為卷繞力矩減小。
2.3 HVC工作的力矩特性(如下圖)
從HVC的力矩特性圖可以看出,HVC的主動軸在不同轉速時,對外力矩是一致的,尤其是主軸在不同方向轉速情況下,力矩的波動幅度很小,不超過額定扭矩的10%.


3 HVCCR的特點
3.1 結構特點:
由于采用蝸輪副作為減速裝置,并且將HVC與蝸輪副集成于一體,與其它結構形式相比,體積要小,結構簡單;且由于蝸輪傳動有自鎖功能,可靠而簡單的解決了電纜卷筒失電制動的要求。

3.2 力矩特性:
由于HVC傳動過程中力矩的變化幅度不超過額定力矩的10%,卷筒在電纜的收放過程中基本上是恒力矩工作。如果卷盤的結構形式為多層多排的,則電纜上所受的張力趨于恒定,即恒張力電纜卷筒。

如果卷盤的結構形式為單排多層,則電纜上所受張力會根據卷繞半徑的大小有所變化,如果結合拉纜和儲纜系統使用,由于拉纜系統的卷盤半徑是恒定的,電纜所受張力基本趨于恒定;

由于HVC的正反向工作力矩波副轉小,電纜卷筒在實現收纜和放纜換向時,電纜所受張力的沖擊性變小,有效避免內張力對電纜的沖擊性破壞。

3.3  在一定扭矩范圍內的高性價比特性:
3.3.1.HVC的傳動是依靠油膜的剪切力來實現的,只要不停的產生油膜,便可以不停的傳遞力矩,確保卷筒的有效工作,故卷筒工作時損耗性少,維護費用低。
3.3.22.HVC結構簡單,易于維護
3.3.33.HVC的工作過程本質上是一種流體傳動,驅動電馬達的節能是顯著的
3.4 工作制的限制性:HVC油膜的形成在一定的溫度范圍內,當溫度過高時,HVC的工作油膜不能有效生成,故HVCCR不適合于高頻度及高連續性的工作制式,高頻度及高連續性的工作制式中,不斷輸入HVC的滑差功率會轉化為熱量,從面使HVC工作介質溫度持續升高,當介質溫度高到一定程度時,油膜不能有效生成,HVC的油膜剪切工作變成摩擦副③與④⑤之前的濕式摩擦傳動,在濕式摩擦傳動的情況下,摩擦副的壽命會大為縮短,力矩特性圖也會發生本質性的變化。

HVCCR應用工況
隧道機械  港口設備 建筑機械  空港設備   起重運輸機械  
冶金設備  能源及海上開發  工業自動化環保設備

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