液体粘性传动式电缆卷筒


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液体粘性传动式电缆卷筒
液体粘性偶合式电缆卷筒(Hydro-Viscous Coupler  Cable Reel  HVCCR)是利用液体粘性传动技术作为卷筒滑差工作机理的电缆卷绕装置,其核心技术在于其液粘滑差工作单元。


1.液体粘性偶合电缆卷筒系统结构图
HVCCR主要由以下6个部份组成:
1  HVC主轴箱   8个规格
2  驱动单元(电机或液压马达)  
3  滑环箱或流体旋转接头
4  卷盘  
5 卷筒附件
6 电缆或胶管


2.HVCCR工作机理
2.1液粘传动(HVC)的工作机理
液粘传动是一种新型的流体传动技术,它利用存在于主被动摩擦片之间的油膜剪切作用来传递动力,能够长期在滑差情况下工作,进行无级调速,也可实现主被动轴之间的同步传动

液粘传动(HVC)的实现:液粘传动稳定实现的关键在于摩擦副之间的润滑传动油膜的持续形成,HINAR公司经过20多年近1000次的改型及实验,基本把握了HVC油膜建立的关键技术,公司目前可以综合调整 HVC相关的润滑介质,比压,温度,粘度及摩擦副的形状,尺寸,沟槽,材料等因素,确保HVC在不同工况要求下稳定可靠。

2.2 液粘传动(HVC)的结构及工作过程

HVC主要由9个部份组成  ① 主轴(输出轴)  ②蜗杆   ③蜗轮   ④⑤被动摩擦副   ⑥比压保持弹簧 ⑦被动压力调节盘  ⑧主动压力调节盘(主动摩擦副) ⑨压力调节杆

2,2,2 HVC的工作过程
电马达(或者液压马达)将扭矩传给蜗杆②,蜗杆②通过蜗轮③减速副将力矩传到蜗轮③端面的油膜,④③被动摩擦副表面的油膜在比压保持弹簧⑥的作用下,与蜗轮③表面油膜形成工作剪切面,蜗轮③在动力驱动下先服 ④⑤表面油膜的剪切力绕一定方向旋转,④⑤由于液粘力的作用,产生与③同方向旋转的趋势,④⑤通过平键将这种转动趋势传递给主轴①,主轴①与卷筒的筒体相连,当液粘力大于卷筒收取电缆所需扭矩时,这种趋势便表现为驱动卷盘收取电缆的型式,当液粘力的大小不足的驱动卷筒收取电缆时,这种趋势对外表现为卷盘处于堵转状况,对内表面为③与④和⑤之间的完全滑差工作状况当移动设力求行走时,这种趋势对外表现为收取或放出电缆,对HVC表现为相对滑差状态。

2.2.3 HVC工作力矩调节
 调节⑨,将⑨调头插处调节孔,使⑨的端部偏方插入主动调节盘⑧的周向槽中,转动①,可使⑧沿主轴左右移动,主动调节盘⑧通过平面轴承将压力就能化传递缎带被动调节盘⑦,被动调节盘⑦通过比压弹簧⑥将压力变化传递给④和⑤被动摩擦副,由于摩控副之间的压力受到改变,根据牛顿内摩擦定律,③与④⑤之间的油膜剪切力发生改变。当在一定范围内保持弹簧⑥被压缩时,油膜剪切力增大,对外表征为卷绕力矩增大,当保持弹簧⑥伸展时,油膜剪切力减小,对外表征为卷绕力矩减小。
2.3 HVC工作的力矩特性(如下图)
从HVC的力矩特性图可以看出,HVC的主动轴在不同转速时,对外力矩是一致的,尤其是主轴在不同方向转速情况下,力矩的波动幅度很小,不超过额定扭矩的10%.


3 HVCCR的特点
3.1 结构特点:
由于采用蜗轮副作为减速装置,并且将HVC与蜗轮副集成于一体,与其它结构形式相比,体积要小,结构简单;且由于蜗轮传动有自锁功能,可靠而简单的解决了电缆卷筒失电制动的要求。

3.2 力矩特性:
由于HVC传动过程中力矩的变化幅度不超过额定力矩的10%,卷筒在电缆的收放过程中基本上是恒力矩工作。如果卷盘的结构形式为多层多排的,则电缆上所受的张力趋于恒定,即恒张力电缆卷筒。

如果卷盘的结构形式为单排多层,则电缆上所受张力会根据卷绕半径的大小有所变化,如果结合拉缆和储缆系统使用,由于拉缆系统的卷盘半径是恒定的,电缆所受张力基本趋于恒定;

由于HVC的正反向工作力矩波副转小,电缆卷筒在实现收缆和放缆换向时,电缆所受张力的冲击性变小,有效避免内张力对电缆的冲击性破坏。

3.3  在一定扭矩范围内的高性价比特性:
3.3.1.HVC的传动是依靠油膜的剪切力来实现的,只要不停的产生油膜,便可以不停的传递力矩,确保卷筒的有效工作,故卷筒工作时损耗性少,维护费用低。
3.3.22.HVC结构简单,易于维护
3.3.33.HVC的工作过程本质上是一种流体传动,驱动电马达的节能是显著的
3.4 工作制的限制性:HVC油膜的形成在一定的温度范围内,当温度过高时,HVC的工作油膜不能有效生成,故HVCCR不适合于高频度及高连续性的工作制式,高频度及高连续性的工作制式中,不断输入HVC的滑差功率会转化为热量,从面使HVC工作介质温度持续升高,当介质温度高到一定程度时,油膜不能有效生成,HVC的油膜剪切工作变成摩擦副③与④⑤之前的湿式摩擦传动,在湿式摩擦传动的情况下,摩擦副的寿命会大为缩短,力矩特性图也会发生本质性的变化。

HVCCR应用工况
隧道机械  港口设备 建筑机械  空港设备   起重运输机械  
冶金设备  能源及海上开发  工业自动化环保设备

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