绞车是一种采用钢丝绳牵引或提升重物的常见起重设备,广泛的应用于建筑、水利工程、矿山、海洋工程等领域。传统的缠绕式绞车多为单卷筒结构,卷筒既用于牵引缆绳也用于储缆,结构简单但存在一些缺陷,尤其是当用于牵引光电复合缆时,比如:缆绳张力过大,不能整齐排缆;缆绳间的挤压磨损严重等。由于光电复合缆较钢缆特殊,它的外层为凯夫拉纤维,内层包裹着电缆,因此使用缠绕式绞车牵引时,外层电缆张力较大,容易使内层被压扁,甚至外层电缆切入内层,造成电缆损坏等。基于光电复合缆的摩擦驱动绞车采取牵引绞车与储缆绞车分离的方式,由牵引绞车利用摩擦传动原理拖曳缆绳,同时将缆绳张力大大衰减后传给储缆绞车,可以起到保护缆绳的作用,大大的减轻了缆绳之间的挤压磨损,尤其适用于重载荷牵引。83690
基于光电复合缆的摩擦驱动绞车作为特种收放系统的牵引装置目前主要应用于一些特殊领域,例如:作为水下机器人、深海潜水器的脐带缆牵引装置,应用于海洋调查、海底铺管,系留气球平台的收放等。随着对海洋的研究、开发的深入,以及我国海洋战略的兴起,基于光电复合缆的摩擦驱动绞车也会得到越来越多的应用
摩擦驱动绞车技术已经应用多年,较为成熟,有文献报道,国外研制的收放绞车,采用摩擦驱动、牵引与储缆分离结构,牵引力可达10000kN,容绳量达3500m。国内对摩擦驱动绞车也有一些研究和应用,例如:将矿用缠绕是绞车改成摩擦绞车提高了绞车提升能力、利用基于光电复合缆的摩擦驱动绞车系统作为系留气球平台的收放装置。
目前,摩擦驱动绞车的结构多为双绞盘结构,在每个绞盘上开设若干环形绳槽,缆绳在两绞盘上交替缠绕,在绞盘的布置上有平行安装和绞盘偏角两种结构。绞车的驱动力多采用两种方式:1、液压驱动,采用液压马达作为动力,这种方式易于实现无级变速但需要设计液压回路;2、电机驱动,这种方案多选择变频电机。绞车的驱动方式有单驱动和双驱动两种:单驱动方式采用一台电机驱动,即一个绞盘为主动绞盘,提供摩擦力,另一个绞盘为从动绞盘,不提供摩擦力,之起导向作用;双驱动采用两台电机分别驱动两个绞盘,可以增大摩擦力。另外也有一些大功率、重载荷的摩擦绞车采用两台以上的多台电机驱动论文网
1、摩擦传动原理
2、绞盘和绳槽结构设计,确定摩擦系数、牵引速度、设计绞盘直径等主要尺寸
3、光电复合缆的张力计算,计算牵引功率,选择电机型号,计算减速比,选择减速器型号
4、设计双绞盘减张力摩擦驱动绞车,设计机架结构、主轴等,确定电机和减速器安装方案、绞盘的布置方式
5、设计安全插销装置及缆绳防护装置
6、三维建模、二维装配图及零件图设计
7、强度校核计算及有限元分析
主要的研究方法有:理论计算(计算缆绳的张力、所需的牵引功率、绞盘的尺寸等)、强度校核计算、使用有限元分析软件模拟载荷下的应力与变形、使用SolidWorks进行三维建模、使用AutoCAD进行装配图和零件图的设计
研究的步骤:
1。总体方案设计:通过分析功能要求和设计参数确定绞盘的直径及布置方案、确定缆绳的缠绕方式、计算所需的电机功率并选择电机型号、选择减速器型号
2、三维结构设计:使用SolidWorks进行绞车的结构设计
3、强度校核计算、进行有限元分析,根据校核结果对结构进行修正
4、使用AutoCAD进行二维装配图设计,画出主要零件的零件图