减速装置（精选八篇）
减速装置 篇1
随着经济的发展, 人民生活水平的提高, 城市交通迅猛发展, 机动车保有量不断增大, 道路交通安全越来越受到重视。减速带作为一种强化型道路交通安全设施, 在遏制交通事故的发生方面发挥了重要的作用, 近年来在国内也受到了很大的认同。车辆在驶入一些关卡隘口及重要地点都要进行限速, 减速带的设置使高速行驶的车辆减速, 有效地起到了预防交通事故的作用[1]。但是, 在使用过程中发现, 现有的减速带设计还存在许多不合理的地方, 车辆通过减速带引起的震动和噪音超标, 影响行车舒适性, 同时严重干扰周边居民的生活。因此, 如何设计减速带, 既能履行其“安全”职责, 又能更加舒适, 更加人性化, 成了亟待解决的问题。
1 国内外减速带研究概况
减速带技术在国外已经普及数十年, 现采用的减速带主要有:道钉减速带、热塑震动减速带、水泥台减速带、路面凹形槽减速带、驼峰式减速带等[2]。日本根据本国地域的实际情况, 广泛采用热塑震动减速带来保证行车安全。英国早在1981年就开始使用减速丘, 目前, 研究热点已经由发挥传统的限速作用发展到了其他科技领域[3]。澳大利亚是道路速度管理措施应用最到位最完善的几个发达国家之一, 在其境内到处可见到各类型的减速丘、且设计并不单一。近年来, 我国对道路交通安全问题越来越重视, 为限制车速保证安全, 减速带的应用得到了更广泛地普及应用, 在一些关卡隘口及重要地点, 如地下停车库、收费站点、十字路口等都设有减速带, 在降低交通事故方面发挥了很好的作用, 然而一些问题也随之出现。
2 现有减速带存在的问题分析
减速带是为保障行人及车辆行驶安全设计的一种交通设施, 其基本功能是在公路的特殊路段 (道路出入口、连续长大坡等交通事故多发路段) 的行车道上设置某种突起设施, 当汽车以较高车速通过时, 会产生剧烈的机械震动, 使驾驶员产生很不舒服的感觉, 并预计到会对车辆零件造成损坏, 从而使驾驶员自觉、主动降低车速, 以达到此类路段行车安全性的目的[4]。现有的减速带设置基本实现了该传统功能, 但同时引起了一些问题, 主要表现在以下几个方面:
1) 现在我国城市道路上最常见的是条状的橡胶减速带, 其宽度为35cm左右, 高度在30~100mm之间, 这样设计的减速带, 往往存在过长、过宽、过高等问题, 导致车辆频频受伤, 严重时会刮坏发动机的机油底壳[5]。
2) 车辆通过减速带时是刚性冲击式的, 即使已经减慢车速通过减速带的车辆, 也会有颠簸的感觉, 严重影响了行车的舒适性;同时, 设计不合理的减速带, 在车辆驶过时, 产生的震动不仅会对机动车辆的悬挂系统造成很大负担, 影响其寿命, 更严重威胁到行车的安全。
3) 车辆通过减速带时, 若来不及减速, 轮胎通过减速带时会发出“咚咚”的声音, 并且随着车速的增加而增大。尤其是大货车通过时, 发出的声响更加明显, 形成了噪声污染, 给附近的居民带来了很多的困扰, 减速带成了城市道路上的“扰民带”。
4) 车辆在通过减速带瞬间, 对减速带面板形成较大冲击, 损耗大量机械能, 一定程度上造成了能源的浪费。
3 新型减速带设计
3.1 设计要求
针对现有减速带设计上的不合理情况, 设计一种新型减速带装置。既能起到传统减速带的降低汽车行驶中的车速的作用, 又能降低车辆通过时的震动, 减少颠簸感, 提高通过时的舒适性, 保护车辆的悬挂系统;同时, 能将车辆对减速带的冲击能量存储并利用起来, 实现了“噪声小、安全舒适、绿色环保”的功能。
3.2 设计思路
在研究减速带的基础上, 将机械原理与之结合, 综合利用相关机械机构进行设计。设计一种机械机构与减速带相结合, 当车辆以较高速度驶过减速带时, 利用机构惯性作用, 使车辆通过的较短时间内, 减速带不会有下沉动作, 保证原有的作用;当车辆以较慢的速度行驶时, 使车轮克服阻尼的时间延长, 使得减速带面板降低直至与地面平行, 从而将车辆与减速带之间的刚性冲击转换成柔性冲击, 增强汽车通过的平稳性;车辆通过后, 通过相应机构的作用使减速面板抬起恢复原状。同时设计附属蓄能装置, 将车辆冲击减速带产生的动力传输到小型发电机中, 进行发电并用蓄电池进行存储, 储存的电量可以用于路灯、红绿灯和路牌照亮, 合理利用能源。
3.3 工作原理及结构
3.3.1 工作原理及整体机构
本装置采用一块长方形金属箱, 箱子底部与地面固定, 箱子的两壁铰链接四个扇形齿轮。四个扇形齿轮分别与两个过渡齿轮啮合, 扇形齿轮另一端连接复位弹簧, 过渡齿轮与单向离合器、飞轮、增速齿轮组传动装置以及电机顺序连接, 电机输出端连接铅蓄电池。安装后的减速带外形是小斜坡形[6,7,8,9,10]。
装置整体机构如图1所示。当车辆低速通过减速带装置时, 会对扇形齿轮上的减速带面板形成较大且作用时间较长的压力, 从而带动扇形齿轮啮合转动, 高出地面的减速面板随之向下转动, 高出地面的障碍物消除或高度大大降低, 使车辆通过减速面板的颠簸感大为减弱, 同时产生的噪声也减小, 加之减速面板上覆盖的橡胶垫对车轮的冲击进一步缓冲, 保证了低速车辆基本可实现无震动通过, 对车辆的悬挂系统也起到了一定的保护作用;而高速车辆通过时, 由于速度较快, 对减速面板只有瞬间压力, 不能使扇形齿轮产生有效的大角度转动, 高出地面的障碍物仍然存在, 从而使高速行驶的车辆有明显的颠簸震动感觉, 对驾乘者具有减速提醒作用。因此本减速装置具有对高、低速通过的车辆区别对待的有益效果;同时还通过在减速装置中设置单向离合器、飞轮等组成的转动能量输出机构, 使其向发电设备输出机械动能, 将车辆对减速面板的冲击能量转换成电能, 加以存储利用, 更合理地使用能源。
装置具体动力传递图如图2所示。
1—扭簧;2—大扇形齿轮;3—小扇形齿轮;4—单向离合器;5—飞轮;6—增速箱;7—发电机
3.3.2 各部分具体结构
减速带装置结构按照功能不同, 可以分为三部分:主体工作装置、变速传动装置和蓄能装置。
1) 主体工作装置 (图3) :主体工作装置由覆盖橡胶、四个扇形齿轮及与其啮合的小齿轮、单向离合器、飞轮、传动轴、连接在扇形齿轮下的金属挡板及复位弹簧组成。扇形齿轮采用啮合式设计, 保证同步升降。扇形齿轮啮合小齿轮通过传动轴带动飞轮转动, 利用飞轮惯性实现缓冲。
2) 变速传动装置 (图4) :主要由增速齿轮组组成。三级增速, 通过单向离合器和飞轮, 与小齿轮轴相连, 将由小齿轮轴输入的低速转化为高速输出以带动发电机进行发电。
1—一级增速大齿轮;2—一级增速小齿轮;3—二级增速大齿轮;4—二级增速小齿轮;5—三级增速大齿轮;6—三级增速小齿轮
3) 蓄能装置:主要由直流发电机、调理电路和蓄电池组成。功能是接收来自增速器的扭矩和速度, 带动发电机高速旋转发电, 从而将机械能转化为电能并加以储存。
4 设计创新点
4.1 设计特点
设计时采用啮合结构更好地实现同步升降, 同时模块化设计便于安装和自主改进;阻尼系统和能量转化系统相结合;扇形齿轮和过渡齿轮的结构位置安排合理, 传动机构设计构思非常巧妙。
4.2 创新特色
新型减速带具有一定的创新性, 其减速面板的斜面角设计既能对通过减速带的车辆进行减速又能够对通过的车辆减振, 减弱低速通过的车辆的震动, 能实现基本无震动通过, 保护了车辆的悬挂系统。减速面板下的结构设计, 能够使减速面板意外损坏时, 保证汽车安全通过。同时, 解决了汽车对减速面板的水平冲击问题, 降低减速面板的损坏率, 提高其使用寿命。减速带传动系统还运用了单向离合器和飞轮, 使车辆在压过减速带的时候, 收集汽车对减速面板冲击产生的能量, 转化成电能并存储。
5 结语
新型减速带装置结合实际需要, 将机械原理与减速带原理相结合, 对现有的减速带进行了改进。巧妙应用了扇形齿轮、扭簧、增速齿轮组、飞轮等机构对装置进行设计。装置能区别对待高、低速通过的车辆, 实现了将低速行驶过的车辆对减速带的刚性冲击转变成了柔性冲击, 增强车辆通过的平稳性, 大大减小了震动和噪声, 保护车辆的悬挂系统和周围环境。同时, 设计的该装置还能将冲击能量转化成电能进行利用, 满足“低碳环保”的理念, 对于能源紧缺、油价飙升的今天, 其经济和社会价值不可小觑。
摘要：为了减少震动和噪声, 设计了一种新型减速带装置。当车辆高速驶过减速带装置时, 减速带面板瞬间不会下降, 保持其应有的作用;而当车辆以低速驶过时, 减速带面板在一对扇形齿轮的作用下缓慢下降, 直至与地面平行, 将车辆冲过减速带时的刚性冲击转变成柔性冲击, 从而增强车辆通过的平稳性, 减少震动和噪声;车辆通过后, 复位弹簧作用使减速带复原;装置还实现了将车辆冲击减速带产生的能量转化成电能, 存储利用。
关键词：减速带,冲击,机械机构,扇形齿轮,发电,蓄能
参考文献
[1]陈荫三, 魏郎.公路强制控速安全措施研究[J].公路交通科技, 2005, 22 (10) :17-19.
[2]俞耀.山区公路减速带应用技术关键问题研究[D].重庆:重庆交通大学硕士学位论文, 2010, 06 (01) :17-18.
[3]刘运通.《道路交通安全指南》[Z].北京:人民交通出版社, 2004.
[4]叶燕仙, 王剑波, 运伟国.基于人性化的城市道路减速带设置[J].交通标准化, 2007 (10) :83-85.
[5]交通部第一公路勘察设计院.《公路路线设计规范》 (JTJ 011-94) [M].北京:人民交通出版社, 2006.
[6]濮良贵, 纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社, 2006.
[7]成大先.机械设计手册 (1-5卷) [M].北京:化学工业出版社, 2010.
[8]秦曾煌.电工学[M].北京:高等教育出版社, 2006.
[9]王安新.工程机械电器设备[M].北京:人民交通出版社, 2009.
[10]孙亮波, 孔建益, 桂慧.一种新型节能划船健身器的设计与制造[J].机械设计与制造, 2009 (3) :32-34.
自溜矿车减速装置的研究与应用 篇2
关键词：车场；矿车；减速；研究；应用
引言
我公司地处内蒙古锡林郭勒盟东北部草原深处，气候特征为冬季受蒙古高压控制寒冷风大，极端最低气温-43.6℃，年平均气温0.7℃。我公司竖井井口采用一侧出车另一侧进车的方式装卸矿车。井口车场为自溜式环形车场，矿车在从高处自溜至井口时，运动速度太快，矿车碰撞严重，同时严重威胁推车工的生命安全。经过多次试验，在环形车场跑道上自主研制安装自溜矿车减速装置，最终解决了矿车碰撞损坏矿车的现象。
1.环形车场矿车运行存在的问题
根据矿车自身状况不同，在环形车场运行的速度也不同，经常出现后矿车撞击前面矿车现象，长期碰撞造成矿车损坏，同时对把钩工人带来安全隐患。
2.挡板式矿车减速装置的研制
设计一种矿车减速装置，本装置能够根据矿车速度的大小，自动调节阻力，达到减速的效果，防止矿车到达指点地点时与前一矿车猛力相撞，解决了矿车下坡时自溜速度过快造成矿车脱轨和矿车碰撞损坏严重的状况，消除了工人作业期间的安全隐患，提高劳动生产效率。
3.为了解决上述技术问题，采用以下方案
3.1自溜矿车减速装置，包括电控部分，驅动装置及阻力装置三大部分
①电控系统部分特征是：电控部分主要有2个接近开关、2个延时继电器、1个接触器等组成。其中一个接近开关安装在阻力装置前的轨道旁，来检测矿车位置；另一个接近开关安装在阻车板最低点，保证阻车板复位。当矿车经过第一个接近开关时，接近开关检测到矿车经过此位置，延时继电器工作，经过一段时间的延时，接触器线圈得电，接触器闭合，电动机开始运转，阻车板开始向下运动，不同的矿车有不同的速度，同一路程，速度快的矿车到达阻车板用的时间少，阻车板下降的少，阻力大；相反，速度慢的矿车到达阻车板用的时间多，阻车板下降的多，阻力小。矿车经过阻车板，达到减速的效果。阻车板经过一个周期回到最高点时，第二个接近开关检测到阻车板回到初始状态，接触器线圈失电，电动机停止运转，阻车板复位，等待下一辆矿车。
②驱动装置部分特征：本驱动电机采用2.2KW，8级制动电机，电源断电，可实现制动效果。电机通过减速机带动凸轮控制阻车板上下移动。
③阻力装置部分特征：该部分由阻车板、弹簧、凸轮组成，根据凸轮旋转位置的不同来调节阻车板位置的高低调节阻力大小，从而达到降低车速的效果。
3.2挡板式矿车减速装置的工作过程
具体工作过程：如图1所示，本矿车减速装置SP1是安装在SP1是安装在轨道旁边的接近开关，当矿车经过接近开关SP1时，接近开关SP1闭合，继电器KA1得电，常开接点KA1闭合，自锁，通电延时继电器KT1、KT2得电（KT2的延时时间要比KT1延时时间长2-3S），到达设定的延时时间后，延时继电器KT1常开触点闭合，接触器线圈KM1得电，接触器闭合，电动机开始工作，电动机经过减速器带动“凸轮”转动，阻车板在凸轮的作用下，开始运动，2S后，延时继电器KT2常开触点闭合；矿车经过后，电机仍然运转，当阻车板经过一个周期恢复到初始状态时，接近开关SP2闭合，继电器线圈KA2线圈得电，继电器KA2常闭触点断开，则继电器KA1，延时继电器KT1、KT2失电，延时继电器KT1常开触点断开，接触器线圈KM1失电，接触器断开，电机停止转动，阻车板恢复至初始状态，等待下一个矿车，周而复始。
4.挡板式矿车减速装置的创新点
本装置具有可实现不同速度的矿车给予不同阻力，达到减速的效果。自动复位功能：只要矿车经过第一个接近开关，延时继电器开始工作，到达延时时间后，电动机开始工作，不管矿车是否经过阻车板，阻车板经过一个周期后，电动机都能停止运转，防止矿车停在第一个接近开关和阻车板中间时，电动机不停转，浪费电能，并且达到了自动复位功能，为下一个矿车减速做准备。一个运动周期对应一辆矿车，可以增加计数功能。
5.结语
本装置操作简单，使用方便，便于维护，并且工人能够方便地通过该减速装置实现减速效果，安全性能可靠。有利于矿山的机械化管理，为矿山工人提供更安全的工作环境，便于高效、安全地实施矿山作业，降低安全隐患，提高劳动生产效率。
参考文献：
[1]《机械设计手册》 主编：徐灏 机械工业出版社 1998年6月
[2]《机械工程师手册》 主编：机械工程师手册编委会 机械工业出版社 2009年6月
[3]《电气工程师手册》 主编：王建华 机械工业出版社 2006年9月.
作者简介：
范修贞（1988-），男，山东泰安人，助理工程师，锡林郭勒盟山金阿尔哈达矿业有限公司电气技术员，主要从事有色金属矿山设备维护使用与管理工作。
一种减速机新型密封装置 篇3
减速机作为一种动力传动机构, 是利用齿轮的速度转换器, 将电机减速到所要求的速度并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中, 减速机的应用范围相当广泛, 几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它:从交通工具的船舶、汽车、机车, 建筑用的重型机具, 机械工业所用的加工机具及自动化生产设备, 到日常生活中常见的家电、钟表等等。因此, 保证减速机的质量和使用寿命是十分必要的, 防尘防油就是其中的一项。
目前普通的既能防尘又能防油的密封结构主要采用一个迷宫盘和一个油封的结构, 其中安装在靠近润滑油一侧的油封为普通单唇油封, 密封唇带有弹簧, 主要作用是防油;安装在端盖外部并且与轴一起旋转的迷宫盘用来防尘, 端盖与迷宫盘之间充满润滑脂。这种结构的密封装置存在下述问题:由于润滑脂充满整个间隙, 防油作用的油封处也会充满润滑脂, 当减速机运行在煤场、矿场等粉尘大、杂质多的恶劣环境下, 粉尘和杂质会随着润滑脂进入油封处, 油封寿命缩短, 轴端渗油、漏油情况经常发生, 长时间运转后, 油量减少、油位下降、润滑不良, 轴承和齿轮磨损, 严重影响减速机的正常运转和缩短使用寿命。
2 设计方案概述
笔者公司根据多年减速机设计经验, 研制成功了一种不同于传统密封装置, 功能齐全、性能可靠、具有延长油封寿命的防尘防油的新型密封装置。新型密封装置可以广泛应用于各种工况下的减速机, 弥补了行业空白。
如图1, 新型减速机旋转轴防尘防油密封装置包括端盖、迷宫盘、油封、O型圈。端盖固定在减速机的箱体上, 油封安装在端盖内孔中, 迷宫盘通过紧固螺钉套装在旋转轴上并位于端盖外侧, O型圈安装于迷宫盘中。迷宫盘与端盖之间留有间隙, 该间隙包括外周间隙和中心间隙, 迷宫盘内侧面制有与端盖外侧面相互嵌装的环形台, 该环形台包括中心环台及外周环台, 其特征在于:在迷宫盘的中心环台的外圆周壁面上制有环形槽, 在该环形槽与端盖的内孔壁面之间胀紧安装有一组机械密封圆环。这一组机械密封圆环均为开口式弹簧钢圆环, 其开口交错布置。一组机械密封圆环为3个。
1.油杯2.端盖3.外周环台4.外周间隙5.迷宫盘6.中心环台7.紧因螺钉8.旋转轴9.O型密封圈10.环形槽11.机械密封圆环12.中心间隙13.油封
3 减速机旋转轴防尘防油密封装置的优点
(1) 新型防尘防油的密封装置通过在迷宫盘中心环台的外圆周壁面上制环形槽, 在该环形槽与端盖的内孔壁面之间安装一组机械密封圆环, 来阻止杂质多的润滑脂进入到油封, 有效增加了油封的使用寿命, 达到了在恶劣工况下防尘、防油的目的。
(2) 本防尘防油的密封装置, 所述圆环都是开口的, 材料为弹簧钢, 一组数量为3个, 安装后圆环外圈胀紧在端盖内孔上, 运转时各个圆环开口交错分布, 这样润滑脂就不会进入到油封处, 使润滑脂与油封完全隔离, 来达到既防尘又防油的目的。
(3) 本防尘防油的密封装置结构设计科学合理, 具有结构紧凑、功能齐全、性能可靠、延长使用寿命、防尘防油的优点, 是一种具有较高创新性的密封装置。
4 具体实施方式
如图1, 新型减速机旋转轴防尘防油密封装置, 包括端盖2、迷宫盘5、油封13, 端盖的外圆上安装有油杯1, 油杯用来注入润滑脂, 端盖固定在减速机的箱体上, 油封安装在端盖内孔中, 迷宫盘通过紧固螺钉7套装在旋转轴8上并位于端盖外侧, 迷宫盘与端盖之间留有间隙, 该间隙包括外周间隙4和中心间隙12, 迷宫盘内侧面制有与端盖外侧面相互嵌装的环形台, 该环形台包括中心环台6及外周环台3。其创新之处在于:在迷宫盘的中心环台的外圆周壁面上制有环形槽10, 在该环形槽与端盖的内孔壁面之间胀紧安装有一组机械密封圆环11, 这组机械密封圆环均为开口式弹簧钢圆环, 开口式弹簧钢圆环的开口交错布置, 一组机械密封圆环为3个。
本实例中油封主要起到的是封油的作用, 油封的橡胶密封唇与旋转轴紧密贴合, 当旋转轴旋转时依靠橡胶密封唇阻止箱体内润滑油泄漏, 密封唇的材料是丁腈橡胶或氟橡胶, 具有抗高温和抗摩擦功能, 密封唇能保持良好的弹性;迷宫盘主要起到防尘密封作用, 旋转轴运转前必须在端盖与迷宫盘之间注入润滑脂, 润滑脂通过高压枪从油杯注入端盖中, 并充满端盖与迷宫盘之间的外周间隙, 端盖固定不动, 迷宫盘通过紧固螺钉固定在旋转轴上, 并随旋转轴一起运动, 间隙成曲折迷宫状。
本密封装置中的机械密封圆环是开口状的弹簧钢, 能够达到一侧封油另一侧防尘的双重密封效果。设计时端盖内孔直径小于密封圆环自然状态外径, 安装时必须依靠端盖内孔端面30°的导成角。密封圆环安装后外圈被压缩, 由于弹性作用始终胀紧在端盖内孔上, 在工作时3件一组的密封圆环的开口交错紧密贴合, 中间形成微小间隙, 形成良好的迷宫密封效果, 能够完全隔离润滑脂的进入, 保护油封不被脏的润滑脂所污染, 另外也可以阻止从油封渗漏的微量润滑油。
迷宫盘5中增加一个O型密封圈9, 起到增强整体密封作用。
5 结论
本密封装置由油封、迷宫盘、机械密封圆环、O型密封圈四部分组成, 对减速机封油, 防尘起到了四重保障, 就像给减速机制造了一个“健康的呼吸系统”, 保证了机体内部清洁, 延长了机体的使用寿命。
摘要：减速机作为一种应用广泛传动机械, 其密封装置是保证传动性能和延长使用寿命的关键装置。文中结合天津祥威传动设备有限公司一项密封装置的实用新型专利, 对减速机旋转轴防尘防油密封装置进行了论述。
减速器辅助接油润滑装置的研制 篇4
目前国内油田在用抽油机80%以上都为常规游梁式抽油机, 随着我国大部分油田已进入开发中后期, 低产井开采数量不断增加。而目前普通游梁式抽油机最低冲次为4 min-1, 普遍出现空抽现象, 况且常规机型抽油机用于供液不足的油井, 不仅产量低, 而且功率消耗大, 油管、抽油杆、抽油泵磨损严重。因此, 现场在用很多常规机抽油井需改为低冲次抽油机, 以便使大量低产井得到充分开采。
2 辅助接油润滑装置组成及原理
2.1 应用辅助接油润滑装置的原因
减速器作为抽油机的重要组成部分, 目前主要润滑方式为:输入轴轴承采用飞溅润滑;中间轴轴承采用刮油润滑;输出轴轴承采用浸油润滑。主动轴轴承飞溅润滑的可靠前提是:vt2/d≥3。vt为齿轮圆周速度, m/s;d为浸油齿轮直径, m。如果减速器应用在低冲次抽油机上, 在低冲次运转时, 主动轴齿轮圆周速度低, 靠齿轮旋转飞溅起来的油润滑轴承效果差, 主动轴轴承润滑不足, 严重危害轴承使用寿命, 甚至造成减速器运转故障。为了克服抽油机低冲次运转时主动轴轴承润滑不足的难题, 设计了低冲辅助接油润滑装置。
2.2 辅助接油润滑装置的组成
辅助接油润滑装置由固定板、支撑架、刮油器、储油盒、输油管5部分组成, 如图1所示。
1.3辅助接油润滑装置的原理
辅助接油润滑装置是在减速器高速级处加一级润滑, 以满足输入轴轴承在低速状态下的润滑需求。2个辅助接油润滑装置配套使用, 如图2所示。安装时, 将2个辅助接油润滑装置通过固定板固定在减速器视孔窗处, 保证刮油器分别与左右旋齿轮保持0.5~1 mm的距离。减速器运转过程中, 通过左右旋齿轮的旋转, 辅助接油润滑装置的刮油器将左右旋齿轮上的油液刮下, 油液流到储油盒内, 并通过输油管将油液输送到主动轴轴承处起到润滑轴承的作用。
设计辅助接油润滑装置时, 要考虑润滑油的黏度特性和减速器的转速范围, 既要保证刮油量, 平衡储油盒的储油量及输油管的输油速度, 还要保证在有效的减速器内部空间中与减速器各个部件不能发生干涉, 保证减速器在正反转和主动轴高低速时主动轴轴承都能得到足够的润滑。
3 结论
减速器辅助接油润滑装置具有成本低、结构简单、质量轻、操作安装容易、不需开箱即可达到安装及调整目的等优点, 目前已逐步在低冲次抽油机的减速器上应用。从使用情况来看, 该装置完全适用于国内外用抽油机低冲运转, 有效地提高了减速器主动轴轴承润滑效果, 在国外运行平稳有效, 满足了国外客户的需求, 已逐步应用于国内低冲次抽油机减速器中。
参考文献
减速装置 篇5
水力除焦系统是延迟焦化装置重要的组成部分, 安装至今, 该系统发生故障频繁, 而水涡轮减速器是该系统故障频发的设备之一, 它的运行正常与否, 直接影响到装置切焦系统的长周期运行。
1 水涡轮概况
水涡轮减速器是炼油厂延迟焦化装置水力除焦系统的一台关键设备, 为外流式水涡轮减速器。上端与钻杆相连接, 下端与切焦器连接, 传送经高压泵输出高压切焦水, 并且驱动切焦器作低速回转运动, 实现高压水在焦炭塔内钻孔切焦的功能, 如图1所示。
1.1 工作原理
高压除焦水经过钻杆从水涡轮上部的压盖内孔进入, 首先经过水涡轮静叶, 再通过静叶和动叶之间的流道做螺旋运动, 驱动水涡轮转子做高速旋转, 高速旋转的水涡轮主轴驱动减速器, 在摆线针轮减速机构的作用下使输出轴低速旋转, 同时高压水经过导流管再次进入壳体, 注入切焦器。
1.2 主要技术参数
介质:除焦水;
最大输出扭矩:3000 N·m;
最大输出功率:6kW;
高速轴转速:1070～1673r/min;
低速轴转速:13.3～19.2r/min。
2 工况条件下故障分析
2.1 泄压
设备在运转时, 发生“泄压”现象。主要是由于机封的密封性能不好, 该机封安装在水涡轮机构静叶、动叶之后, 用来密封除焦高压水, 防止高压水进入到水涡轮内部, 由于机封动环为镍铬合金钢, 静环为石墨材料, 在长期的高压除焦水冲刷下动静环破坏较为严重, 另外除焦高压水中含有大量的焦粉, 水涡轮长时间在此工况下运转, 焦粉就会凝结在机封的弹簧上使之失弹, 也会导致弹簧失效, 从而引起机封的泄漏。
2.2 卡钻
延迟焦化水力除焦系统中高压水是循环利用的, 在重复利用的过程中, 高压水中难免会由于处理不干净而伴有焦体颗粒和其它杂质, 从而把水涡轮压盖处的进水孔堵塞, 导致水涡轮运转不了。再者, 管线内壁由于高压水的长时间冲刷而剥落的铁屑等进入到水涡轮内, 就会在高速轴的旋转带动下进入到旋转轴与密封件的缝隙中把旋转轴卡住, 最后导致轴无法旋转。
2.3 埋钻
水涡轮减速器下端与高压水力切焦器相连, 其切焦过程是“先钻后切”。影响切焦器性能的因素是焦炭的含油量, 含油量越大, 焦炭黏度就越高, 在切焦时容易产生黏钻现象, 焦炭粘结在切焦头上, 长时间运转, 高黏度的焦炭就会堵死切焦头, 最后致使切焦器无法转动, 从而影响切焦, 而此时, 连接切焦器的水涡轮减速器底端低速轴在高速轴的带动之下会继续旋转, 这样一转一停就会导致水涡轮减速器销轴扭断或摆线轮碎裂。
3 故障解决措施
3.1 泄漏引起的“泄压”故障处理措施
通过调查对机封进行了改进, 由于原先采用的机封动环为镍铬合金钢, 静环为石墨材料, 在长期的高压除焦水冲刷下动静环破坏较为严重。改进后采用动、静环材质分别为1Cr13、2Cr13材料, 这样就提高了密封性能。
3.2 “卡钻”故障处理措施
从高压除焦水循环利用方面着手, 通过和装置技术人员协调解决, 对其输入输出的高压除焦水进行了二次处理, 入口采用增加过滤网, 用半封闭式的隔油沉降罐取代隔油池和大面积沉降池的新技术, 除去水中的焦炭和油, 提高水质。
3.3 焦炭含油量高低引起的“埋钻”故障处理措施
经过和装置技术人员讨论, 对装置操作工的操作技能做了更高的要求, 严格按照装置生产工艺进行操作, 使生产出的焦炭达到合理稳定的含油量。避免切焦器在切焦时因为焦炭黏度过大而黏钻的情况出现。
4 水涡轮减速器相关问题探讨
水涡轮减速器结构中, 摆线针轮减速机构是其重要的组成部分, 它是利用摆线针齿啮合行星传动原理的减速机构。其基本传动原理, 如图2所示。
1.输入轴, 2.摆线轮, 3.转臂, 4.输出轴, 5.针齿壳.
4.1 减速说明
当输出轴1按照图示箭头 (顺时针) 方向旋转时, 转臂3将和输出轴一起绕中心旋转。摆线轮2即随转臂一道绕中心公转。但是由于固定于针齿壳5上的针齿对摆线轮的反作用, 是摆线轮又绕其本身中心逆时针方向自转, 并通过销套、销轴将其将其自转等速的传递给输出轴4。故输出轴就得到了与输入轴相反转向 (逆时针) 的运转。同时, 由于摆线轮齿数比针齿齿数少1, 所以得到减速。
4.2 结构特点
输入轴上装有一个相位180°的双偏心套, 偏心套上装有滚子轴承, 两个摆线轮的中心孔相当于偏心套上轴承的外圈, 并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿轮相啮合, 以组成少齿差内啮合减速机构。这样用两个完全相同的摆线轮, 安装在转臂上时有一定的相位差, 不仅可以使其得到静平衡, 提高动平衡能力, 同时还提高了它的承载能力。
4.3 日常维护和检修
(1) 摆线针轮减速机构的日常维护主要是合理润滑。
(2) 摆线针轮减速机构日常的检修当中, 发生故障主要有以下几种情况。
①摆线针轮减速机构滚动轴承或密封件损坏。一般情况下对滚动轴承或密封件的损坏采取更换。但有时因长期运行磨损造成滚动轴承“走内 (外) 圈”的故障, 可采用电刷镀或采用激光熔敷机熔敷的方法进行修复。
②摆线针轮减速机构输出部分的柱销折断可先将柱销取出再更换。
③摆线减速机构摆线轮的磨损, 如果只是摆线轮一侧齿廓的严重磨损, 可以将摆线轮翻面后再安装, 如果摆线轮齿廓两侧都有所磨损, 就必须将其拆下进行修复或者更换。
参考文献
[1]戴向国.SolidW orks 2005基础教程[M].北京:清华大学出版社, 2005.
[2]王M瑜.化工机器[M].北京:中国石化出版社, 1993.
[3]崔继哲.化工机器与设备检修技术[M].北京:化学工业出版社, 2000.
[4]梁静地.摆线针轮减速机及其装配注[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2001.
游梁式抽油机二次减速装置的应用 篇6
油田开发中后期,地层能量不足,有许多油井日产液量不足10m3/天,原有抽采设备能力过剩,造成了“大马拉小车现象”。势必会产生空抽,加剧油管杆干磨损,严重影响了采油效率,加速了抽油杆的断脱。
据统计,河南油田第一采油厂一千余口油井中,供液量不足的井数占有1/4,以前,多采用调速电机,间歇开抽等措施,但由于价格和环境因素的影响,这些技术实际应用不理想,因而未能得到推广。CJJ型抽油机节能减速器是在充分利用原机型,确保产量的前提下,采用纯机械传动理论设计,在抽油机的电机和减速箱之间安装一个减速装置,通过加大传动比,实现二次减速,从而降低抽油机大皮带轮的运行速度,,实现抽油机低冲次运行。
1 结构组成及特点
结构组成:CJJ型抽油机节能减速器结构图见图1,安装示意图见图2。其由壳体,主轴,,油封端盖,轴承及主从动带轮构成,主动带轮和电机用窄V带相连,从动轮和抽油机大皮带轮相连,减速器安装在电机和减速箱之间,轴承采用园锥滚子轴承,以承受可能引起的轴向力。。通过减速器两端皮带轮的直径不同,而实现传动比的改变。
特点:与其它技术相比,CJJ型减速装置具有以下几方面优点:a.价格低,一台新型减速器价格4000余元,不足调速电机的1/4。b.在不改变原机型的情况下,利用传动比来实现供液量不足的油井连续工作。进一步提高抽油机的运行效率,具有运行可靠,操作简单,无故障运行时间长(可达6000小时)的优点。c.延长油井免修期,降低电机的无功损耗,节能效果明显。
2 CJJ型节能减速器带轮直径及冲次
目前,实际应用有三种型号减速器CJJ1,CJJ2,CJJ3
它们配备的皮带轮直径和冲次如表1:
注:※冲次根据井场安装电机及电机皮带轮测算,测算公式如下:
式中:r代表冲次,n代表电机转速,D1代表电机皮带轮直径,D2代表节能减速器小皮带轮直径,D3代表节能减速器大皮带轮直径,D4代表抽油机大皮带轮直径,i代表减速箱传动比。(10型12型i=31.73;双10型双12型i=28)
表中选用参数:电机37KW,6/8级,额定转速980/750(转/分),普通电机,电机皮带轮直径200mm。
3 性能指标与适用范围
3.1 性能指标:能实现0.5次/分至4.0次/分的低冲次;单井综合节电率在20~50%间,平均节电率30.2%;提高机采系统效率5%-8%
3.2 适用范围:供液量不足井,管杆偏磨严重井。
现场应用及效益评价:
2004年,抽油机节能减速装置在河南油田采油一厂成功推广使用了110余台,现场实际应用统计显示,安装CJJ型节能减速器后与安装前相比,油井产液量变化不明显,抽油机冲次和上下冲程电流则下降显著,电机平均额定功率下降10Kw,平均单井有功电量日节电65Kw以上,有功节电量在36%以上见表2。
从现场使用情况看,CJJ型抽油机节能装置具有油田先进水平。通过二次降速后,成倍降低了抽油机起动时盘车的需用力,方便了皮带更换,减轻了工人劳动强度,降低了设备运行噪音.在节电和延长油井免修方面,取得了明显经济效益。
由于节能减速器具有“价格低,运行可靠安装方便,节能效果显著”的特点,在机采系统具有广泛的推广价值。
摘要：在低产能油井开发中,由于供液量不足,严重制约了油井开发综合效益,优化油井运行参数,提高泵效,延长油井免修期是节能降耗的关键因素。一种新CJJ型抽油机节能减速器能有效地降低了抽油机冲次。在悬点载荷不改变的情况下,降低了电机运行功率,从而实现节能。
关键词：抽油机,减速器,节能,应用,效益
参考文献
减速装置 篇7
提升机综合后备保护装置是在提升机原有保护装置上新增加的一套电子保护装置,在煤矿立井和斜井电控系统中应用广泛。设置减速点是提升机综合后备保护装置最重要的保护功能之一,该点也称自动减速点。综合后备保护功能能自动发送减速控制信号,并伴有声光信号,使被控系统自动投入减速运行[1,2,3]。正确设置提升机综合后备保护装置的自动减速点,对提升机电控系统的正常运行及矿井安全提升具有重要意义。若减速点设置不当,如设置超前使其成为主保护,会降低提升机电控系统的效益;设置滞后会使提升机电控系统减速段、深度指示器失效、2 m/s爬行段等保护滞后,产生不安全因素。笔者根据多年经验,给出一种准确设置提升机综合后备保护装置减速点的方法。
1 减速点到停车位的距离计算
每台提升机均有设计速度图,图中标有减速点到停车位的距离,如图1所示。其中实线为提升机正常(理想)运行线,虚线为理想保护线。保护线根据运行线(提升机的实际参数)设计。A点为运行线的减速点,M,N两点间距为减速点超速闸空动运行距离,B点为某一超速点,C点为2 m/s爬行区入口,C,D两点之间为2 m/s爬行区,E点为停车点。
若无设计速度图,可采用式(1)粗略计算出减速点到停车位的距离:
Snjj=v1t1+(v12-v22)/2a1+SPa (1)
式中: Snjj为减速点到停车点的距离;v1为提升机运行的最大速度;t1为减速换向闸空动时间,根据《煤矿安全规程》[4]规定,t1取0.5 s;v2为爬行区入口,
根据《煤矿安全规程》规定,v2≤2 m/s,本文取为2 m/s;a1为正常减速度,根据《煤矿安全规程》规定,a1取0.75 m/s2;SPa为从爬行段入口到停车点的距离,正常情况下取为5 m。
某竖井的提升机最大提升速度为6.7 m/s,则根据式(1)可得
即正常减速度为0.75 m/s2时,提升机正常减速距离为35.61 m。
2 某段(点)到停车位的安全制动距离计算
如果在减速段某段(点)超速时立即制动,则安全制动距离为
式中:Snzj为在减速段减速时制动点到停车点的距离;v0为停车时的速度,v0=0;a2为闸制动减速度,根据《煤矿安全规程》规定,a2取1.5 m/s2;San为保证绞车在井口以下停住的安全距离,本文取为3 m。
设超速度为6.7 m/s,由式(2)可得
Snzj|m=6.7×0.5+(6.72-02)/2×1.5+3=21.3
即绞车从距离井口21.3 m时制动才能在井口以下停车。v1不同则制动距离不同,21.3 m是理想的制动距离。
3 某段(点)到停车位的超速持续判断安全制动距离计算
在提升机综合后备保护装置中,限速段设计采取多点包络线保护(多点限速值保护)方式。为了防止后备保护误判断超速而动作,在每个超速段(点)设置0.6～1 s的超速度判别持续时间,即后备保护连续判别3—5次,每次0.2 s后才允许安全制动。用安全制动距离加上判断距离得到超速安全制动距离为
Snczd= v1t1+ v1t2+ (v12-v02)/2a2+San (3)
式中:Snczd为后备保护超速持续判断制动距离;t2为后备保护判断超速时间,取为1 s。
由式(3)可得
即绞车距井口28 m时,后备保护判断出超速,持续判断1 s后仍超速,在绞车距井口21.3 m时开始制动,在井口以下3 m处停车。
需要注意的是,《煤矿地面立井提升机综合后备保护装置》中对于减速段没有明确指出将超速10%作为限速段保护值,而实际应用中后备保护采取多点包络线保护,有的限速段保护值大于10%,有的限速段保护值小于10%,具体可参考后备保护装置使用手册所设定的限速段列表。
4 减速点到停车位的超速持续判断安全制动距离计算
在提升机综合后备保护装置安装调试过程中,分2段计算减速点到停车位的距离。首先计算减速点到超速制动开始位置的距离:
式中: Snbki为减速点到制动点的距离,即图1中A点到B点的距离;v3为超速制动时某段(点)的速度。
然后计算制动位到停车点的距离:
式中:Snbzd为开始制动到停车点的距离,即图1中B点到E点的距离。
则正常减速点为后备保护减速点到停车位的超速持续判断安全制动距离,即Snbki+Snbzj。
实际应用中有时不知道v3的具体数值,此时可用v1代替v3,有
式中:Snhbjsd为设置后备保护减速点的正确距离。
假设某双勾竖井深383.5 m,提升机最大运行速度为6.7 m/s。电控系统的减速点根据负荷大小自动设置为空车28 m到重车38 m之间。若电控系统减速点失效,此时减速段超速制动,则后备保护减速点为
若采用式(1)计算减速点,则得出的减速点距离过大,影响生产;采用式(3)计算得出的极限(最小)减速点距离过小,影响安全保护。可见按式(6)计算的后备保护减速点最合适。
如果提升机电控系统的减速点固定,如36 m,则后备保护减速点可滞后1～2 m,设为34～35 m即可;如果提升机电控系统的减速点可根据载重量自动调整,则可通过式(6)求得后备保护减速点,以保证提升机电控系统减速点失效时,使提升机在井口以下停车。
5 结语
利用提升机综合后备保护装置的减速点计算方法可正确计算出后备保护的减速点。该方法已在煤矿地面立井提升机综合后备保护装置的减速点设置中应用。实践表明,根据该方法设置的提升机综合后备保护装置的减速点可保证在提升机电控系统减速点失效时使提升容器在井口以下安全停车,配合电控系统提高了其可靠性、安全性,降低了减速段超速、爬行段超速、过卷等故障的发生率,并能遏制坠斗等重大事故的发生。
摘要：依次给出了提升机综合后备保护装置减速点到停车位距离的粗略计算公式、某段(点)到停车位的安全制动距离计算公式、某段(点)到停车位的超速持续判断安全制动距离的计算公式及减速点到停车位的超速持续判断安全制动距离的计算公式,在井口下与井口相距该安全制动距离的点即设置为减速点。该方法适用于提升机电控系统减速点随载重量自动调整时后备保护减速点的设置。应用结果表明,根据该方法设置的提升机综合保护装置减速点可保证在提升机电控系统减速点失效后使提升容器在井口以下安全停车,可靠性高。
关键词：矿井提升机,电控系统,综合后备保护装置,减速点,减速点设置,安全制动距离
参考文献
[1]朱光辉.提升机综合后备保护装置[M].北京:煤炭工业出版社,2005.
[2]MT407—1995煤矿地面立井提升机综合后备保护装置通用技术条件[S].
[3]陆嘉.矿井提升机综合后备保护装置[D].淮南:安徽理工大学,2007.
减速装置 篇8
关键词：RV减速装置,建模,装配,运动分析
1 引言
RV传动是一种应用前景非常好的新型传动,它具有效率高、传递功率大、扭转刚度高、回差小、高刚度、耐冲击、体积和重量小等优点,目前已被广泛应用于诸多行业中。为了分析RV减速装置是否满足给定的运动规律和运动空间的要求,需要对机构的运动规律进行研究。随着各种计算机软件的开发以及新技术的应用,设计人员可以很容易地借助计算机软件来完成对设计的三维建模以及运动分析。本文采用Pro/E软件,对RV减速装置进行计算机辅助设计、机构运动仿真,为后续的设计提供一个参照,不但降低了开发成本、减小了生产周期,而且有效地提高设计的工作效率。
2 三维模型的建立
RV减速器主要由中心轮、行星轮、曲柄轴、摆线轮、针齿、输出轴、壳体等零件组成。摆线轮为RV减速器的关键零件,建模方法也很复杂,以下将重点叙述。
由啮合原理可知,摆线副共辘齿廓决定于针齿齿数zp、针齿半径rrp、针轮分布圆半径rp、偏心距α,以摆线针轮的几何中心作为原点,通过原点并与摆线针轮齿槽的对称轴重合的轴线作为x轴,则摆线针轮的标准齿形方程式为[1]:
打开Pro/E新建一个零件,设置单位,执行【工具】/【参数】命令,输入设计参数:针轮分布圆半径RRP、针齿半径RP、摆线针轮齿数ZC、偏心距A、移距修形量SRP、等距修形量SRRP。
执行【插入】/【基准曲线】命令,选择【从方程】方式绘制摆线,进一步选择默认坐标系以及【笛卡尔坐标】,在关系编辑器窗口中输入摆线轮的齿形表达式如下:
然后完成摆线针轮参数化设计的过程。图1所示为完整的摆线齿轮实体模型。
Pro/E软件具有很强的建模功能,减速器的其他零件可以直接用Pro/E中的建模工具完成[2],其他主要零件的实体模型如图2所示。
3 RV减速装置的装配
RV减速装置的零件比较多,对于其安装造成一定困难,所以利用Pro/E软件进行虚拟装配具有重要的意义。不仅可以对装配路径是否合理进行检验,而且为实际生产过程中的装配和拆卸提供指导。
选择【文件】/【新建】命令对话框中【类型】选择【组件】。选择【插入】/【元件】命令,复选【装配】。选取需要安装的零件模型单击【打开】按钮,单击【放置】,选择约束类型进行装配。在装配过程中,首先要确定装配路径,规划各零件的运动方向以及安放顺序,依次对零件进行装配,如图3所示,拆卸过程与装配过程相反[3]。
RV减速装置要实现运动分析,必须在装配的过程中选用连接装配。机构的连接除了机架及固定零件以外[2],其他部分的连接都采用部分约束,如果采用完全约束,那么整个机构就不能运动。在选择连接类型时,RV减速装置用到了销钉连接。其旋转自由度为1,平移自由度为零,构件只能绕固定的轴旋转。约束关系为轴线对齐和偏移。RV减速装置装配图如图4所示。为了便于分析各零件的装配位置和相对关系,装配后的爆炸效果如图5所示。
4 RV减速装置的运动仿真分析
打开装配图,选择菜单中【应用程序】/【机构】命令进入机构模式。选择【插入】/【伺服电动机】命令设置运动方向、类型、运动参数等等。齿轮连接可以用来控制两个连接轴之间的速度关系[4]。在RV减速装置分析中采用齿轮副连接,每个齿轮都需要有两个主体和一个接头连接,第一主体(指定为托架)通常保持固定不动,第二主体能够运动。根据RV减速装置的具体情况,分别指定齿轮副中“齿轮1”、“小齿轮2”选项卡。定义齿轮连接具体过程如图6所示。
建立机构模型和设置运动环境完毕后,就可以对机构进行运动仿真分析。选择【分析】/【机构分析】命令运行运动学机构分析,单击【机构】/【回放】,打开动画对话框,单击【捕捉】,将运动仿真动画输出并保存为MPEG、JPG等格式影像文件,此文件可脱离Pro/E环境单独运行[5],定义过程如图7所示。
通过运动分析对RV减速装置运转过程中是否发生干涉进行校验。还通过设置测量结果的方式,对RV减速装置进行了测量分析。例如当我们需要得到输出轴上的位置和速度曲线时,可以分别在测量定义中添加位置、速度以及加速度并选好相对应的测量点和坐标系。然后通过运行可以得到测量结果和回放动画[4]。如图8所示。
5 结语
本文用Pro/E软件进行了RV减速装置的三维建模和装配,对装配路径进行规划,对系统进行了运动学仿真运行,对关键零部件进行了测量。通过虚拟装配,避免安装尺寸错误及干涉。运动仿真分析RV减速装置的运动过程,得到所需部件速度、加速度、位移等关系曲线,为工程设计给出理论依据和合理的设计参数。
参考文献
[1]曾祥亮,张屹.基于Pro/E摆线针轮的参数化设计方法[J].装备制造技术,2009(8):58-59.
[2]葛正浩,杨芙莲.机构运动学与动力学仿真及分析[M].北京:化学工业出版社,2009.
[3]殷铭,黄华栋.基于Pro/E机械手爪设计与运动分析[J].机械工程师,2009(4):59-60.
