机械传动技术

机械传动技术（共12篇）

机械传动技术 篇1

一、引言

近些年来, 随着社会经济建设规模的不断扩大, 机械在社会生产领域的应用力度越来越大, 以机械代替传统的人工生产, 在生产效率方面显现较强优势。机械系统有原动力系统、传动系统和执行系统三大部分组成。各个部分在机械系统中发挥着不同的作用。机械的动力由动力系统提供;机械执行系统的结构比较复杂, 并具有功能多样性;传动系统是联系这两个系统的桥梁。如果机械系统没有传动系统, 那么机械系统也就无法运转。所以, 不管是在任何时期, 不管是机械技术如何的发展, 都离不开机械传动系统。本文就机械传动技术发展现状进行了探讨和分析, 并对其未来的发展趋势进行了展望, 以期通过本论文的浅谈, 能够给机械传统技术研究者提供一定的参考。

二、机械传动技术的雏形

早在我国春秋时代, 先人们就已经开始研究机械。桔槔就是先人们充分利用缸盖原理设计制造的简单的机械, 这是我国机械的雏形。该种机械可谓是我国机械的鼻祖, 对未来我国机械技术的发展有着历史性的影响。先人们所制造的桔槔采用的是缸盖原理。缸盖原理就涉及到传动系统。与其说桔槔是机械技术的雏形, 不如说是人类智慧的结晶。随着历史车轮的滚滚向前, 我们的先人们又发明了指南车, 该种车是利用齿轮传动系统和离合装置开控制和指示车的方向。不过对于指南车的具体叙述在现有历史文献资料上没有详尽的记载。但这也从某种意义上表明了该种车确实存在和使用过, 是人类机械技术发展的重要标志。到了西汉, 人类发明了齿轮, 通过齿轮传动完成某个简单动作。放眼于国外, 许多文献资料上都能找到有关机械的记载。从罗马国的谷物碾磨机到法国的谷物磨中率先采用了斜齿轮传动, 都见证了传动技术的发展历史。不过需要提出的是, 该时期的齿轮的材质是石头, 耐久性不是很好。这和当时的社会生产力和科技水平有着必然的联系。从上述我们可以得知不管是我国还是外国从古代就开始研究机械传动技术。到了十四世纪, 欧洲所发明的钟表中使用了齿轮系统。基于时钟对工艺要求比较严格, 相应地对传动齿轮的精密度要求也比较高, 如果采用原始的石材作为齿轮制作原料。那么时钟的准确性将很难得到保障。这个时期, 欧洲人使用金属作为齿轮的材质, 极大地提高了时钟走时的准确性。不过, 我们需要注意的问题是, 在第一次工业革命爆发之前, 机械和齿轮只是一种概念, 尤其是机械传动技术并没有进行深入发展。机械传动技术真正意义的发展是在第一次工业革命爆发后;该时期世界上的一些国家都加大了对机械传动技术的研究力度。蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命的全面爆发。第一台蒸汽机器是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的, 这在当时是最先进的蒸汽机了。直到20世纪初, 它仍然是世界上最重要的原动机, 后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。

三、现代机械传动技术的发展现状

随着社会经济的发展, 机械传动技术得到了广阔的发展空间。十九世纪末, 内燃机和电动机在社会领域中得以广泛的应用, 相应地对机械传动技术提出了更高要求。到了二十世纪, 随着科学技术的发展, 传动技术更是取得了巨大进步, 一些构造比较复杂的齿轮在这个时期已经出现, 比如直齿轮、斜齿轮、锥齿轮及蜗杆传动。这些齿轮在机械中的应用推动了工业的发展, 使工业逐渐向机械化和精密化迈进。二十世纪五十年代, 出现了齿轮几何学, 并逐渐发展成为一门独立学科, 该学科知识在高速重载汽轮发电机传动系统中涉及的比较多。自进入二十一世纪, 机械传动技术已经相当成熟, 齿轮作为传动系统的重要载体, 在社会多领域中都有涉足。比如齿轮在航空航天领域的应用。基于航天领域特殊性, 相应地对传动系统的要求也比较高, 这就促使传动系统的发展也被推向了新的高度。就我国机械传动技术发展总体情况而言, 同国外发达国家技术水平相比, 还存在一定的差距, 这是我国机械领域需要重点研究的技术课题。

四、机械传动技术未来发展趋势

随着社会生产力的不断提高, 人们对机械传动技术势必会提出更高要求, 以满足社会生产需求。当今时代是信息爆炸时代, 计算机技术、微电子技术、通信技术这些先进成熟技术在当今机械传动系统中的融合力度越来越大。这也必将推进机械传动技术向智能化、信息化方向发展。在这样多种技术共存的年代, 机械领域的科技人员应紧握时代发展脉搏, 结合我国机械传动技术发展现状, 积极探索机械传动新技术, 研究出高品质的机械传动技术, 逐渐缩短我国同世界发达国家机械传动技术水平差距, 促使我国同世界机械传动技术水平接轨, 成为技术强国, 进而提升我国的国际地位。

参考文献

[1]王振铎.指南车、记里鼓车之考证及模制[J].史学集刊, 1937 (3) :54-56.

[2]应富强.多级机械传动系统计算机辅助设计[J].浙江工业大学报, 2000 (3) :68-69

机械传动技术 篇2

液压与气压传动

【课程名称】

气压传动元件。【教材版本】

李世维主编，中等职业教育国家规划教材――机械基础（机械类）。第2版。北京：高等教育出版社，2006。【教学目标与要求】

一．知识目标

1． 了解空气压缩站的作用和组成。了解后冷凝器、贮气缸、辅助元件的公用。2． 熟悉气缸、方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀的功用及结构。3． 了解气压传动的特点及组成和工作原理。二．能力目标

1． 能够认识各种元件的符号及功能，注意气压元件与液压元件符号的区别。2． 能够比较液压传动与气压传动的特点，为正确选择传动方式作基础。三．素质目标

1． 具有应用所学液压传动的知识分析一般传动系统图的能力。2． 了解气压传动的主要特点及工作原理。四．教学要求

1． 认识气压传动的元件图形符号及功用。

2． 着重研究介绍与液压传动不相同的元件的工作性能和结构特点。【教学重点】

1． 空压机、后冷却器和贮气缸的功用及结构。2． 气动三联件的图形符号及功用。

3． 与液压传动的压力、流量和换向控制阀的结构，图形符号不相同的表示方法。【难点分析】

1． 气压传动的动力源比液压传动的动力源增加了后冷却器、贮气缸等元件的功用及气动三联件的作用。2． 各种控制元件的区别。【教学方法】

用比较法进行教学，讲授中配以示教板、挂图、实物或课件。【学生分析】

通过比较法学习，能较快地掌握气动元件的功用及图形符号。教学难度不会太大，须注意液压传动中所没有的元件的用途介绍。【教学资源】

1． 机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2006。

2． 吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2006。【教学安排】

2学时（90分钟）【教学过程】 一．导入新课

1．提问：请同学介绍气压传动与液压传动的共同点和不同点。

2．在气压元件上，气压传动也有许多元件与液压传动的元件相似。本节课就介绍气压元件的结构和图形符号，请同学注意哪些元件是液压传动中所没有的，它们有哪些作用？ 二．讲授新课

1． 空气压缩站

它是为气压传动提供动力源，由空压机、贮气缸和后冷却器组成，如图8-30所示。

（1）空压机。与液压泵相似，按压力和流量分类。结构分往复和旋转式。

（2）贮气缸。贮存压缩空气，常称气包，是为消除气体的压力脉动。

（3）后冷却器，将空气中的水份分离出来，提高空气的纯度，保证空气的压力。结构如图8-32，33所示。

（4）空气过滤器、干燥器和油雾器。着重介绍气动三联件。如图8-35。

2．气缸，气马达

气缸与液压缸结构相似，气马达应用于气动砂轮，或气动抛光机，但应用不多。

3．方向控制阀

其结构与液压系统的方向阀相似，只是在图形符号上的排气口符号为三角形。因为排出的空气是直达大气。

4．压力控制阀

基本与液压系统相似，安全阀相当于液压的溢流阀，但结构上略有不同，如图8-42所示。

5．流量控制阀

与液压系统相同。

三．小结

1． 气压传动元件有许多与液压传动元件相同，但由于自身特点，动力源不一样，它是由空压机，贮气缸和后冷却器组成，以保证气压稳定，并清除空气中的水分。此外还有常用的气动三联件，它是由空气过滤器，油雾器和减压阀组成。2．换向阀的图形符号在排气口上由于与大气相同，以三角形尖头向外表示。其它相似。3．在结构上相似的元件，由于液压系统传动时，油液有一定的粘度，在各种阀体与阀芯之间的间隙公差可以选择比较大些，而气压传动的气体没有粘度，其元件的阀体与阀芯之间的公差就相应要小一些，否则将造气泄漏，无法正常工作。

机械传动技术 篇3

【关键词】印刷机械 无轴传动 驱动技术 驱动故障

无轴传动技术（SeCtional Driving Technology）伺服驱动技术是指每一组机械单元或机组都由独立的电机驱动，各电机之间通过先进的控制系统进行跟踪和平衡，从而使各组机械单元或机组实现比机械轴传动更为精确和灵活的传动方式。无轴传动技术的产生和发展是机械类传动和电子技术广泛应用相结合的产物，它大大简化了机械结构，并使机械单元或机组的组合更为灵活、便捷。无轴传动技术也叫伺服传动技术。无轴传动又称为虚拟电子轴，电子齿轮传动，将机械传动比转化为电子比。在无轴传动印刷机上，每个印刷单元都由高性能的交流伺服电机独立驱动每个单元，通过现场总线，进行高速的通讯交换，各个伺服电机跟随虚拟电子主轴运转，消除了机械齿轮传动中齿轮间隙积累误差，具有极为优异的传动控制精度。

传统的有齿轮印刷机需要一个大型传动马达，因为所有的机械等部件使摩擦力越来越大。在齿轮传动系统运转时，所不可避免的扭力不稳定性及齿轮的滞后性，都会导致套准有所飘移，尤其是在加速或減速时。如果传动轴越多、越长，齿轮越多、越大，其积累误差系数就越大，这种误差在新的传动与控制系统中就不可避免。

无轴传动印刷机是一种开放式结构、模块化设计的独立驱动单元，消除了机械摩擦，不需要通过高精度的齿轮箱传递力矩，不需要齿箱的润滑系统，需要的是每个独立的驱动单元的套印同步技术。目前，主流印刷机采用正弦一余弦编码器，将电机的位置传送给控制器，提供速度与加速度信息。一个好的编码器每旋转一周应包含超过3，300，000个脉冲，即每旋转一周可划分为3，300，000步，这远远大于电动机的运行精度，极大地提高了套准精度和印刷质量。

伺服与矢量传动系统精度极高，可进行非常准确的位置控制、比例控制与速度控制。同步协调性的提高，每个驱动单元的光电信号的获取及传输，都是通过无噪音光纤电缆来完成的，不再使用主轴及齿箱传递力矩。驱动单元的张力调节辊的同步协调性的提高，为调节速度提供了很大的方便。每个驱动单元具有独立的套准系统，套准控制反应快，控制信号直接作用于交流伺服电机，而电机直接调节印版滚筒的相位，就为快速反应提供了可靠保证。

无轴传动系统使用了功能强大的工业电脑，人机界面变得更为高效实用，更重要的是减轻了操作人员的作业强度。图形用户界面可以简化复杂的设备系统，使员工的培训更为简单明了。电脑触摸屏可以把全部的控制功能组件整合在屏幕里面，印刷机组操作人员把精力进一步集中在整个的印刷生产过程，大大缩短调试的时间。控制屏幕把很多的机器信息呈现给操作员，包括张力、温度、各传动数据、控制实时数据等。具有过程控制的自动化技术使得设备操作人员有更多的时间去及时观察运行状况，有效地提高了产品的质量，而且一旦出现问题可以立即采取措施。

随着独立传动理念的提出以及A/C伺服技术的成熟，无轴印刷最终面世并应用于包装加工及印刷行业。当前我国大部分印刷机械都是2000年以后从国外进口。了解国内外无轴传动技术生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。

现在的无轴传动多数采用现场总线控制，无论接口实时其他专用运动控制网络，都存在对支持现场设备数量的限制，以至于还要应用另外的现场控制网络，如INTERBUS总线等，从而弥补专用运动控制网络的不足。这样一来，多种网络的采用势必增加了系统配置和集成的复杂性，限制了系统的性能，增加了成本。目前的现场总线网络通讯带宽和数据传输稳定性很难达到平衡与妥协。于是现场总线开始转向以太网。经过几年的努力，以太网技术已经被工业自动化系统广泛接受。随着关键技术被逐个攻破，工业现场环境的安装应用解决，工业以太网相对现场总线的性价比优势将逐渐体现。我们有理由相信在不久的将来，完全采用以太网技术的新型无轴传动技术将会大量上市。

印刷包装行业快速发展，竞争越来越激烈，公司投资重金购买了曼罗兰UNISET75印刷机组（无轴传动），其驱动系统是德国Baumüller集团的一套系统。Baumüller同步驱动系统的构成部件有电动机、变流器、驱动控制器、编码器系统、总线系统、驱动器诊断系统等相关硬件和软件。多年来的一线印刷技术服务工作，总结积累了几条故障排除思路。

1 搞清楚同步驱动技术的各个组件

（1）电动机。AC电动机（DS/DA）为标准电动机，在这里是可以控制速度、位置和转短的受控执行机构。一般釆用交流异步电机与交流同步电机。

（2）驱动控制器。驱动器对电动机进行电流、 速度和位置数字控制。每台电机需要一台M-Drive（单轴控制器），使电源装置或电源模块成为一个完整的伺服放大器，进行电流速度和位置控制。

（3）同步驱动器。同步驱动器进行不间断地信息与数据的交换，为电机驱动器提供参数，从而得以控制电动机的转速、 加速度、位置等，实现多台电机的同步驱动。

（4）编码器。编码器是测量元件，，是测量电动机受控变量的实际值、实际速度、实际旋转位置。根据应用情况安装在负载侧、电机侧。

（5）变流器。变流器作为控制电路的执行机构，将数字控制器的控制信号转换成不动频率（转速）和工作电流（转矩），施加受控电机上。

2 利用Baumüller驱动诊断系统BAUDIS初步诊断故障原因，确定是否主电机故障或者是通讯故障类型

诊断计算机可收集大量数据：（1）电动机相关数据。电动机电流、实际速度、实际位置、电机温度；（2）变流器信息。功率单元模式（工作/故障）、中同电路电压、功率单元温度；（3）关于控制系统的信息。实际值和给定值之间的差值（如位置、转速）。比如，当发生电机侧温控问题时，故障代码为575，这时可在BAUDIS电脑里面查看相关电机温度参数代码1682，如果该参数值异常，那么说明电机超温或者热敏电阻有问题。

3 驱动控制器指示灯信息、故障代码，至关重要，能够快速确定解决故障的大致方向

Baumüller驱动控制系统一般采用三种驱动控制器：MDC（单台电机驱动控制器）；MDS（带同步功能驱动器）作为印刷机的一个主轴，控制一个小组内的电机同步；MDS-G（带编码器仿真功能的驱动器）为整台机组主轴提供位置速度信号。三种驱动器面板布局基本相似，其中有两个关键的指示信号：H20液晶数字显示屏，正常状态时显示“IDLE”，有故障时则根据不同故障显示不同的故障代码。例如，驱动控制器显示代码“200”表示系统中某一驱动控制器通许断开了，可以复位恢复。“144”或“141”大致就是编码器问题，多次复位未果就要考虑更换主电机编码器了。折页机夹纸辊电机驱动如果显示“43”代码，就要做电机磁极零位等。

4 利用网络寻求远程诊断技术支持

液压机械传动平地机关键技术研究 篇4

关键词：液压机械传动,平地机,关键技术

1 绪论

平地机是通过铲刀进行推土、推雪、松土等工作的机械装置,常用于道路沟槽背坡、路肩成形、路面维护以及积雪铲除等。随着中国经济的不断增长,基础设施的不断兴建,国内对工程机械的需求不断增加,特别是平地机的需求。这促使国内平地机企业持续投入资金进行研发,但是我国平地机机械仍和国外具有一定的差距,特别是在其中的关键技术如载荷自适应能力、变速器的结构及其优化设计、动态性能与参数匹配性等各个方面。液压机械传动平地机较之于传统的机械传动平地机更适合国内科研机构进行研发,因为其制造水平适合国内的技术发展,合理配备参数后,可以不断尝试动态性能,从而追赶国外先进水平。

2 液压传动系统静态参数匹配

液压机械传动平地机传动系统静态参数主要包括发动机的功率、扭矩和油耗曲线,液压泵和液压马达排量,减速器的减速比,压力和转速的额定值等参数设计,参数匹配不当会严重影响传动系统的机械效率、质量,甚至会造成系统质量问题。

2.1 发动机的比功率

发动机的功率决定平地机最大施加的动力,也就是平地机工作时能承担的负荷,国内液压传动平地机的马力为180马左右,国外为220马力。发动机传动的比功率过大就会容易发生打滑,无法将发动机全部的功率转化为平地机的工作负载,比功率过小,机械动力性能就会下降,无法满足需要的功率输出。发动机功率在转换时和液压泵连接,要使发动机的传动效率增加,需要合理配置发动机的转速和最大功率,这样保证整机的燃油经济性,液压马达在发动机到达最大扭矩点时候,需要降低速度,增加马达排量,以达到正确的动力匹配

2.2 平地机的整机质量分布

平地机的各部件质量分布科学化可以使平地机获得合适的任务牵引力,质量增加伴随着平地机在工作时的阻力增加,但是质量增加可以提高平地机的工作频率,所以要合理选择平地机的质量分布。前桥载重比为前桥质量在整机中的质量分布,前桥过轻,会使平地机在转向时运动不灵,发生打滑;前桥如果过重,会使机械的最大驱动力降低,是工作载荷降低。选择合适质量分布后,应进行牵引力的校核。如行走机构在发动机超载时,应发生滑动来进行自我保护和降低操作人员的生命危险风险。

2.3 速度

平地机在不同作业时,需要的速度不同。如清理厚雪层时候需要高速工作来提高效率,满足人们尽快出行的任务;而当作业要求质量高的时候需要降低速度来保证工作质量。平地机一般设置为8个档位,其中五个档位用于低速的土壤推送、平整,高速的三个档位用于高速转场。平地机在换挡过程中,由于发生传动系统零件的速度和角速度变化,需要换挡过程速度变化带来的冲击。换挡冲击由于速度突变造成,若要降低速度突变,需要使速度降低缓慢平顺,这样就会使换挡速度降低,无法满足作业需求。所以采用液压油缓冲的方式,通过调节缓冲终止压力和油压,使离合器完全结合,从而降低摩擦力矩和车辆加速度。而且油压上升时间延长会使离合器的结合时间增加,摩擦力矩会随着终止压力的降低而降低。

3 平地机行驶控制系统研究

液压传动自动化程度高,便于控制,可以降低操作人员的作业强度。行驶控制系统主要控制液压泵排量、马达排量、变速桥位以及各个档位与信号之间的耦合,复杂度高。它主要有无级变速、载荷自适应以及变功率低能耗控制三部分组成。

3.1 载荷自适应系统

平地机工况复杂,为了保证机械的负载与机械的其他性能进行匹配,保证发动机的高效、高质量工作,需要操作人员及时更换档位来满足外载需求。但是由于液力大小有限、机械档位有限,考虑到操作人员的熟练度以及教育水平,无法发挥好复杂的匹配操作。液力传动主要分为压力自适应控制和功率自适应控制。压力自适应控制主要是防止平地机在限定压力下工作,防止平地机超出压力对机械设备和人员的损害。压力下工作还可以延长机械设备元件的使用寿命,降低损耗和维修成本。功率自适应系统可以避免发动机超载,保证工作效率,提高机械设备利用率。

3.2 变功率低能耗控制

平地机在低速作业时,发动机选择低能耗的特性曲线,将其处于调速端。负载增加时,发动机工作曲线提升,使平地机轮滑运动降低,节约燃油损耗。综合每个档位发动机的最大功率,设计内部控制发动机的功率曲线,防止出现发动机功率较大富余,实现变功率控制,达到不损失性能而降低能耗的目标

4 总结与展望

液压传动平地机的关键技术的提升具有巨大的发展空间,通过动静态参数的匹配控制研究,还可以融入现代化的人工智能技术,进行远程的平地机操作。优化控制系统和信号传输的同步,优化能耗结构,必将整体提升中国整体平地机甚至重工业水平。

参考文献

[1]焦声杰.国内外平地机发展现状与新技术[J].筑路机械与施工机械化,2008.

带传动机械基础电子教案 篇5

带传动

【课程名称】

带传动 【教材版本】

栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010 栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010

【教学目标与要求】

一．知识目标

1． 了解带传动的特点、结构、标准和材料。

2． 掌握带传动的失效形式、传动比、安装与维护。二．能力目标

1． 掌握带传动的主要优点，V带的结构与标准。

2．熟悉常用带轮的材料、结构。掌握带传动的安装与维护要求。三．素质目标

1． 熟悉带传动的优缺点和应用场合。2． 了解V带和带轮的结构与标准。

3． 能够正确安装带传动，进行调整维护保证设备正常工作。四．教学要求

1． 使学生了解带传动的应用场合，比较各类型带传动的特点和V带传动的优点。2． 了解组成带的结构及标准。了解带轮槽的标准结构。3． 掌握带传动的安装、调整与维护方法。【教学重点】

1． 带传动的主要优点及缺点，带的标准。2． 带传动的安装调整与维护。【难点分析】

为什么带传动不能保证准确的传动比？从V带的橡胶材料容易产生弹性变形，和V带传动是靠带与带轮之间的摩擦力传递动力来分析。可举例随身听录音机的电机就是靠橡胶带来带动录音带转动的，使用一段时间后，发现声音变调，带速变慢，其原因就是带与带轮之间的摩擦力变小，带在带轮上产生弹性滑动而引起的。带传动的弹性滑动是自身材料引起的，因此是不可避免的，也就不能保证准确的传动比。也可举洗衣机为例。【教学方法】

演示与讲授相结合，配合带的实物比较型号与材料和断面形状。【学生分析】

1． 由于新一章内容，学习方法应作调整，用构件之间的传递运动来学习。注意联系实际，多带实物演示，激发学习热情。

2． 在教学中尽量发挥学生主体作用，多设问，多提问，活跃课堂气氛，多给学生思考和表现自己的机会。

【教学资源】

1． 机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。

2． 吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。【教学安排】

3学时（135分钟）【教学过程】 一．导入新课

前面所讲的常用平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构都是靠构件之间的作用力来驱动相邻构件运动的。而机械传动是靠构件之间的摩擦或啮合来传动的，以改变从动件的速度大小，实现减速、增速、变速或改变力与力矩的变化，但从动件的运动都是匀速的，连续的。常用的机械传动有五种。即：

摩擦传动有摩擦轮传动和带传动二种。

啮合传动有齿轮传动，蜗杆传动和链传动三种。

二．讲授新课

1． 带传动的组成：主、从动带轮和传动带。工作时靠带与带轮之间接触面产生的摩擦力来传递运动和动力，属于利用中间挠性件的摩擦运动。2． 带传动的类型、特点和应用

类型很多，如图7－

1、2所示。教师可以演示带去的实物。

带传动的特点很多，重点要记住优点是传动平稳，能吸收振动、无噪声，过载能打滑起保护作用；主要缺点是不能保证准确的传动比。所以，一般安装在与电机直接相连接的传动轴上。3．V带的结构

由于相同条件下V带传递功率是平皮带的3倍左右，因此V带应用最广。根据传递功率大小，分为七种型号，Y、Z型号的皮带断面较小，常用于家用电器上。依次为A、B、C、D、E,随着皮带断面形状逐渐变大，传递的功率也相应变大。

除了断面尺寸外，由于V带做成环形的密封整体，不能断开调整长度，所以国家已制定标准的基准长度系列，使用中应按标准进行选择。4．带轮材料、结构

工业上常用带轮材料为HT150铸铁，具有足够强度，易于加工，价格便宜的特点；在低速或轻载中常用工程塑料或铝合金，如洗衣机的大带轮选用工程塑料，而小带轮用铁板制成。

轮槽的结构与带相配合使用，在中性层处的尺寸相同。由于带传动时，带在小轮中的弯曲变形较大，内侧受压缩变形，为了保证带与带轮充分的接触以产生足够的摩擦力，将V带的楔角做成40°，而带轮的楔角依型号和小带轮直径的变化而变化，分别为32°、34°、36°和38°四种。4．带传动的失效形式

当载荷超过带传动所能传递的动力时带在带轮上打滑，和摩擦带疲劳撕裂是带传动的主要失效形式。

为了增大传动时的接触摩擦角，使传递的动力最大，要求带传动的下边为紧边，上边为松边。5．带传动的传动比

带传动的传动比为主动轮的转速与从动轮的转速之比，也等于从动轮的基准直径与主动轮的基准直径之比。传动比一般小于3。6．V带传动的张紧，安装和维护

该内容是中职学生的学习重点，与生产操作密切相关。带的张紧是保证带产生足够的摩擦力为前提，因此要经常进行张紧，方法很多，如图7－

11、12所示。

带的安装中，如果是新带，即使是相同型号和规格，由于弹性材料的原因，带的基准长度都有一定的误差，所以应当注意选择相同内周长的带安装在同一带轮上，避免因为个别带长度过长而不能正常工作。同时注意新旧带不能一起使用。

在装卸V带时，如果调近两带轮的中心矩，可以很方便地将带拆卸或安装。如果不调整两轮中心矩，硬将带从带轮上撬下来，一定要先把带从大轮上撬下来；安装时应先把带套在小轮上，再将带从大轮上盘上去，此时应特别注意不能用手直接操作，防止将手夹在带与带轮之间，那将是悲剧。

带在带轮上地松紧一定要符合10-15mm的压下要求，过松不能传递足够的摩擦力和扭矩，过紧将会增大压轴力，加大对轴承的径向载荷。如果是滑动轴承，将加剧磨损。如洗衣机皮带太松，水流缓慢，衣服洗不净；如果皮带过紧，波轮轴很快过度磨损产生中间漏水。

三．小结

1．带传动的工作特性与机构有何不同，带传动最主要的优缺点。2．V带与带轮已标准化，应按标准选用。

3．带的安装、调整与维护应该注意的几个问题。

四．布置作业

煤矿机械传动齿轮失效形式分析 篇6

【关键词】煤矿机械;传动齿轮失效;形式;原因

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，煤矿机械傳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，通常会由于润滑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，齿面间的润滑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，润滑不充分、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，通常会由于润滑不足或超负荷，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润滑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.

[2]冯健，于明龙，樊志家等.煤矿机械传动齿轮失效形式分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（5）.

[3]李多光.机械传动齿轮失效形式研究[J].工会博览：理论研究，2011（7）：282-282.

[4]李孝东.煤矿机械传动齿轮失效原因及解决方法[J].企业技术开发（下半月），2010，29（9）：103-104.

机械传动技术 篇7

传动杆是发动机中高精度的关键零件, 由传动杆体、传动杆盖共同组成。在传统制造工艺中, 传动杆体和盖的制造依赖两种方法: (1) 传动杆体和盖整体锻造→锯切分离→接触面机加工→装配。 (2) 传动杆体—盖分别锻造→接触面机加工→装配。采用上述两种工艺, 不仅需对传动杆体和盖的联接面进行铣削和磨削, 并且在该联接面上还要钻铰螺栓定位孔和攻螺纹孔, 或者切制端面齿, 钻铰定位销孔和钻螺栓孔等, 以便将来能使传动杆体—盖实现精确合装。为此, 需要较多的加工机床, 经过十几道工序, 耗费大量的加工工时。针对传动杆传统制造工艺中的缺点, 为了降低制造费用和工时, 提高配合精度, 传动杆断裂剖分工艺被提出, 并首先于80年代中, 由Alfling公司在德国申请专利。其后, 有关研究不断在美、德获得进展。进入90年代, 该工艺在工业发达国家进入实际应用生产阶段。适用的毛坯由最初的粉末锻造传动杆, 发展到中高碳钢锻造传动杆, 使用的厂家覆盖了美国三大汽车公司, 以及德国奔驰、宝马等著名企业。目前国内应用该技术的厂家是一汽大众发动机厂, 引进德国技术装备, 适用于每缸五气门新型发动机传动杆。

1 汽车传动杆断裂分析技术

锻造的传动杆毛坯, 在实施断裂剖分之前, 先粗镗传动杆大头孔, 然后在其预定断裂处加工两个对置的沟槽, 为应力集中点, 将传动杆大头孔套装到一台进行断裂剖分的装置的两个半芯轴上, 并将传动杆进行定位和夹紧。然后利用冲击力, 将用来胀裂传动杆的楔插入上述半芯轴中, 此时在楔的冲击下, 传动杆的大头孔在沟槽处被断裂剖分为传动杆体和传动杆盖。这种新工艺, 使分离后的传动杆和传动杆盖能直接在断裂面处自然精确合装, 无需加工配合面, 达到了减少加工工序和减少加工机床的目的。此外, 除传动杆剖分面具有较高的配合精度外, 还由于其剖分接触面是凸凹不平的, 大大提高了接触面积, 从而提高了传动杆承载能力。

2 汽车传动杆断裂的剖分机理

2.1 脆性断裂该工艺的理论基础是断裂力学中的脆性断裂理论。

据断裂力学可知, 断裂过程中裂纹表面通常有三种位移形式, 即张开型、前后滑移型、平面剪切型。当物体受垂直于断裂平面的正应力拉力时, 属张开型断裂, 这是脆性断裂产生的形式和条件。脆性断裂具有以下发生特点: (1) 断裂时承受的工作应力较低, 通常远远低于材料的屈服强度, 塑性变形小; (2) 断裂受温度影响较大; (3) 断口方向与正应力相垂直。传动杆断剖工艺正是依照脆性断裂的上述特点, 通过在传动杆大头内侧开出V型槽, 然后施加垂直于预定断裂面的正应力, 满足脆性断裂的发生条件, 使传动杆体一盖在不发生塑性变形的情况下被分离。应关注以下几个问题: (1) 毛坯材料; (2) V型槽形状与所需应力关系; (3) 操作温度。

2.2 毛坯材料由于脆性材料更易发生脆性断裂, 适于采用断剖工艺制造的传动杆, 主要采用下述三种材料的毛坯:

(1) 粉末锻造毛坯; (2) 可锻铸铁; (3) 70高碳钢。这三种材质的毛坯, 室温下可实现脆性断裂, 传动杆大头孔不产生明显塑性变形, 其变形量≤40μm, 经机加工后, 其圆度误差可减为3μm。此外, 45~55锻钢毛坯也可使用断剖技术进行传动杆制造, 但必须保证在-40℃时, 才可实现脆性断裂, 保证胀裂后的变形足够小。

2.3 温度影响断裂剖面如同冲压面一样, 通常分为三区, 由断裂源向外依次可分为纤维区、放射区、剪切唇。

当断面的放射区较宽时, 表示材料的塑性差, 脆性较大。反之, 纤维区较大, 表明材料的塑性及韧性较好。如何加大放射区宽度, 缩小纤维区宽度, 是实现脆性断裂的条件。温度对断口三要素各区大小的影响, 材料为40Cr, 当温度低于室温时, 放射区即已显著增大, 这样为室温下实施传动杆的断剖工艺提供了实验保障。

2.4 沟槽深度a与断裂强度的关系裂纹 (V形槽) 深度与断裂强

度σc成反比, 即对于一定的应力值, 存在着一个临界的裂纹深度ac, 当裂纹深度小于此值时, 裂纹是稳定的, 只有大于此值时, 裂纹失稳, 裂纹愈深, 材料的临界断裂应力愈低。当带缺口的结构受外力时, 在裂纹尖端附近产生一应力强度因子KIC (又称材料断裂韧性值) 控制的应力。当外力增加时, 裂纹尖端的应力强度因子随之增加, 当KI达到某一临界值KIC时, 裂纹发生失稳, 结构脆性断裂, 即KI≥KIC。对于一定的材料, KIC为一常值, 可查表求出, 也可通过测试方法确定 (更加精确) 。KIC值越低, 越易发生脆性断裂。因而对KIC值的测试计算, 应是研究断剖机理的重点。根据KIC原理, 对于一个给定尺寸的缺口可以计算出作用应力。反之, 对于给定作用应力的构件, 可以预测临界裂纹尺寸。这一原理为传动杆断裂剖分提供了设计依据。

3 汽车传动杆断剖装置的设计

设计合理的断裂剖分装置是实施断裂剖分的关键因素。其设计原则是: (1) 断裂力能瞬时突然作用, 这是因为力的施加速度对实现脆性断裂有重要影响。 (2) 在这一过程中, 传动杆要牢固安装不能活动。在分离过程中, 传动杆体、盖只能发生相背离的直线运动, 任何传动杆体、盖之间的相对转动, 都会引起不必要的塑性变形导致将来不能进行正常的合装。断剖装置主要包括:固定底座、传动杆盖支座、传动杆体支座, 每个支座配有导轨, 可使支座在一定范围内, 沿导轨做垂直于断裂平面的移动, 还具有可插入楔块进行分离的分瓣芯轴等。

4 小结

机械传动技术 篇8

变矩器、液压泵、变速器、控制阀、动力换挡变速阀是机械液压传动系统的核心元件, 行走无力或液压离合器接合不良是其最常出现的故障。一般情况下, 机械液压传动系统故障有以下3类: (1) 压力异常。利用压力表检测压力异常, 这是因为设计时预留了很多的压力测试点。通过压力表测出读数与正常值进行比对, 即可找出引起压力异常的液压元件。 (2) 速度异常。速度异常一般是由于工程机械上的调速阀、节流阀、变量泵等变量机构出现了问题, 通过测试、比对、调节执行元件的速度可恢复。 (3) 动作异常。动作异常一般是换向阀出现异常导致的, 通过逐个切换换向阀, 观察、比对相关执行元件的动作来找出异常处。还可以测试行程控制、动作顺序, 继而找出异常部位。

2 机械液压传动系统故障的诊断方法

2.1 观察诊断法

操纵手感异常、外部泄漏、仪表指示异常、执行元件动作不正常、发热异常、系统有噪音是液压传动系统最容易出现的问题。首先是对其进行观察, 然后找出可能发生故障的部位并进行试操纵, 辅以短路、断路等一系列的检查, 记录各项检查结果。然后经过综合的分析比对, 最终找出故障发生的部位和原因。

2.2 仪器诊断法

PFM型万能液压检测仪是一种可以同时监测液压系统的转速、温度、流量的检测仪器。只要能保证液流从进口“进入”并从出口“泄出”, 该检测仪器可以安装在机械液压传动系统的任何部位。我们可以利用PFM型万能液压检测仪, 实现对故障的部位及性质的诊断。诊断之前, 要确定检测的步骤, 对可能出现问题的各个元件按步骤, 有计划、有组织地进行检查、诊断。

诊断的一般要求:温度为50°C左右且符合相关规定的液压油是诊断最起码的要求。这是因为温度可以影响测试时液压油的粘度, 不同的规格的液压油其粘度也不尽相同, 而粘度对流量的测定具有巨大的影响。

2.3 元件对换法

元件对换法比较适合平衡阀、溢流阀、单向阀等体积较小, 相对比较好拆卸的元件。要先确定备用元件是正常的, 再进行对换。通过观察液压系统是否恢复正常, 继而找出异常的元件[1]。

2.4 定期检查法

对机械的技术状况定期检查是由专业检查人员的直感来完成的, 这可及时消除隐患, 减少发生故障而造成的损失。

3 机械液压传动系统故障的处理技术

3.1 液压泵的处理技术

作为液压系统的动力元件, 液压泵的主要故障是泄漏, 继而达不到额定的流量和压力, 一般我们采用齿轮油泵。引起泄露的原因是多方面的, 比如密封件的老化、损坏以及齿轮端面、齿轮啮合面、轴承与泵盖间的磨损。由于啮合挤压作用, 齿轮泵在使用一段时间后, 端面和齿顶会产生使泵体和端盖磨损更加严重的毛刺。根据工作经验, 这种情况在铝合金泵壳上更加严重。为了延长油泵的使用寿命, 要及时用油石清除毛刺。而磨损严重的定子, 会严重影响叶片泵的性能。通常情况下, 定子和两侧配流盘的磨损是导致叶片泵故障的主要原因。对于定子而言, 其内表面在过渡曲线与圆弧连接部位最易受到磨损。所以说, 定子使用寿命较短, 大概只有叶片泵的叶片、转子的使用寿命的一半[2]。

3.2 液压马达的处理技术

避免油液污染, 液压马达很少发生故障。对液压马达进行日常维护是最有效的处理方式。由于液压油的杂质会加剧磨损, 所以日常工作中要注意对进入马达的液压油的过滤提纯。空气进入马达内部会引起振动和噪声, 降低液压马达的使用寿命, 所以更换油管时尽量避免马达内油液流出。为了排除马达和系统内的空气, 减少振动和噪声, 修理后的马达要注满干净的液压油。

3.3 液压油缸的处理技术

液压油缸是液压传动系统的执行元件。漏油和运动爬行常常影响着液压油缸功能的实现。更换密封件能解决由于缸头密封件损坏产生的外漏, 而产生液压缸运动爬行的原因相对复杂, 活塞杆与活塞不同心、油缸内漏、液压油有杂质、油路空气侵入、平衡阀发生故障、活塞密封件装得过紧等。在油缸工作时, 我们通过观察拆开的油缸回油管接头处是否漏油来判断故障, 漏油说明平衡阀异常, 不漏油且油缸慢慢缩回说明油缸内漏。

3.4 控制阀的处理技术

作为能控制和调节液压系统的液压元件, 控制阀相对比较精密。为了减少对阀芯体配合密封件的影响, 在处理已损坏漏油的密封装置时, 尽量不要抽动阀芯。通过研磨修正接触线, 同样可以解决由锥形阀芯接触线磨损造成的故障。

3.5 管接头的处理技术

由于振动频率较高, 液压传动系统中的管接头和焊接处, 在经过一段时间后, 往往会发生损坏。采用多平行、少交叉的管路布置的原则能有效地减少接触和振动磨损, 10mm是油管应保持的最窄间隙。并且尽量选用无氧化皮、无锈蚀、无砂的管子对管路重新安装。在安装前, 要用20%的盐酸或硫酸对管子进行清洗, 然后用温水和10%的苏打水洗净, 最后进行干燥、涂油处理。同时, 注意如果没有直接接入系统中, 要用压缩空气把管路吹干后, 再把两端密封保存。

4 结语

机械液压传动系统故障及诊断处理是一个比较复杂的课题, 由于篇幅和学识所限, 本文可能会有很多不足之处。只希望能起到抛砖引玉的作用, 以期对大家的相关工作能有所帮助。

参考文献

[1]张和平.液压传动与控制[M].西安:西北工业大学出版社, 2005.

机械传动技术 篇9

工程机械内的电能主要是以一种传动的方式进行连接的。连接的组成包括内燃机组、电网、蓄电池、电动机等。上述连接的组成部分在设置上没有固定模式,可以根据空间的状况来进行自由搭配,并且其无极变速的特点使得传动部件在制动上具有行驶安全、高比功率、高性能、以及受冲击力小的优势。这个优势伴随着发动机等的应用在电气设备控制系统中得到了大发展,在军事、工程机械等领域被广泛使用。

1电传动技术概述

电传动的工作原理是依托能量的传递,将电能转变为机械能。电能的来源又是其他能源,包括生物能、太阳能、风能等。动力源对电动机的作用是巨大的。在各种动力源的转换中,电能最终转化为机械能。在机械设备上实现了运行。运行的步骤为:利用电动机驱动机械设备和交通运行设备,通过天轴、皮带等进行传动,拖动成组设备运行。将能量传递的最后阶段转化为机组的运行。这种电传动技术的能力是巨大的,唯一的缺点就是损耗大。如果电机发生故障,整个电传动系统就会瘫痪。这种成套的生产机械运行从上世纪20年代到30年代末期一直是比较盛行的[1],实现了工业机械领域局部和全部自动化。这是早期的通过控制原件实行的自动控制系统,直到后来的计算机技术的出现才推动电传动系统向智能化的方向转变。

电传动系统按照电能转化形式可以分为几类,一种是利用直流电机进行直流电的传送的驱动系统。这种类型的电传动是利用发动机进行能量传送,将能量产生装置和能力转换装置联系在一起。这种连接方式与其他连接方式不同,是利用发动机的电压变化来改变枢端电压或者改变磁电流的方式来进行转变。这种系统进行调速的优点在于传动系统较为精密。在实际的工作何种将交流电整流成为直流电提供给发动机后,发动机中的整流器与交流电动机进行能量的转换和传递。通过逆变器形成可调节的三相电动机进行能量转换。这种电动机的运行速度依靠逆变器来进行速度的调节。这个类型的系统具有成熟、先进、可靠的优点。一度在上世纪70到90年代被广泛使用。还有一种类型是利用交流发电机来驱动能量进行转换。在这个系统中,交流发电机统一进行能量转换。转换的主要工作由全控整流晶闸管电路组合的变频器来完成。该系统的输出电压最高频率是受到电源频率的影响的。其具有的低速度、大功率的优点使得这类系统在机械自动化的进程中拥有着绝佳的地位,未来必将有大的发展前景[2]。

2电传动技术的应用

我们在施工中对于设备的要求是必须能够移动。这就要求在工程施工过程中,电传动技术必须具备行走和驱动的特征,才能满足工程施工需要。传动形式主要由机械传动、液压传动等混合传动力量组成。但是在大型工程项目中,这种可移动的设备体积较小,无法适用于大型的混合传动工程和难度较大的工程建设,因此,必须随着科学技术的不断发展新技术的不断改善而加以改变。这个问题在当代技术飞速发展的背景下,实际上已经得到很大程度的解决。

①电传动行走系统结合了电传动系统与机械液力传动的优势,结构更加简单,构件更加科学,传动更加迅速。装置的使用寿命也更长。对于车辆的通过率提供了车辆的离地间隙的传动。使得机械传动中固有的大扭矩的问题也被攻克。通过软电缆连接,将电动论与动力源之间发生连接,使得整车配置更加完善和灵活,根据轴向载荷情况合理配置空间成为可能。在实际施工现场我们看到,推土机、自卸车、平地机等可移动大型设备均采用了电传动行走系统。驱动设备中发电机提供的是直流电,通过牵引电机驱动至轮胎和履带,促使工程机械行走。相对于传统的传动系统,新的电传动系统具有操控简便、可监控、操作准确安全等优点。在现行的智能化全自动工程机械驱动系统中利用微型计算机的控制,这种驱动设备的能耗更加低,真正达到节能减排的目的。

②电传动工作系统为了实现发电机的最大功率,也为了设备方便移动,利用自身携带的发电机进行三相交流的工作。在这些机械中,电流逆变系统的作用可谓重中之重。通过实现驱动装置的控制,将功率输出要求大、移动范围小的系统采取外界供电的方式,这些设备均具有结构简单、能量处理系统比较成熟的特点。经过长时间的实践运行,这类电气驱动的机械设备不仅节约了大量的资金,还能为用户解决在运行过程中的各种问题。在微型计算机的帮助下,对能量的转化进行监控时,提供的数据更加准确,已经具备了风险预警和事故监控功能[3]。

3电传动系统类型分析

①直流发电机、发动机系统。

该类发电机的电传动系统是将电直接传送给电动机,通过改变发动机机电枢端电压进行调速,调速能力和精度均比较优越。

②交流发电机、直流发动机系统。

这种发电机电传动是利用三相交流电对直流电进行传动该发动机的运行具有可靠、维护、检修等特点。

③交流发电机。

发电机通过逆变器将三相交流电转变为直流电,再转换为三相线交流电。逆变器的频率调整可以改变电传动的运行速度,维修也是比较方便,运行比较可靠。

④交流发电机系统是一种大功率、低速的系统,三相交流电在进行频率转换时会生成电压不一样的交流电[4]。

4电传动系统的特点

①中间环节、零部件、机械磨损均小于其他传动系统。结构简单、传动效率高,可靠性强。

②调速性能号,启动力大。机械设备的稳定性强,运行成本低。

5电传动应用实例

某正铲挖掘机使用的电传动系统同时具备了行走系统和工作系统。电传动类型为交流、直流、交变流系统。外部三相交流电通过直流母线排,经过逆变器1到逆变器3,行走牵引经过可控硅整流编程直流电,分别由逆变器1、3将直流电母线传送到行走电机1和行走电机2。两台行走电机在电传动的驱动下驱动左右两部分履带完成挖掘机的装卸作业,包括推压、升降、回转等动作。工作系统包括推压电机、提升电机和回转电机。该挖掘机的电传动系统使用三组逆变器,包括驱动挖掘机工作和行走的逆变器1到3,分别负责行走系统、提升系统、推压系统。在不同状态下,电动机自动切换为不同的驱动电机。完成提升、推压工作。当逆变器断电时,提升、推压、行走等电传动动作也随即停止。可控硅整流及回馈单元在系统制动时,回馈单元可再生功率处于电机再生功能的目的,可将运行状态维持在交流电网上。

再以某六轮独立驱动平地机电传送系统为例,电传动中的行走系统和工作系统分别作用在液压、提升功能上。电传动使用的是交、直、交系统。三相交流电经过直流电送到母线排上。通过六台逆变器及减速机将直流电送到各轮边电机上。驱动电机发生惯性动能,回馈入直流母线上。使电机工作始终处于发电状态,热能通过电阻最终消耗,达到下坡缓速的目的[5]。

6工程机械工况模拟分析

将电传动履带推土机的作业输入信号分析一起中形成波形图,发现电传动推土机在不同时段内行驶状态和作业状态的情况,可以用图2显示。

从图2中看到,推土机处于切土状态时间,两侧驱动电机速度发生了降低,但是驱动电机输出转矩却在升高。而当推土机进入运土的状态时,行驶速度明显降低。当停车卸土时,推土机处于倒退行驶状态,两侧驱动电机输出转矩发生了转换。在不同瞬间进入了状态临界点。当负荷发生变化后,双侧驱动电机产生了明显的跳动现象。

从推土机行驶速度和实践的关系我们可以推算出推土机匀速运动的速度与两侧驱动电机输出的转矩值。在4秒的瞬间,推土机开始转向后,车速发生下降。左侧驱动电机输出转矩瞬间升高,右侧驱动电机输出转矩瞬间降低。两侧形成了转矩差。

通过实验,证明了推土机电传动的转矩值是由两侧驱动电机转矩的大小来决定的。电机产生的电能由回馈系统转向制动系统,再给电池充电,提高了台架系统的工作效率的同时,也避免了能源的消费。

在定传统试验台进行测试中,主要对发动机、机油压力、尾气温度等模块进行了测试。电传动模块测试包含了电流功率测试模块、驱动电机转矩转速功率测试模块等。

①在电传动整机系统中,发动机的工作温度与动力运行和燃料排放等有紧密联系。发动机的温度测试系统包括了整机测控系统。通过模型搭建和仿真试验,我们研究了电传动恒温控制系统的合理性。

②在温度测试系统的实验中,我们看到了发动机温度信号中的各种参数、数字、温度转换报警值黄台等。通过采样数据分析了模块路径归档模块的组成,通过温度测试系统,电传动的温度测量数据得到了全程监控,最后显示的测试曲线如图3所示。

③驱动电机的转矩、转速和功率显示出的部分参数具有关键参数的合理性。其经济性能、动力性能和控制性在某些方面与系统紧密联系。经过对电传动的转矩、转速和功率测试进行设计和模拟,驱动电机工作性能具有非常可靠的依据。

④通过实验我们看到电传动推土机在两侧驱动电机的输出功率是左右波动的。工程机械电传动试验台驱动电机的参数选型和功率可满足电传动台架的是按要求,并在电传动工程机械产品的开发和探索上具有很重要的指导意义。

⑤驱动电机在工程机械电传动实验中使用到的台架动力源和驱动电机之间不存在机械连接,只受到电功率的限制,因此工程机械电传动试验台系统的动力性能主要取决于驱动电机的电功率工作原理的运用。在进行工程机械电传动台架动力性能实验时,电动机输出的功率将被消耗掉,对台架系统测功装置不仅能够准确模拟出工程机械不同工程转台下的阻力大小,而且可以调节设备的准确率,实现远距离操作等测功系统的分析和设计。在实验中,对水力、磁粉、电涡流等电传动测功机进行系统远程控制后,当交流电力发生机械能转化和回收时,能量回收率可以达到百分之七十五以上。各种交流电力测功机省去了配套的设备,场地干净,环境无污染,加载系统精度高,保养环节少,成本低,实现了电传动台架的机械损失最小的目标。在国内外很多领域,如机械制造、汽车制造、船舶制造以及减速器等传动实验功率中得到广泛应用[6]。

7电传动技术的发展应用前景

电传动技术从最早的内燃机车的使用到后来的重型运输工具,在电力、电子器件等交流控制技术上发生了巨大的变化。随着双极晶体管的诞生和应用,高速铁路、动车以及风电领域中也开始加以广泛应用。可以说电传动技术的发展是随着技术的进步而不断发扬光大着。

作为全球共同的奋斗目标,绿色环保是当前国际国内热议和不断实践的课题。谁能做到节能减排增效,谁就会成为经济社会发展的鳌头。这将是未来全球经济发展的永恒主题和目标。工程机械产品属于重消耗、重污染的领域,使用燃料对于节能减排来说是头号敌人。如何提高燃料的利用率的同时还要确保对环境的无污染,使得电传动技术俨然成为工程机械制造业中的新宠,被视为未来使用电力、柴电混合动力的绿色能源之一。

电传动具有成本低、效率高的优势,这对于大型工程机械化来说是一个奋斗目标。在电机使用过程中,通过技术调整达到节能效果,是电传动方式对大型工程机械制造业的一大贡献。例如矿用电动轮自卸卡车就是矿业领域比较受欢迎的市场主导产品。

未来,电传动技术在机电制造业、电子技术业、计算机自动化控制业等多各领域将保持发展趋势,经过对核心零部件的研发与应用,必将使工程机械电传动技术不断在工程机械行业中得到更加广泛的发展前景。

8结语

电传动在工程机械领域的运用可以为工程建设实现高效低成本的目标,而且可以实现最大程度的节能减排。目前在大型工程机械制造领域首选的就是技术成熟、经济耐用的电传动方式。同时,工程机械大型化发展是国家节能减排的大势所趋。在电力制造、电机电子、计算机工控等很多领域和技术步骤中,都会运用到工程机械电传动技术。因此,电传动技术的应用将更加广泛和普遍。

参考文献

[1]谭刚,陈韬,李军,等.电传动技术在工程机械中的应用[J].电子测试,2014(13):88-90.

[2]赵丁选,巩明德,张志文,等.信息化对工程机械传动技术的影响[J].液压与气动,2013(9):1-9.

[3]赵亮.电传动技术在工程机械上的应用[J].黑龙江科技信息,2015(33):6.

[4]肖聪,黄超,陈炜,等.浅析电传动技术在工程机械上的应用[J].科技尚品,2016(3):78.

[5]马雷,李晓龙.关于信息化对工程机械传动技术的影响研究[J].山东工业技术,2014(10):117.

机械传动技术 篇10

1冶金机械设备中齿轮传动装置的技术应用

1 . 1齿轮传动装置的常规应用技术要点

第一,应当针对齿轮传动装置的转速参数和力矩参数实施针对性的调节处理,并以此保证齿轮传动装置能够完全满足冶金机械设备的整体性使用要求。

第二,应当针对齿轮传动装置开展传动活动过程中的具体路线进行合理分配,并在此基础上调节和控制传动技术活动的具体化方向以及空间位置。

第三,将整体冶金机械设备运行过程中的动力性因素,实施合成性或者是分流性处理环节。具体操作过程中,可以借助单独存在的动力源,将整体冶金机械设备中存在的动力源分别切分调配到多个需要动力支持的具体动力源中,并在多个独立动力源相互结合的处理背景下, 为整体冶金机械设备的运行提供技术支持条件。

1 . 2齿轮传动装置在冶金机械设备中的应用和制造技术要点

从现有的技术发展条件角度展开分析,冶金机械设备齿轮转动装置中安装和使用的齿轮技术构件绝大部分属于经历过渗碳、磨削以及淬火加工处理环节的硬齿面式齿轮技术构件。在通常性生产技术标准的指导约制条件下,在开展轧钢生产活动冶金机械设备的齿轮传动装置中,基本不会采用生产技术控制标准在HB300以下的齿轮技术构件。

齿轮技术构件的加工制造过程中,通常情形下应用的技术处理手段主要包含喷砂处理技术、齿根处理技术、压力淬火技术以及无损探伤技术四种类型,而在开展大尺寸齿轮技术构件制造活动过程中,通常可以应用齿轮焊接技术。

近年来,随着我国齿轮制造技术进度水平以及齿轮工件机械承载能力水平的不断提升,硬齿面齿轮技术构件在我国冶金机械设备部件构成体系中被广泛应用。这直接导致单斜齿构件结构在我国现代齿轮构件的设计以及生产制造环节过程中得到了大量且广泛应用。比如,上海宝山钢铁集团公司在炼钢冷轧机设备主传动结构或者双齿轮座中,大量使用具备这一技术结构的齿轮构件,并且该设备机组中完全没有安装应用人字齿轮。事实上,在存在技术结构性或者尺寸性限制的技术条件下,可以借助两个独立的单向斜齿轮技术构件,通过组合拼接的技术处理方式,共同构成人字齿轮技术应用结构。在钢铁厂冶金机械设备的部件构成体系中增加多流式传动装置的使用数量,能够实现在最小化的环境体积参数限制条件下, 完成对更大力矩的传送技术目标。因此,在钢铁厂冶金机械车间的日常生产技术活动开展过程中,为切实促进齿轮技术构件的机械承载能力能够顺利达到最高水平,通常可以采用变为齿轮或者延齿端修整等技术处理手段。 同时,在炼钢轧机设备齿轮传装置技术组成构件制造活动的开展过程中,应当保证技术参数的控制精度水平在80 % 以上。

1 . 3齿轮传动装置主要零部件结构的设计加工状况

现阶段,我国钢铁冶炼企业在开展冶金机械设备齿轮传动装置建设活动过程中,通常会在内部构件的安装结合方面倾向于选择焊接式结构完成部件之间的结构组成。同时,在这种部件组合条件下,齿轮构件的副结构同时存在着多种彼此不同的形式选择,其中主要包含轴齿轮、铸造齿轮、锻造带孔齿轮、镶圈齿轮以及焊接齿轮等具体形式。而从现有的技术发展状况分析,合金钢锻造齿轮以及焊接齿轮是最为常见的齿轮构件应用类型。但是, 在我国机械工业技术水平快速发展的背景下,更换齿轮副结构的部件应用类型对齿轮传动装置机械承载力水平的改善提升具备重要的技术保障作用。

1 . 4齿轮技术构件的制造材料及其热处理技术

在现代大型冶金机械设备的部件构成体系中,齿轮传动装置中最为重要的技术构成部件是齿轮轴、焊接齿轮齿圈以及齿轮结构。而在实际进行上述齿轮技术构件生产制造过程中,应当优先选取优质的合金钢材料作为齿轮技术构件的主要制造材料。通常,在制造调质齿轮技术构件过程中,推荐选用的主要材料包含38Si Mn Mo、42Cr Mo4以及35Cr Mo等,并且要求将制造材料的硬度控制在HB280~360。除此之外,在制造渗碳淬火齿轮技术构件过程中,推荐选用的主要技术材料包括20Cr Mn Mo、20Cr Ni4、20Cr Ni Mo以及25Cr2Mov等。在完成磨削处理环节后,要保证齿面结构的总体硬度水平达到HRC58~62,同时在一般性机械负载强度条件下,要保证渗碳层的深度参数以及有效硬化层的深度参数均达到标准技术规范的控制要求。在实际开展重承载齿轮构件应用活动的过程中,要针对齿面结构的应力分布特征展开针对性的计算处理,并切实关注这一部件在最大剪应力承载条件下的机械深度值,同时将这一参数的实际表现水平视为开展有效硬化层结构深度参数要求值可靠性衡量工作开展过程中的主要依据。

2冶金机械设备齿轮传动装置制造技术的未来发展方向

2.1更高水平的强度

现阶段,我国大型冶金机械设备中应用的绝大多数齿轮技术构件都属于硬齿面类齿轮构件,其总体的应用数量占比已经超过95%。因而,在齿轮制造技术的未来发展过程中,应当逐步提升生产制造材料的质量以及技术应用水平,并以此促进齿轮技术构件综合机械承载能力的改善提升。

2.2更高水平的精准度

在我国现有的大型机械设备构成体系中,通常普遍使用的都是以磨齿和硬刮削等为代表的精准加工式技术处理应用技巧,且通常都能够促进齿轮技术构件的加工制造精准度达到或者超过ISO6级,甚或是更高的技术水平,并在此基础上促进齿轮部件的粗糙程度达到Ra0.8~1.6的技术标准,有效保障齿轮构件能够顺利实现平稳转动的技术状态,降低齿轮技术构件在实际运行过程中的噪声强度。

2.3更加完善的技术性能

齿轮技术构件设计加工技术未来发展过程中的主要方向,在于模数不断增加以及齿数不断减少。未来在开展齿轮构件的传动技术活动过程中,也将会逐步普及运用柔性均载技术结构,并以此促进齿轮技术构件具备更加充足的机械承载力。

2冶金机械设备齿轮传动装置制造技术的未来发展方向2 . 1更高水平的强度

现阶段,我国大型冶金机械设备中应用的绝大多数齿轮技术构件都属于硬齿面类齿轮构件,其总体的应用数量占比已经超过95%。因而,在齿轮制造技术的未来发展过程中,应当逐步提升生产制造材料的质量以及技术应用水平,并以此促进齿轮技术构件综合机械承载能力的改善提升。

2 . 2更高水平的精准度

在我国现有的大型机械设备构成体系中,通常普遍使用的都是以磨齿和硬刮削等为代表的精准加工式技术处理应用技巧,且通常都能够促进齿轮技术构件的加工制造精准度达到或者超过ISO6级,甚或是更高的技术水平, 并在此基础上促进齿轮部件的粗糙程度达到Ra0.8~1.6的技术标准,有效保障齿轮构件能够顺利实现平稳转动的技术状态,降低齿轮技术构件在实际运行过程中的噪声强度。

2 . 3更加完善的技术性能

齿轮技术构件设计加工技术未来发展过程中的主要方向,在于模数不断增加以及齿数不断减少。未来在开展齿轮构件的传动技术活动过程中,也将会逐步普及运用柔性均载技术结构,并以此促进齿轮技术构件具备更加充足的机械承载力。

3结语

针对冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发展趋势, 本文从冶金机械设备中齿轮传动装置的技术应用以及冶金机械设备齿轮传动装置制造技术的未来发展方向两个具体方面展开详细论述,以期为相关领域的研究人员提供借鉴。

摘要：齿轮传动装置是冶金机械设备技术部件构成体系中的重要组成部分。做好齿轮技术构件的生产加工活动,对我国冶金机械设备生产加工工艺技术的稳定有序发展具有深刻影响。本文围绕冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发展趋势展开简要论述。

关键词：冶金机械,齿轮传动装置,制造技术

参考文献

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[2]杨宁.冶金机械齿轮传动装置的制造技术与发展趋势[J].中小企业管理与科技,2016,(2).

[3]刘忠明,王长路,张元国,张立勇,陈国民.中国齿轮工业的现状、挑战与2030年愿景——《机械工业工程技术路线图》齿轮部分解读[J].机械传动,2011,(12):1-6.

[4]赵韩,吴其林,黄康,邱明明,刘鹏.国内齿轮研究现状及问题研究[J].机械工程学报,2013,(19):11-20.

机械传动技术 篇11

关键词：设计制造；传动控制；液压技术

中图分类号：TH137

文献标识码：A

液压机械传动控制系统是一种流体传动与控制技术有效结合的先进技术，其主要包括动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件。该系統采用液体作为能量传动以及控制的有效介质，并由元件回路控制对能量进行传递。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用，特别是机械设计制造领域已离不开液压机械传动控制系统的大量使用，其也促使机械设计制造领域的不断发展，因此研究液压机械传动控制系统在机械设计制造中的实际应用情况意义重大。

一、液压传动技术概述

1.液压传动系统构成

液压传动系统是由多种元素组合而成，如控制装置、辅助装置。在运行过程中，它们发挥着不同的作用。一是动力装置。主要指的是液压泵，能够把原动机的机械能转化为对应的液压能，还能确保液压能满荷；二是控制装置。该装置能够合理控制液压传动系统组成元素，比如，工作介质的方向、压力大小，控制装置具有不同的类型，比如，方向控制阀、流量控制阀；三是工作介质。在日常运用中，主要采用的是矿物油，其具有多样化的功效，比如，可以给液压传动系统提供必要的传递能量。由于液压元件具有功率大、安装简单、易于操控等特点，而收获机长期处于恶劣工作环境下，结构形态多变，需要进行大功率传递等。因此液压传动系统被广泛应用于收获机械中，极大地提高了收获机械的操作性，智能化水平等。

2.液压系统泄漏原因分析

在液压系统中出现泄漏是最常见的问题，而泄漏问题又是多方面的。一是接头处渗漏油。液压设备系统的各液压元件之间均油管路通过接头来完成整个系统的连通，接头的连接出成为最容易出现渗漏油的地方，安装不当引起渗漏油。加工超差引起渗漏油；设备的工作环境较为恶劣，冲击和振动频繁，容易引起接头松动，造成渗漏油。二是管路渗漏油。管路安装时应按规定的弯曲半径，否则产生不同的弯曲内应力，在液压油的作用下逐渐产生渗漏。若弯曲处出现较大的椭圆度，当管内的油压脉动时，会产生纵向裂纹而漏油。三是液压元件阀的表面几何精度不够，阀的同心度不够或者磨损导致漏油；四是密封件的磨损或老化。密封件与运动件之间的长时间摩擦，会使密封件造成磨损，特别是有杂质的油液，会使密封件加大磨损而造成漏油。密封件工作时间长，受到各种腐蚀而老化，降低了密封性能，也是造成泄漏的常见原因。

二、液压机械传动控制系统的实际应用

目前，液压机械传动控制系统，很好地满足了不同行业和领域对于大型设备的机械设计制造需求。在机械设计制造行业中，使用液压机械传动控制系统，可以满足产业高集成化的需求。在保证工作效率的同时，尽量满足施工环境、条件等提出的要求。此外，液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中的集成化发展，也说明了我国已经掌握了正确的研发方向，可以研发出科学有效的产品，满足有关行业的生产需求和社会发展的需求，并实现产品价值的最大化。虽然在机械设计制造行业中，液压机械传动控制系统取得了较好的成果，但是液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中的应用还存在一些问题，限制了液压机械传动控制系统的发展。为了促进液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中的发展，必须要针对液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中应用的优缺点进行深入的分析，并采取有效措施解决问题，促使我国液压机械传动控制系统的技术和产品可以达到世界先进水平。液压机械传动控制系统逐步实现和计算机技术的有机结合，扩大其自身的应用范围和领域，更高效率地完成控制目标。液压机械传动控制系统可以更好的控制运动和运力参数，具有较好的传递效率，有效控制输出。总之，液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中具有广阔的发展前景。三、液压系统泄露的控制

1.减小泄漏常用的措施

液压系统泄漏原因分析可知，要想减少泄漏采用的方法无非是从结构件的配合间隙、密封件等等方面进行改进，但很难杜绝泄漏的发生。在此以外最用的方法是双向液压锁封油和补油保压装置。增设双向液压锁的方法是将油缸的正反两腔的油液封死，加强执行元件的位置定位，较大限度地减少泄漏，从而保证油缸长时间保持特定伸出量。但是在实际中时常会因系统中液压油污染或磨损，使双向液压锁阀芯密封不严，会产生漏油现象，在载荷的作用下使油缸缩回；增设补油保压装置的方法是利用蓄能器或泵站及时为油缸补油保压，从而保证油缸的定位，但是由于负载的不同，泄漏程度的不同，对于补压压力又不同的要求，过大过小都会导致油缸伸缩，不能保持长时间定位的目的。

2.液压系统的维护

由于液压系统故障异常的多样性和普遍性，同时作为矿用液压支架的核心动力装置，其对于安全生产的重要性不言而喻，因此在维护和保养过程中，必须细致落实，保障系统的安全，这是最根本的出发点。在维护和处理过程中，由于各生产经营单位不同，其对于相关维护工作的重视却应该一致，保障安全生产。

四、结束语

总之，随着机械制造技术的不断发展，新工艺的逐渐出现，以及机械制造的智能化，必然会对机械设计制造中液压机械传动控制系统提出更高的要求。因此，我们只有对其进行深入而细致的研究，弥补其自身不足与缺点，才能更好的体现出在机械制造中的作用，促进我国液压机械传动控制系统的快速发展。

参考文献：

[1]高艳红，张昌松.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用[J].时代农机，2016，（03）：74-77

机械传动技术 篇12

1 分析发电机组中机械传动的技术构造和原理

在分析发电机组的原理和构造时,可以从如下三个方面着手,即传动技术、风力发电中的电源构成以及偏航、变桨距的传动技术。第一方面是传动技术,它能够改变风力速度以及方向,从而使得风力的传动部件在设计以及配置方面需要更加重视质量的要求,即体现出构造简单、传输稳定以及最小化噪音的特点,这能够使得风力传动中可以起到较好的吸振以及缓冲的作用,即使出现超载的情况,也只是单纯在带轮的表面打滑,对其他的零部件不会造成任何的磨损。比较常用的形式有两种:一种是平带传动,另一种是V带传动。第二个方面是关于风力的发电机组,它主要由支撑塔架、蓄电池组、卸荷器、逆变器以及蓄电池的充电器等组成,而对风轮以及发动机的构成要件,风力的发电机组则是其中一个十分重要的技术,主要包含了风轮中的车毂以及叶片等构件,在叶片中可以对风力实施旋转而达到发电以及推动发电机进行机头转动的目的,这一技术保证了开发中的环保性。因此,在目前的发展以及改进中出现了绳带传动、齿轮传动以及链传动的技术,这些方式都极大提升了风力发电的效率。第三是对偏航的问题,主要采用的是宣安光,为了能够在实际应用中获得足够风能,需要将偏航机构的位置设计在迎风处,这有利于机械能够及时地追踪风向变化。如果风力机发生偏转时,就需要偏航加速,从而产生较大的冲击力距,使得偏航转速与加速度之间形成正比,增加其中的冲击力。

2 分析机组中的动力传动技术

由于风力自身的发电机组对环境的要求以及使用的情况较为特殊,因此,在动力传输技术方面,对传动的装置要严格要求。此外,由于风力具有许多不确定性因素,从而会严重的影响风力机组的稳定性,其中比较常见的情况有:风轮的变化多端以及异常载荷的情况,这会导致电网出现不稳定的状态,再者就是其中机舱的刚性不足,这会产生强烈的振动,而此时的传动技术能够在这方面发挥着重要作用。其主要的工作原理是:把风力中的发电机组通过传动链方式实施运作,而其中在风力的作用下,可以带动其他叶轮的转动,而叶轮和齿轮箱之间又可以将主轴的刚性连接起来,从而增加了带动的发电机实施转动,在风力转速较高时,发电机组可以在并网中实施发电。再者就是齿轮箱的内部在承担转矩以外,弯矩以及轴向力等还需要其继续发挥重要作用,此时需要通过齿轮箱的弹性支撑,达到吸收较大的冲击转矩,从而为风轮实施倾覆性的力矩以及径向力起着主要作用,前轴主要是起着支撑的作用,而后轴承则会将其中的载荷进转化为转矩,这较好地保护了风力中的齿轮箱。

3 分析直驱性的永磁型以及双馈异步的风力效率差异的原因

直驱性的永磁型发电机组具有良好的稳定性,而其中的功率因数由于难以调节,因此需要把传动的效率进行提升,在实际的应用中,它的效率没有双馈异步的风力效果好,可以在较低的风速区域时,直驱性的永磁型发电设备则具有明显的优势,它能够提供高效传动,而由于二者在驱动链的结构方面不同,其中双馈异步的发电机组含有齿轮箱,因而对它的维护成本比较高。在电机的种类方面也不同,双馈异步是电励磁,而直驱永磁型属于永磁性的,需要充分地考虑退磁的问题。此外,二者还在变流单元中不同,直驱永磁型的IGBT,单管的额定电流较大以及技术难度比较小,而双馈异步IGBT,它单管的额定电流较小,实施的技术难度也较大,由此导致了它们在传动效率方面存在差异。

4 风力发电对电能频率的控制问题

首先是风力发电中由于会受到风速的影响,如果出现不稳定的情况,就会使得风力机中的转速难以有效控制,因此,需要采取有效的措施加以控制,目前,对发电机采用基本是三叶片或者是水平轴,额定的转速大约是28r/min,这能够较好地把风力转换为动能,在一些较为大型风力的发电机组中,一般会采用的结构形式是变桨距式,这可以起动之后增大对转速的控制,使得风力机能够较好地起动一个性能和,从而使得功率的输出能够得到显著的改善,较好地提高发电自动化的运行速度。其次是对风力机中的转轴需要通过带动风力的发电机才能较好使得转轴进行旋转,在风力机的作用下,可以较好地在输入风能时出现改变或者是不稳定的状况,这需要通过一定的技术加以改进,目前,在处理这部分问题时还需要根据实际的情况进行控制,主要是由于在风力发电中,需要采用的发电机组具有较大的体积,而且其重量也可能会达到几十吨,因此,在工作中由于较大转动的惯量,会使得风力的发电机受到技术以及叶片材料所带来的制约,从而影响了转速,一般情况下的运行速度为18~28r/min,再加上机组的容量较大,而转速就会越低,为了解决这些问题,现在基本采用直驱式的发电机组,因为发电机中主要采用的是异步型的发电机,它的转速一般会受到电网频率的影响,所以它也只能在较小的范围中加以同步变化。而对定桨距中的风力而言,其发电机组会采用一个较高地差异步发电机以及双馈的异步式发电机,通过这样的方式可以使得机组运行的范围得到较好地增加,同时也使得风能的系数获得提高,进而降低了发电机组中所带来的噪声。最后,如果直接采用带有风力机转动的发电机而实施子旋转,这会使得输出的电能频率和实际电网频率在衔接方面出现问题,在风力的发电机组中,可能会发出电能的频率达不到50HZ,但未经过处理的变频电路,这就使得电能的质量难以稳定的提供电能。

在风力的发电技术中,未来发展的一个重要趋势是向着自动化系统的方向前进,因此,在风力的控制方面所出现的问题,需要进一步优化发电机组,进而实现对风能的集中以及远程的控制,通过不断地加强对电网的监督、机组中的运行参数统计等方式,有效保证电网能够得到安全以及可靠的运行,而对于风力的发电系统,需要在此基础上,增加一些例如传感器的检测仪器或者是技术,时刻的监测来自不同风向的风速,使得风力的发电能够较好地应对各种困难,进而提高系统的安全性、稳定性以及经济性。

5 结语

在多年的实践经验中,对风力的发电机组中机械传动的技术进行合理的分析与研究,从而使得风能能源能够得到高效的应用。本文结合实践工作情况,详细地分析了当前风力的发电机组中,在机械传动的技术中所采用的构造以及工作原理,进而有效地解决机组的动力传动问题,然后对风力中直驱的永磁型以及双馈异步的传动等,在效率方面的差异实施分析,从而为提升风能的利用率带来积极作用。

参考文献

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