_电力液压推动器结构与性能比较

电力液压推动器结构与性能比较 焦作市制动器高新技术研究所 关源勇 电力液压推动器主要是作为块式、 盘式制动器 的驱动装置, 广泛地应用于起重机等各种机器和机 构的机械制动。若通过电器控制和杠杆机构使其实 现顶压、 往复、 摇摆 、 圆周等运动形式 , 还可派上 更多的用场。 我国现产的电力液压推动器, 除了本世纪 60 年代上海起重电器厂推出的 YT1型双推杆系列产 品, 80年代中期原焦作制动器厂还引起了原西德 EMC 公司的 Ed 型单推杆系列产品 , 与此同时, 我 国各制动器生产厂家也 先后推出了 YT2、 YT3、 YT4、 YT5、 YT6等各型单推杆系列产品 。1996 年 , 我国在已有的 YT1型双推杆及 Ed 型等各单推杆系 列产品基础上, 经研究改进 , 又设计出来了结构 、 性能更趋完美的 Yd 型单推杆系列产品 ( 该产品已 获国家专利 , 专利号 ZL96206728. 8) , 本文就以上 各型电力液压推动器在结构与性能上的差异及 Yd 型单推杆电力液压推动器的优越性加以分析比较 。 1 YT1型双推杆电力液压推动器 该产品 ( 见图 1)的基本结构是电动机置于液 压缸上方, 2根推杆对称地固定在支持件两边 , 杆 体穿过缸盖从电动机两侧伸出 , 顶部用中间装有连 接块的横梁连接 。共用一个后盖板的上下 2个半开 式叶轮, 分别由支持件的中部通孔和活塞上的 4 个 暗孔吸入油液, 从活塞与支持构成的油液导向室中 活塞的 4 个暗孔壁外的孔隙间压出。这样的结构 , 使YT1型双推杆电力液压推动器必然存在以下一些 缺欠 : ( 1)油液压出流道有近半被活塞的 4 个暗孔外 壁阻塞, 导致能量容积损失增大, 机械效率较低 , 再加上2 根推杆的平行度和顶部受载的对称均衡性 难以保证 , 以致其每小时额定操作次数只有 720 次。 ( 2)整个结构比较繁杂 , 特别是双吸式的叶轮 结构更使活塞结构复杂化 。 另外, 径长之比很大的 2 根推杆, 还造成了传 力稳定性差的缺欠 。 2 Ed型各单推杆电力液压推动器 这类产品 ( 见图 2)的基本结构都是电动机位 于液压缸下部 , 叶轮在电动机的轴伸处悬臂安装, 液压缸为有套缸的双层结构 , 活塞或为圆形装在套 缸内, 或为环形套在套缸外 。高速旋转的叶轮和油 液导向盘可使油液在套缸内外往复流动。这样的结 构使 Ed 型等各单推杆电力液压推动器必然存在以 下一些缸欠 : ( 1)带套缸的双层缸体结构比较复杂。 ( 2)受套缸内径限制, 叶轮和活塞外径都无法 根据实际需要设计足够大的尺寸 , 这一方面对较大 推力规格的产品设计不得不采用 2 个叶轮叠装二级 增压这样既复杂, 又增加缸体高度的结构 ; 另一方 面由于活塞外径小 , 单位面积承压大 , 油液内压 高 , 为防止渗漏, 不得不选用昂贵的铝合金和工艺 难度大的压力铸造成型 。 ( 3)Ed 型等各单推杆产品无论是圆形活塞配 下吸式叶轮 , 还是环形活塞配上吸式叶轮 , 都是将 油液升高通过分油盘后再加压推动活塞上升, 这无 疑会影响到上升动作的灵敏性 ( 一般产品每小时额 定操作次数为1200 次) 。 另外在电动机轴伸处悬臂高速运转的叶轮对动 平衡性能要求很高 , 给叶轮制造增加了难度。 Ed 型等各单推杆产品虽然存在以上缺欠, 但 与 YT1型双推杆产品相比, 其推杆传力的稳定性、 每小时可操作次数及其使用寿命都要好一些, 不过 其成本与售价要比 YT1型双推杆产品高。 3 Yd型单推杆电力液压推动器 Yd 型单推杆电力液压推动器 ( 见图 3)是针 对我国现产的YT1型双推杆及 Ed 型等各单推杆电 力液压推动器所存在的上述缺欠而研制的专利新产 29起重运输机械 2000 ( 3) 图 1 YT1型双推杆电力液压推动器 1.连接块 2.横梁 3.推杆 4. 缸盖 5.液压缸 6.支持 7.活 塞 8.叶轮 9.限程套 10.隔板 11.滑套 12.电动机 图 2 Ed 型等各单推杆电力 液压推动器基本结构 1.连接块 2.推杆 3.液压缸 4.套缸 5.活塞 6.分油盘 7.叶轮 8.导油盘 9.电动机 图 3 Yd型单推杆电力液压推动器 1.连接块 2.护管 3.液压缸 4.推杆 5.活塞 6.叶轮 7.传动轴 8.电动机 品。其基本结构由电动机、 传动轴、 叶轮 、 活塞 、 推杆、 连接块等六大件构成 , 工作原理是:通电 时, 伸进电机轴盲孔中的传动轴及固定在传动轴上 的叶轮随电机一同高速旋转, 将油缸内活塞上部的 油液吸到活塞与叶轮下部 , 形成压差, 迫使活塞及 固定在活塞上的推杆随传动轴和叶轮以 10 mm/0. 1 s左右的速度一同上升 , 举起负荷;断电后, 推杆 在与之固连的各零件的自重及负荷压力下复位。叶 轮与活塞下部的油液则通过叶轮径向叶片间的流道 以 10 mm/0. 1 s 的速度被重新压到活塞上部。 该产品与 YT1型双推杆及 Ed 型等各单推杆电 力液压推动器相比, 优越性如下: 3. 1 造型新颖 , 结构精巧简单 Yd 型单推杆电力液压推动器的外形由底部带 有安装座的倒锥形电动机外壳和顶部装有推杆的圆 柱形缸体两大部分形成。电机壳与缸体外均有散热 片。它不像YT1那样有 2根很长的推杆外伸, 也不 像Ed 等各型那样在缸体外侧面偏置一个很大的长 方形气压室。Yd 型产品整体造型给人一种简洁秀 美之感。其内部结构也只有叶轮、 活塞 、 推杆和伸 到电动机轴盲孔中用滑键传递扭矩的传动轴 4 个零 件, 比YT1型减少了横梁 、 推杆、 缸盖 、 滑套、 隔 板、 支持等零件各一个和行程套管 2 个, 兼有油箱 功能的圆柱形单层液压缸, 不但比 Ed 等各型双层 缸构造简单 , 而且径向和轴向尺寸也较小 。 3. 2 性能好 首先 , Yd 型产品液压缸内活塞上部的油液是 由高速旋转的叶轮对其施加的离心力直接向活塞下 部喷射的, 它不像 YT1型那样油液压出流道有近半 被阻塞, 也不像 Ed 等各型那样油液是通过分油盘 孔道由下向上升高加压的。其活塞受力向上运动犹 如火箭造喷焰反力升空一样 , 动作特别灵敏, 每小 时最多操作次数可达 2400 次左右 , 远远高于 YT1 和 Ed 等各型的每小时操作次数, 可与制动电磁铁 媲美 。其次与 YT1型相比 , Yd 型只有一根长径之 比很小的推杆 , 传递推力非常平稳 。与 Ed 等各型 相比, 一是推杆外伸段有内外护管保护使推杆从缸 内推出时不受污染 ; 二是叶轮为双支点安装, 转动 非常平稳;三是单层的缸体结构很简单;四是无论 多大的推力 , 只需一个叶轮就足够了 ; 五是在同样 缸体外径和推力的情况下 , 其活塞受力面积要比 Ed等各型大得多, 油液内压要小得多, 因此现生 产的 Yd 型液压缸根本无需用昂贵的铝合金压铸成 型 , 只需普通的灰铁铸件, 只要没有气孔 、 砂眼等 铸造缺欠, 就不会出现渗漏现象 。 3. 3 规格全 、 相近规格零件通用率高 30起重运输机械 2000 ( 3) 现有的YT1双推杆及 Ed 型等各单推杆电力液 压推动器按推力分仅有 180 ( 230)N 、 250 ( 300) N、 450 ( 500) N、 900 ( 800)N 、 1250N、 1800 ( 2000)N 、 3200 ( 3000)N 等七种规格, 而 Yd 型 新型单推杆电力液压推动器则从 100 6300N 共有 20 种规格, 用户可以随意选用 。同时为使制造容 易, 维修方便, 还采用优化设计法 , 使相近规格零 件通用率高达 80%以上 , 20 种规格只有 4 种基本 结构 , 相近规格只需更换个别零件就可以了 。 3. 4 功能多 现有同类产品 YT1型双推杆及国产 YT2、 YT3、 YT4、 YT5、 YT6等各型单推杆电力液压推动器只有 固定的上升、 下降速度和固定的额定行程、 额定推 力等基本功能, 引进原西德 EMC 公司的 Ed 型单推 杆电力液压推动器虽附加有 3 种功能弹簧和上升 阀、 下降阀、 行程开关、 加热器等几种功能 , 但这 些功能附加装置的构造都比较复杂 , 成本与售价都 相当高 , 而 Yd 型单推杆电力液压推动器则具有包 括升降速度可随机无级调速功能在内的功能达 17 种之多可供用户选用 , 其中上升、 下降速度 、 操频 及行程选定等功能, 只需将一般产品加以调整, 无 需增加任何附加装置就可以实现了。另外 Yd 型产 品各种功能附加装置的结构都比较简单 , 附加成本 及售价都较低。 3. 5 与同类产品互换性好 Yd 型单推杆电力液压推动器系列产品是按照 我国现行的实用于 YT1型双推杆系列产品的 JB/ ZQ438886 标准和实用于 Ed 等各型单推杆系列产 品的 JB/T6406. 392 标准设计的, 因此用户完全 可以放心地用该产品取代现有 YT1型双推杆及 Ed 等各型单推杆电力液压推动器系列产品直接与制动 架配套安装 。另外 Yd 型单推杆电力液压推动器系 列产品的缸体比 YT1型及 Ed 等各型都要短一些, 其安装高度可通过改变推杆在缸外的伸出长度随意 调整, 由此还可克服现有同类产品因其固定的安装 高度大于制动架高时不得不另用底座与制动架分体 安装的缺欠 。 3. 6 成本低 , 售价廉 Yd 型单推杆产品的结构除了电动机与 Ed 型等 各单推杆基本一样 , 比 YT1型机壳大一些 , 其余零 部件比 Ed 型等各单推杆及 YT1双推杆产品既少又 简单, 因此其成本与售价比 Ed 等各型单推杆产品 都低, 与YT1双推杆产品可基本持平 。 综上所述 , Yd 型单推杆电力液压推动器系列 产品与现有 YT1型双推杆及 Ed 型等各单推杆电力 液压推动器系列产品相比, 具有造型新颖 、 结构精 巧简单 、 功能多、 性能好、 规格全、 相近规格零件 通用率高、 制造容易 、 维修方便 、 成本低 、 售价 廉 、 能耗小及与同类产品互换性好等优越性, 是 YT1型双推杆和 Ed 型等各单推杆电力液压推动器 理想的换代产品。 该专利技术产品现已由焦作市制动器高新技术 研究所开发 、 试制成功 , 并投入小批量生产, 经测 试 , 各项技术指标全部符合要求 。产品已开始投放 市场, 用户反映良好。可以预料 , 今后该产品在与 同类产品的市场角逐中将会成为用户的首选产品。 参 考 文 献 1 焦作市制动器高新技术研究所.Yd 系列单推杆电力液 压推动器产品样本及使用说明书. 2 单推杆电力液压推动器, 实用新型专利 :ZL96206728. 8 作者地址:焦作市陶瓷街东院 98 号 邮 编:454000 收稿日期:1999 -09-22 2000 年北京国际会议中心会展安排 第四届中国国际电子商务研讨会及展览会4月 6 日 8日 第三届中国废弃物资源与环保技术设备展暨交流会 4 月 16 日 21日 第三届亚太经社会环境与交通技术大会 4 月 26日 5