液压传动论文：大卷筒底径的液压张力机结构设计

1、液压传动论文：大卷筒底径的液压张力机结构设计摘要：随着我国用电需求的增加，输电线路建设快速发展，对大截面导线的需求越来越大，因此研制更大卷筒底径的液压张力机是很有必要的。文章对大卷筒底径的液压张力机进行了分析，然后给出了大卷筒底径的液压张力机结构设计方案。关键词：液压传动；大卷筒底径；张力机；设计近几年，随着用电需求的增加，国家西部水电东送和北部能源基地火电东送政策的实施，全国输电线路建设快速发展，特高压输电线路已在我国投建。特高压输电线路的输电距离远，导线截面大，如宁东山东特高压直流660 kv直流工程拟应用1 000 mm2大截面导线，以后有可能应用更大截面的导线。大截面导线的架线施工对牵

2、张设备要求越来越高，展放大截面导线需要大直径放线卷筒的张力机，而目前国内外现有的张力机放线卷筒均不超过小1 600 mm为确保导线的展放质量，按照dl/t8752004输电线路施工机具设计、试验基本要求中张力放线机主卷筒槽底直径d40d100 mm的要求，考虑今后的发展，研制更大卷筒底径的液体张力机是很有必要的。1大卷筒底径的液压张力机设计文章依据2008 年7 月16 日国家电网公司建设运行部召开的1 000 mm2大截面导线制造和施工机具研讨会意见，进行放线卷筒为小1 700 mm 的ty-270液压张力机设计，各项参数设计如下。1.1基本参数1000 mm2 和1120 mm2导线各参数

3、如表1所示。根据上述导线计算拉断力，并兼顾1 120 mm2大截面导线，参照国内外张力机的参数和2008 年7月16日国家电网公司建设运行部召开的1 000 mm2 大截面导线制造和施工机具研讨会意见，ty-270液压张力机性能参数确定如下：1.1.1技术参数确定为使张力机在施工作业过程中满足额定制动张力的要求，根据1000 kv 架空送电线路张力架线施工工艺导则有关公式：ttpkt式中：t为张力机单导线额定制动力，n；kt为选择t 的系数，取0.180.2；tp为导线的保证计算拉断力，见表1。最大张力tmax：270 kn 或1140 kn；持续张力t：265 kn或1130 kn；最大回牵

4、力pmax：260kn或1130 kn；最大持续放线速度vmax：5 km/h；最大回牵速度v max：22.5 km/h。1.1.2结构参数设计根据1 000 mm2和1 120 mm2导线的外径，并广泛征求各输变电公司实际应用要求，ty-270液压张力机的结构参数以外径小45 mm导线为主进行设计。放线卷筒槽底直径d：1 700 mm，d40 d-100=4045-1001 700 mm。槽型设计。张力机放线卷筒槽型推荐型式为：以mc尼龙为衬垫时采用浅槽型、以合成橡胶为衬垫时采用深槽型，且应保证导线连接器顺利通过。槽数确定。为保证尾部导线张力蕊500 n，放线卷筒承受最大放线张力时，被展放

5、导线同放线卷筒轮槽之间不打滑，必须满足下列关系。n1/2lnt1/t2=1/20.15ln70/0.55.24式中：n 为导线在张力轮上的有效包绕圈数；为导线和张力轮槽之间的摩擦系数，取0.15；t1为张力机最大张力，t170 kn；t2为尾部张力，t20.5kn。圆整后取约值6 （导线轴架尾部张力为0n 3 000 n 连续可调，考虑整机的宽度）。1.2结构原理1.2.1结构特点ty270液压张力机采用液压传动，单纵梁，单桥双轮胎拖车式结构，并配有供驱动导线轴架的动力源液压管路接口。两组放线卷筒和控制箱设置于纵梁的一侧，发动机、主液压泵、散热器及风扇、油箱置于纵梁的另一侧。和两组放线卷筒大齿

6、圈相连的两主液压马达、制动器、减速器总成在卷筒之间上下布置，结构紧凑。控制箱布置在放线卷筒侧，挂在放线卷筒的连杆上，受发动机噪声影响小，而且集中控制，便于监控被展放的导线。机架采用拖车式机架，v字形支撑梁结构。为了减少体积和重量，使现场运输和转移更方便，采用两轮拖挂式结构。轮胎横梁有加固措施，拖架部分与国产拖车的拖钩配套。配有气刹和手刹两套刹车系统，气刹系统与前面拖车的刹车系统相连、配套。设计过程中，放线卷筒轴的力学模型为悬臂梁，在放线卷筒轴间的连杆下方设置一辅助支撑，以改善张力机在运输过程中放线卷筒轴的受力状况。1.2.2传动部分采用两套独立的液压回路分别实现张力机张力放线卷筒的驱动和辅助控

7、制，按照张力放线过程中送线、牵引和张力工况的实际要求，两组放线卷筒在发动机驱动下可实现主动正、反转；考虑到大张力跨越的特殊情况，可实现两组放线卷筒的并轮作业，使能提供的制动张力倍增，以保证达到要求使用的张力。主传动：采用康明斯水冷柴油机，带动力士乐双向变量液压泵，用以驱动2 个力士乐定量（柱塞）液压马达。2 个液压马达分别通过力士乐行星减速器连接一对开式齿轮，经开式齿轮带动双摩擦放线卷筒进行牵引作业。张力工况时，由被展放的导线拉动双摩擦放线卷筒通过增速器（行星减速器增速用）带动液压马达（作液压泵运转）旋转。辅助传动：由串接安装在变量泵后部的双联齿轮泵驱动导线轴架的液压马达、风扇液压马达、前支腿

8、顶升液压缸、制动液压缸。1.2.3制动部分张力机的制动器为液压开启的常闭机械式制动，在工作时，系统中产生高压油，打开制动器。当发生系统失压、液压回路故障、液压制动器失压时，制动器靠其复位弹簧使其自动制动，可防止发生“跑线”事故。1.2.4导线轴架部分导线轴架为分体式结构，通过液压胶管同主机相连，并由两套独立的操作系统分别控制各自的导线轴架。导线盘上导线进出放线卷筒的尾部张紧力的调节、速度的匹配、导线盘的转动、停止都可在张力机的控制系统中进行集中控制，且操作简单、方便，显示直观。导线轴架轴径小95 mm，采用机械式丝杆顶升机构，操作简单、性能可靠。适用线盘：线盘最大直径3 000 mm，最大线盘

9、宽度1 900mm,最大线盘重量10 000 kg。1.2.5操作控制系统ty270液压张力机的控制箱设置于张力机放线卷筒侧，可有效地监控导线进、出放线卷筒，同时通过放线卷筒，使其和发动机隔离，减少了发动机噪声对操作人员的影响。液压系统控制部分、发动机动力控制部分、冷却部分和导线轴架控制部分的操作全部安装在同一操作箱内，结构更紧凑，显示更直观、准确，操作及控制更方便。为使张力机操作简单、方便，张力机控制可采用电控和微处理器智能控制，本机采用电控。在张力工况时，两组放线卷筒上对应导线的张力可通过控制箱内两个独立的张力调节旋钮进行调节。在牵引作业时，通过操作牵引速度及方向控制手柄，可控制放线卷筒正

10、、反方向和牵引速度；通过分别控制两组放线卷筒的“工况选择”旋钮，可实现两组放线卷筒同时工作或分别独立工作。当要求放线张力或牵引力大于70kn 时，在把两组放线卷筒用机械方式并在一起的同时，将“并轮模式”旋钮置于“并轮”位置，使液压回路也并联在一起。冷却风扇的工作状态由液压油温度自动控制。张力放线过程中，主液压马达输出的液压油经溢流阀节流产生热量，使液压油温迅速升高，为使张力机能持续工作，必须将液压油温度控制在一定的范围内，而液压油的冷却是通过冷却风扇来实现的，故冷却风扇工作时间的控制颇为重要。本机冷却风扇的工作状态由液压油温度自动控制，当液压油温度达到设定值时，温控开关自动开启，冷却风扇开始对

11、液压油进行冷却；当液压油温度低于设定值时，冷却风扇停止工作，同时设有手动（提前开启风扇液压马达或自动控制失灵时用）控制开关。冷却风扇的速度通过调节阀进行调节控制。尾部导线张力的大小可通过“尾车压力调节”旋钮进行调节。两组放线卷筒的尾部导线张力大小可分别调节，压力值由对应的“尾车压力表”直观显示。2工作原理ty-270液压张力机的液压系统由各自独立的主系统和辅助系统组成，主系统为主变量液压泵和两定量主液压马达组成的闭式系统，辅助系统为由定量液压泵和风扇液压马达、顶升液压缸、制动液压缸及驱动导线轴架的液压马达等组成的开式系统。张力放线工况时，被展放的导线拉动双磨擦放线卷筒通过增速器带动两主液压马达转动，使其以液压泵方式运转，向液压系统输出液压油。该液压油经溢流阀节流产生热量，并使双磨擦放线卷筒上产生阻力矩，再经冷却器冷却后，又回到液压马达的进油口，自成闭式循环。放线张力的大小可通过调节溢流阀的开启压力大小来实现。牵引工况时，其液压系统的工作原理同一般的液压传动牵引机基本相似，形成一个双向变量液压泵和定量液压马达组成的闭式系统。通过改变变量液压泵进出油