一种自动控制匀速缓降装置的设计

发布时间：2019-07-24 20:09

【摘要】：为解决现存缓降装置的一些缺陷,设计一种机械式自动控制匀速下降的新型实用缓降装置,将重力负载引起的弹力变形作用于液压阻尼机构的溢压阀,实现液压阻尼作用与重力加速度相抵消,从而达到匀速缓降的目的。该装置无需电源、无需人为制动,适用范围广,具有实际应用价值。
【图文】：

?4的上端及阀芯23的上端分别由导向架22上的第一导向槽27和第二导向槽28导向且能作上下方向滑动。第一齿轮20、第二齿轮25、溢流阀26安装在支座29上，支座29、液压泵16和导向架22分别安装在固定架的横杆1上面。因采用单向离合器，卷筒反向旋转时，不会造成液压阻尼机构的液压泵反转。但重力负载下降结束后，弹力装置复位，反向驱动溢流阀的阀芯旋转复位，使此装置回复到工作的初始状态［7］。设计的溢流阀采用滑阀式阀口，溢流阀9的阀芯23滑动时，溢流阀口30的开度Y发生变化，阀口截面积随着变化［6］。图1自动控制匀速缓降装置的结构示意图1.2装置工作过程当重力负载下降时，重力负载通过卷在卷筒6的钢丝绳牵引卷筒6，卷筒6带动中心轴7转动的同时也随中心轴沿滑槽13向下滑动，弹力机构中的拉簧2被拉伸，一方面，，卷筒6转动时通过中心轴7带动单向离合器8闭合工作，通过主动同步轮9、同步带19、从动同步轮17传动带动液压泵16旋转工作，液压泵16工作时油液经回油路15、溢流阀26的溢流阀口7回油箱，另一方面，卷筒6随中心轴7沿滑槽13向下滑动时，带动驱动机构的控制杆14向下移动，控制杆14通过其上的第一齿条21带动第一齿轮20、第二齿轮25，第二齿轮25通过第二齿条24带动阀芯·64·机床与液压第45卷

貉贡?6的出口工作压力，影响液压泵16输入轴的阻力转矩，从而阻碍液压泵16的旋转，再通过从动同步轮17、同步带19、主动同步轮9控制卷筒6的转动，当阻力矩与下降力矩平衡时，最终会实现匀速下降。1.3设计分析设计的目的是提供一种无需电源、无需人为制动且可保持不同重力负载匀速下降的自动控制匀速下降装置。此装置的主要工作原理是利用弹力机构测定不同负载，经传动机构作用于液压阻尼系统，产生不同的阻尼作用，通过液压阻尼将动能转化成热能，并以热能的形式消耗掉，以确保下降速度的均匀。设计的功能方框图如图2所示，虽然是开环设计，但处理好各控制量关系已足以达到设计目的。图2自动控制匀速下降装置的功能方框图负载从一定高度下降时，其初始势能是一个确定的常数，根据能量守恒定律有［8］:PE=PD+PK+Ph=1/2mv2+1/2kf2+Ph式中:PE为处于一定楼层高度的负载势能;PD为负载下降过程中的动能;PK为弹簧伸长的势能;m为负载质量;v为负载缓降时的下降速度;k为劲度系数;f为弹簧在工作载荷下的变形量;Ph为液压阻尼。由弹力公式F=kf可知(其中k是劲度系数，f是负载引起弹簧伸长或缩短的长度值):因机构的传动相应地引起阀口开度Y变化，因此弹簧变形长度值f与阀口开度Y可设计成反比例关系［9］。溢流阀的阀口设计成薄壁型小孔，流量与小孔面积成正比，改变该面积的大小，可以调节流过小孔的流量。由流量阶跃变化时溢流阀的进口压力响应特性可知:阀口大小调定后，压力大幅变化及振荡很快消失，进口压力趋向一个稳定的背压定值p0，背压影响液压泵输入轴的阻力转矩。弹簧的伸长引起阀口开度Y变小，调节液压阻尼增大。液压阻尼增大会产生两个作用:一个是实现阻力矩与下降
【作者单位】： 茂名职业技术学院机电信息系;
【基金】：广东省科技计划项目(2014A070713004) 茂名职业技术学院重点科研项目(20140602)
【分类号】：TH122


本文编号：2518842