气动葫芦结构原理

随着修船发展,坞期控制已经成为船厂生产安排的重点,特别是在直接影响坞期的轴桨舵系修理工程中,大吨位起重吊拉越来越多,如船舶推进器的质量可达百余吨。由于修船坞期短平快的特点,专用轴桨作业车和大吨位滑轮组满足不了坞期要求,目前各船厂广泛采用气动起重机 ( 以下简称气动葫芦) 进行吊装作业,取得了不错的效果。

结构原理

气动葫芦主要由动力部分、传动部分和承重部分组成,附属服务配件包括风管、风包、气动3联件等。

动力部分

该型气动葫芦采用带制动功能的叶片式气动马达作为动力输出,主要部件包括定子、转子、叶片、弹簧胶圈。叶片式气动马达适用于需要带负载频繁启动、无极调速、经常改变旋转方向以及防爆安全的场合,特别是其适应负载的软特性,即随着负载增加,马达的转矩增加、转速降低,马达的工作压力也会随之增大。当超过马达最大输出转矩时马达自动停转,并不会产生故障。

马达制动部分

  1. 内部制动。在定子内腔两端面上设有摩擦面,一面为定子固定端面,另一面为活动摩擦面,在外部弹簧力作用下活动面挤压转子,两侧形成制动力,从而使马达处于常制动状态。工作时,马达内腔气压克服弹簧力顶开活动面,转子旋转,当气压降低则马达制动。主要用于15 t 及以下较小吨位气动葫芦。
  2. 外部制动。形成制动的3个摩擦面从左至右依次为定子壳体制动面、固定在转子轴上的刹车片和固定在定子上的弹簧刹车碟。工作时,气压通过控制气路作用于汽缸活塞,当压力足够,汽缸活塞伸出一定长度,通过杠杆作用,压缩弹簧刹车碟片厚度,使 3 个制动摩擦面脱离,刹车打开。当风压减小,金属弹簧刹车碟在自身弹簧力作用下恢复初始厚度,形成制动。这种制动形式主要应用于25~100t大吨位气动葫芦。
  3. 控制气路原理。当拉动起升开关,手动换向阀 K 切换至左位, A 路进气,主气路至马达,控制气路经过载保护回路打开刹车。过载保护回路的工作原理: 拉动起升开关,压缩空气一路经换向阀 K1 到达梭阀、刹车汽缸,使刹车打开马达工作,一路经节流至气室C,延时升压,K2 保持断开; 随负载变大,气马达软特性的特点使 A 路工作压力相应变大,气室 C压力升高至克服 K2 预设弹簧力,则换向阀 K2 切换左位输出信号,使 K1 断开,马达刹车,达到过载保护作用。当拉动下落开关,B 路进气,主气路至马达,控制气路打开刹车汽缸,并确保 K1、K2均恢复右位。

传动部分

结构为带过载保护功能的减速箱,包括消音器、行星减速齿轮组及过载保护三部分。

(1) 消音器。设在减速箱后端盖,为高温烧结金属颗粒透气板,压力空气经马达做功后降噪排出。

(2) 行星减速箱。气动马达直接输出的高转速通过行星减速箱减速后输出到链轮,带动链条工作。由于减速箱为全封闭式,厂家定义为终生免维护,因此一般情况下尽量不要拆卸。

(3) 过载保护。所有的气动葫芦都设计有超载保护机构,主要有以下2种形式。

机械摩擦盘式,由调整螺丝、压盖、蝶型弹簧和压在行星齿轮组外侧的摩擦盘组成。当摩擦盘的静摩擦力足够大时,行星齿轮组不动从而带动链轮工作; 当负载产生的力大于设定值时行星齿轮组转动,马达空转而链轮不工作。过载保护的调节是通过调节蝶型弹簧的弹力来实现的。

通过限定系统工作压力的过载保护,通过设定换向阀 K2 弹簧预紧力可以设定系统的过载保护压力,当提升超过气动葫芦的预设重量时,工作压力升高至设定值,系统过载保护启动,只能进行下落动作。一般预设的过载保护重量是额定重量的1.25倍。

承重部分

主要由上下钩头、链轮、链条组成。