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發(fā)動(dòng)機(jī)

在供電方便的貯木場作業(yè)的常采用電動(dòng)機(jī);在伐區(qū)作業(yè)的多采用內(nèi)燃機(jī)。

卷筒的數(shù)目

卷筒的數(shù)目根據(jù)作業(yè)要求決定,有單筒、雙筒、三筒以及多筒幾類。中國研制的絞盤機(jī)多為雙筒和三筒的。索道絞盤機(jī)的卷筒容繩量較大, 一般在500~1000米左右,鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度也較大,

除配置2個(gè)以上的卷筒外,還配有摩擦卷筒。裝車絞盤機(jī)的卷筒容繩量較小,一般在50~200米左右,鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度也較小,常配有2個(gè)卷筒。單卷筒絞盤機(jī)只能單向牽引,主要用于木材小集中等輔助作業(yè)或單向起升、牽引作業(yè)。

纏繞卷筒均為多層光面以適應(yīng)容繩量大的需要,而摩擦卷筒一般為曲面形。為使每個(gè)卷筒都能獨(dú)立工作,還設(shè)有獨(dú)立的卷筒離合器和卷筒制動(dòng)器。

制動(dòng)器還起控制速度的作用。有些索道絞盤機(jī)還裝有風(fēng)扇控速器,利用風(fēng)扇克服空氣阻力所消耗的能量來降低卷筒的轉(zhuǎn)速,以達(dá)到部分控制速度的目的。卷筒離合器和制動(dòng)器由杠桿或液壓傳動(dòng)裝置操縱。

絞盤機(jī)按底架型式分固定式和自行式兩類:固定式絞盤機(jī)以框架式爬犁為底架,作業(yè)時(shí)用鋼絲繩固定在附近的樹根或地面木樁上;自行式絞盤機(jī)以拖拉機(jī)、汽車或其他車輛的底盤為底架,作業(yè)時(shí)放下支腿撐地,必要時(shí)采取臨時(shí)加固措施。絞盤機(jī)技術(shù)性能的主要參數(shù)有:卷筒數(shù)、卷筒最大牽引力、卷筒容繩量、鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度等。

JS1-0.4A型便攜式絞盤機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示,主要由主機(jī)部件、卷筒部件、減速器部件和機(jī)架部件等組成。

根據(jù)對(duì)應(yīng)用結(jié)果的調(diào)查分析,JS1-0.4A型便攜式絞盤機(jī)存在的主要問題和不足體現(xiàn)在:

1、成本比較高;

2、動(dòng)力和減速器連接通過一塊類似油鋸導(dǎo)板的撐板支撐,撐板強(qiáng)度不足,長時(shí)間使用撐板容易變形;

3、擺線針輪減速器制造工藝較復(fù)雜,成本較高;

4、卷筒離合器安裝在卷筒中間,加工和安裝工藝都較復(fù)雜;

5、人工攜帶時(shí),提握用力不平衡,長距離攜帶時(shí)工人較容易疲勞。

JS1-0.4B型便攜式絞盤機(jī)

針對(duì)JS1-0.4A型絞盤機(jī)存在的不足,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì),形成新的便攜式絞盤機(jī)JS1-0.4B。該機(jī)由皮帶輪組、減速器、機(jī)架、導(dǎo)索架、卷筒、軸端離合器、主機(jī)固定螺栓、主機(jī)、固定環(huán)等部件組成,如圖所示。

JS1-0.4B型絞盤機(jī)的工作原理與JS1-0.4A型絞盤機(jī)的工作原理基本相同,即由油鋸提供動(dòng)力,經(jīng)1級(jí)皮帶輪減速和2級(jí)斜齒輪減速,帶動(dòng)卷筒及纏繞在其上的鋼絲繩,實(shí)現(xiàn)牽引物料(拖集木材)的功能。

JS1-0.4B型便攜式絞盤機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、減速裝置優(yōu)化

減速裝置是便攜式絞盤機(jī)的主要組成部分,其設(shè)計(jì)合理與否對(duì)整機(jī)的使用性能和成本都有很大影響,應(yīng)該綜合考慮設(shè)備使用要求及其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行選擇。兩種絞盤機(jī)的減速裝置組成相似,都是由皮帶輪組和減速器組成。

JS1-0.4A型絞盤機(jī)采用擺線針輪減速器,性能雖然符合要求,但其質(zhì)量較大、成本較高。經(jīng)過反復(fù)比較,JS1-0.4B型絞盤機(jī)采用市場上使用較廣的2級(jí)斜齒輪減速器,其外殼采用鑄鋁,具有重量輕、體積小、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)工藝簡單、精度易于保證、成本低廉。兩種絞盤機(jī)因采用的減速裝置結(jié)構(gòu)不同,其重量和成本均有明顯差異。JS1-0.4B型絞盤機(jī)的減速裝置重量和成本分別比JS1-0.4A型絞盤機(jī)降低36%和68%。

與JS1-0.4A型比較,JS1-0.4B型采用2級(jí)斜齒輪減速器,減速比更大(i2=57.6),因此皮帶輪組減速比可以大大降低(i1=2),可減小大皮帶輪直徑,減輕皮帶輪組重量。經(jīng)皮帶輪組和2級(jí)減速器減速(總減速比 i=115.2)降為適應(yīng)小集中工藝的卷筒轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為6000 r/min時(shí),卷筒轉(zhuǎn)速為52.1 r/min。經(jīng)計(jì)算,卷筒中層繩速為0.40 m/s,相應(yīng)牽引力為57.01×10N,鋼索速度與人員隨拖集木跟進(jìn)的速度相適應(yīng)。南方林區(qū)的擇伐和撫育間伐木材材積一般為0.1~0.3 m/株,改進(jìn)后的絞盤機(jī)卷筒牽引力完全能滿足木材小集中作業(yè)的要求,同時(shí)適應(yīng)南方林區(qū)復(fù)雜地形的使用要求。

2、離合器優(yōu)化

離合器是絞盤機(jī)主要操縱部件,由于卷筒轉(zhuǎn)速較慢、轉(zhuǎn)矩大,所以選擇牙嵌式離合器。但JS1-0.4A絞盤機(jī)卷筒離合器由于設(shè)計(jì)在卷筒里面,而卷筒內(nèi)部空間狹小,不僅制造、安裝離合器不方便,工藝復(fù)雜、制作成本較高,而且開合離合器的手柄結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、強(qiáng)度較低、安裝困難。為了克服JS1-0.4A絞盤機(jī)卷筒離合器設(shè)計(jì)的不足,JS1-0.4B絞盤機(jī)卷筒離合器設(shè)計(jì)為軸端離合器。離合器安裝在傳動(dòng)軸的軸端,被動(dòng)離合器與卷筒固定連接,主動(dòng)離合器一端穿過被動(dòng)離合器中間孔與減速器輸出軸花鍵滑動(dòng)連接,工作時(shí)離合器手柄往里壓,主被動(dòng)離合器結(jié)合,動(dòng)力通過減速器輸出軸、離合器傳遞到卷筒。當(dāng)離合器手柄往外壓時(shí),主被動(dòng)離合器分離,傳動(dòng)鏈斷開。這種離合器結(jié)構(gòu)、制造工藝簡單,安裝方便,同時(shí)由于軸端空間充分,離合手柄安裝自由,可以制成結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的形狀,從而既能保證工作可靠,又可有效降低制造成本。

3、傳動(dòng)帶的調(diào)整與底盤的置換優(yōu)化

帶傳動(dòng)張緊度是影響帶傳動(dòng)效率的重要因素。JS1-0.4A絞盤機(jī)傳動(dòng)帶松緊度雖可以通過撐板長度調(diào)整,調(diào)節(jié)方便,但發(fā)動(dòng)機(jī)和卷筒部件亦靠這個(gè)撐板連接,在工作時(shí)連接皮帶輪組產(chǎn)生的拉力就完全作用在撐板上,而撐板是一個(gè)薄壁的懸臂梁結(jié)構(gòu),在拉力作用下容易變形,從而使動(dòng)力和卷筒組件相對(duì)位置變化,兩皮帶輪將產(chǎn)生不共面現(xiàn)象,影響皮帶傳動(dòng)的效率和使用壽命。JS1-0.4B絞盤機(jī),利用油鋸動(dòng)力的原有握把手柄的固定螺釘孔,用高強(qiáng)度螺釘固定在機(jī)架上,固定結(jié)構(gòu)與油鋸動(dòng)力原有把手機(jī)構(gòu)結(jié)合,穩(wěn)定可靠。當(dāng)JS1-0.4B型便攜式絞盤機(jī)工作時(shí),由于牽引鋼絲繩對(duì)卷筒所產(chǎn)生的拉力與皮帶作用在卷筒上的拉力方向相反,從而一定程度上可防止皮帶變松,故皮帶松緊度并不需要經(jīng)常調(diào)整。因此JS1-0.4B絞盤機(jī)的皮帶松緊程度設(shè)計(jì)成卷筒部件與機(jī)架螺栓固定,機(jī)架上銑出長方孔與螺栓配合,使卷筒部件可沿著機(jī)架縱向調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)好皮帶松緊后鎖緊螺栓,經(jīng)實(shí)際應(yīng)用證明該方案可行,優(yōu)點(diǎn)明顯。

4、導(dǎo)索架優(yōu)化

JS1-0.4B導(dǎo)索架設(shè)計(jì),按照人機(jī)工程學(xué)的原理設(shè)計(jì)成倒U型,在搬運(yùn)移動(dòng)時(shí)可與油鋸手柄配合形成雙把手結(jié)構(gòu),單邊手提重降低1倍。根據(jù)人體活動(dòng)的耐力特征,人體用力大小與持續(xù)時(shí)間之間存在一種非線性的反比關(guān)系,因此這種設(shè)計(jì)有效降低設(shè)備使用者的搬運(yùn)疲勞強(qiáng)度,延長工人的持續(xù)搬運(yùn)時(shí)間。同時(shí)將導(dǎo)索架桿加大至卷筒壁內(nèi)側(cè)5mm,鋼絲繩可在卷筒全長范圍內(nèi)均勻分布,避免出現(xiàn)JS1-0.4A型絞盤機(jī)鋼絲繩容易纏繞成腰鼓形的現(xiàn)象。