氣控?fù)Q擋裝置的設(shè)計與應(yīng)用

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1、氣控?fù)Q擋裝置的設(shè)計與應(yīng)用梁建成(勝利油田高原石油裝備有限公司，山東東營257000)摘要:設(shè)計了一種牝控?fù)Q捋裳解決了三個方面的冋題:一是在手動換檔狼卓實現(xiàn)的場合,可實現(xiàn)遠(yuǎn)理氣擔(dān)鋼換擋;二是通過運程牝壓控制,可使換挎齒輪正反輕微轉(zhuǎn)動.實現(xiàn)微調(diào);三是在遠(yuǎn)程控制宣觀案儀表,可以及時了解傳動系疑所處坎態(tài)。關(guān)鍵詞:換檔;齒式離合耳；微擺裝置：毛拉中圖分類號:TE9文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文童壤號:1672-545X(2009)04-0144-02在設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)時，根據(jù)不同的工況往往要設(shè)計數(shù)個檔位，獲取高速、低速和空檔。由于受結(jié)構(gòu)限制，或者操作環(huán)境的限制，有時不允許采用機(jī)械手動換擋，必須采用氣控制換擋。在

2、狹窄的空間或者密閉的空間環(huán)境下，本文因地制宜合理利用空間，設(shè)計了巧妙的氣控?fù)Q擋裝利用撥叉，通過齒式離合器的掛合與摘開,盡管可實現(xiàn)高、低、空檔,但齒式離合器的齒與齒往往無法恰好對齊，造成換擋困難。本文設(shè)計了微擺裝置輔助氣動換擋,不僅可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,而且既便捷又省力地實現(xiàn)換擋;通過對控制系統(tǒng)的合理設(shè)計，可在遠(yuǎn)程控制室觀察儀表，及時了解傳動系統(tǒng)所處的狀態(tài)。1氣控?fù)Q擋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計整個機(jī)械傳動系統(tǒng)處在一個機(jī)油強(qiáng)制潤滑的密閉空間中，需要實現(xiàn)換擋的軸在結(jié)構(gòu)的中間，很難實現(xiàn)手動換擋。如果采用氣控?fù)Q苕，必須考慮將控制裝置設(shè)計在整個結(jié)構(gòu)的上部，而且徑向尺寸不能太大。因此設(shè)計將氣缸的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為立軸的正反

3、轉(zhuǎn)動,從而驅(qū)動撥叉軸向移動實現(xiàn)換擋。氣控?fù)Q擋裝置的結(jié)構(gòu)如圖lo⑴三位代紅；(2肢桿；(3皿板；⑷頂桿淙(5睛桿；(6曲眥(7滋叉；⑻外齒空套呈輪1;(9)齒式厲合器；8外齒；0D外齒空姿鏈輪2;03?*；蹄承座；g摩揮輪；耐接盤；合器；師擺機(jī)構(gòu)微擺裝置結(jié)構(gòu)如圖2oB向①小PI；②擺動1T；③大代缸：④固定座圖2徹?fù)аb■結(jié)構(gòu)圖由圖可知，氣控?fù)Q擋裝畫分為三個部分：(1)控制氣缸水平娶動機(jī)構(gòu)。氣動控制⑴三位氣缸帶動⑵拉桿水平移動，(2曲桿拉動(5膚桿轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動(6溜軸轉(zhuǎn)動。同時,(2庖桿水平移動帶動(3)頂板觸碰兩個⑷頂桿閥，發(fā)出不同的控制信號。(2)撥叉換擋轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。(5膚桿轉(zhuǎn)動迫使(

4、6睛軸轉(zhuǎn)動,(6)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動驅(qū)動(7腹叉水平移動，從而驅(qū)動(9曲式離合器與(8)外齒空套鏈輪1或01)外齒空套鏈輪2掛合，當(dāng)不驅(qū)動時處于中位即空擋。(3)微擺裝置實行微調(diào)機(jī)構(gòu)。給①小氣缸充氣，調(diào)節(jié)③大氣缸的充氣壓力,(T"氣胎離合器在轉(zhuǎn)矩差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動0^軸及(0外齒轉(zhuǎn)動,通過微調(diào)③大氣缸的充氣壓力，導(dǎo)致蹄及00外齒發(fā)生微擺，使(8)外齒空套鏈輪1或01)外齒空套鏈輪2上的齒與(9)齒式離合器的齒恰好吻合，輕松掛合或摘開實現(xiàn)換擋。S1氣控?fù)Q擋裝■結(jié)構(gòu)圖收稿日期:2009-01-13作者筒介:集建成(1976-),男，湖北天門人，工程師,現(xiàn)從事石油鉆機(jī)的設(shè)計研究工作。sn■2氣

5、控?fù)Q擋的控制原理(如圖3)I?0?9n圖3氣控?fù)Q掛控制原理圖圖中虛線框為遠(yuǎn)程控制室,操作閥A、B、C及壓力表頭均安裝在控制室內(nèi),其余部分為執(zhí)行元器件和氣路管線,粗實線為總氣源管線。操作閥A控制換擋氣缸，操作閥B、C控制微擺氣缸和氣胎離合器，兩個頂桿閥獲取換擋氣缸在不同位置的信號。3微擺裝置輔助氣控?fù)Q擋的應(yīng)用(I)高速檔。當(dāng)機(jī)械傳動系統(tǒng)需要高速擋時，操作氣控閥A,給氣缸pl口充氣,(1)三位氣缸閥芯向左移動，驅(qū)動⑵拉桿移動,(6辭軸轉(zhuǎn)動,(9)齒式離合器向高速擋位移動，此時，操作氣控閥B、C給氣胎離合器、③大氣缸、①小氣缸充氣,通過調(diào)節(jié)氣控閥C的充氣壓力大小，使得00外齒輕微擺動，順利掛合

6、到高速檔位。當(dāng)(3)頂板融碰到⑷頂桿閥，發(fā)出氣信號，銘牌“高速”處壓力表顯示相應(yīng)壓力時，表明高速檔掛合到位,不會出現(xiàn)半離合的狀態(tài)。(2)低速檔。當(dāng)機(jī)械傳動系統(tǒng)需要低速擋時，操作氣控閥A,給氣缸P2口充氣,(1)三位氣缸閥芯向右移動，驅(qū)動⑵拉桿移動,(6驕軸轉(zhuǎn)動,(9)齒式離合器向低速擋位移動，此時，操作氣控閥b、c給on胎離合器、③大氣缸、①小氣缸充氣，通過調(diào)節(jié)氣控閥C的充氣壓力大小，使得外齒輕微擺動，順利掛合到低速檔。當(dāng)(3)頂板觸碰到(4)頂桿閥,發(fā)出氣信號,銘牌“低速”處壓力表顯示相應(yīng)壓力時，表明低速檔掛合到位,不會出現(xiàn)半離合的狀態(tài)。(3)空檔。當(dāng)機(jī)械傳動系統(tǒng)需要空擋時，操作氣控閥

7、A,給氣缸p3口時充氣,(1)三位氣缸閥芯向中位移動，驅(qū)動⑵拉桿移動,(6驕紬轉(zhuǎn)動,(9)齒式離合器向空擋位移動，此時，操作氣控閥b、c給on胎離合器、③大氣缸、①小氣缸充氣,通過調(diào)節(jié)氣控閥C的充氣壓力大小,使得邸齒輕微擺動，順利掛合空檔位。4結(jié)束語(1)在手動換擋很難實現(xiàn)的場合，該裝置可實現(xiàn)遠(yuǎn)程氣控制換擋。(2)換擋過程可實現(xiàn)微調(diào)，減輕勞動強(qiáng)度,提離換擋可操作性。(3)在遠(yuǎn)程控制室可隨時了解傳動系統(tǒng)所處的擋位。(4)該裝置已經(jīng)在勝