机械制造行业输电线路施工机械、牵引机

机械制造行业输电线路施工机械、牵引机第四章牵引机在输电线路架线施工中，利用牵引设备展放架空导线，使架空导线带有一附件安装的全过程，称为张力架线(InstallingofConductorwithTension)。张力架线施工布置如图4—1的张力范围内悬空展放导线和地线的施工方法。由于张力架线能提高施工质量，330～500kV及更高电压参数的输电线路施工优先选用的架线施工方法。图4-1一牵四张力放线法示意图一、张力放线流程1、施工段的划分GB50233－2005《110～500kV线施工区段的长度，不宜超过20个放线滑轮的长度。当难以满足时，必须采取里程一般为3～8km。但是在施工时，常会遇到地形复杂或重要交叉跨越而不能设置牵、张场，就需要在牵引能力满足的前提下，适当延长施工段。比如在二-500kV线路施工中，出现过14km左右的施工段。另外，导地线紧线完毕，应在72h内完成附件安装。由此也说明施工段不宜过长。2、牵张场的选择牵、张场宜设置在导线上扬塔位前后。张力场因设备、线盘数量的原因，约需75×25m的地面；牵引场约需35×25m；38～Φ10mm419～Φ22mm绳牵引展放牵引绳。地线（避雷线）单独展放时，也用此种方法。5、张力展放导线（做好监视工作；上扬塔位应采用压线滑车，如图4－45所示；新线盘应用蛇皮套牵引过大轮如下图4－466、锚线。7、紧线8转场为减少张力场转场次数，应考虑张力机能就地调头使用。二、张力架线的特点主要表现在：(1)性和稳定性。(2)速度快、工效高、人工费用低。(3)(4)(5)增加。这里除了需要大型机械设备外。不需要增加牵引作业次数。(6)同空间位置，放线、紧线分别连续完成，而非张力放线是无法实现的。张力架线虽有上述优点。但也有不足之处，主要表现在以下方面：(1)张力架线跨越时受外界条件约束()主动性。(2)量约为70～l00t。如果主牵引机、主张力机、小牵引机、小张力机采用拖运方式运输，若用载重l0t的汽车搬运要7～10辆汽车，若用火车运输也要2～3节200水网地带等特殊恶劣地质条件的施工，因而有待于小型化、轻型化。(3)有待于深入研究。张力放线必须采用的机械设备主要是牵引机和张力机，本章介绍牵引机，张力机将在第五章介绍。第一节牵引机类型及组成在张力放线中主要起牵引作用的机械，称牵引机，如图4—2所示为国内外牵引机产品外形图。图4—2国内外牵引机产品(部分)外形图(a)自行驶式拖拉机牵引机；(b)SA—YQ220液压牵引机；(c)25t液压牵引机；(d)意大利四线牵引机它是一种特殊形式的卷扬机．除张力放线牵引作业外，还可替代用于线路地线等。施工中使用的牵引机有主牵引机、小牵引机。主牵引机放置在牵引场，放线张力。一、牵引机的类型牵引机类型很多，一般按总体布置、传动方式、牵引卷筒形式分类。1．按总体布置分类牵引机按总体布置分拖车式牵引机、自行驶式牵引机、台式牵引机。(1)主要优点是原动机动力输入部分结构简单，且不受传动方式的限制，运输方便。目前输电线路建设安装使用最广泛的牵引机之一。(2)牵引机也是目前中型牵引机中比较广泛采用的一种形式。(3)较大的起吊设备，目前只用作较小功率的牵引机，或电气传动牵引机。2．按牵引机传动方式分类牵引机传动方式，是指通过液压传动、液力传动、机械传动和电气传动系统来实现能量传递的。(1)机。它是目前最常用的牵引机之一。(2)机使用普遍。只有大、中型牵引机才采用液力传动方式。(3)其性能也不如上述两种牵引机好。目前这种牵引机使用比较广泛，主要用作中、小型的牵引机。(4)源容量的限制，只用于城市周围、人口稠密地区及有一定容量电源的地方。3．按牵引卷筒形式分类由于牵引卷筒的结构形式直接影响到整机的总体结构，所以牵引机按牵引卷筒形式又可分双摩擦卷筒式牵引机、磨芯式牵引机、卷线式牵引机。(1)丝绳的损伤小，安全可靠，且传递功率大。故它是目前使用最广泛的牵引机。(2)与双摩擦卷筒相比，结构简单、体积小、重量轻(可以简化牵引机减速部分的结构)。但由于钢丝绳进人卷筒后，必须靠互相挤压产生指向磨芯中间的推力，使牵引速度也较低，所以目前只有中小型牵引机才采用这种形式。(3)的牵引机有的也可以用作张力机。4、双摩擦卷筒牵引机工作原理(1)机械传动式双摩擦卷筒牵引机工作原理如图5—12所示。牵引机卷扬轮双摩擦卷筒中的两个卷筒均为主动卷筒。卷扬轮的工作方式为：开动内燃发动机l，接合离合器2345—12个齿轮旋转，旋转方向各为图示箭头方向，故两者为同一转向。图5牵引机工作原理图1.内燃发动机2.离合器3.减速传动系统4.齿轮5.卷扬轮6.液压泵7.快速接头8.停车刹车9.牵引绳由于中心齿轮两侧的两个齿轮参数相同，故两者的角速度也相同。该两齿轮各与卷扬轮双摩擦卷筒59用与穿复式滑车相同的方法盘绕在卷扬轮车861泵输出的压力油主要经快速接头7及高压软管等输送至钢绳卷车上的液压电动的一些附属机构，如液压支腿、冷却风扇等，作为这些机构的运转动力。(2)液压传动式双摩擦卷筒牵引机工作原理如图5—13械传动式的牵引机有许多相似之处。此种牵引机的工作方式为：开动发动机l，接合离合器234，液压电动机4带动开式齿轮5中的中心机械传动式牵引机相同，因而工作方式7停车刹车89的功用相当于机械传动式牵引机工作原理图(见图5—12)中的液压泵611显示牵引力的数值。图5—13牵引机工作原理图(二)l.内燃发动机2.离合器3.主液压泵4.液压电动机5.开式齿轮6.卷扬轮7.系统安全阀8.停车刹车9.辅助液压泵10.牵引绳11.张力表二、牵引机的基本组成牵引机，通常由动力部分、主传动部分、制动器、减速装置总线、牵引卷分。1.发动机：2.液压千斤顶；3.固定支承底板，4.操作系统，5.牵引轮，6.卷绳架及卷绳车；7.导线，8.拖运三角架；9.临锚板1．动力部分同所有工程机械和牵引车辆一样，牵引机上也设有动力装置，用于驱动牵有时还在一台牵引机上同时采用两台发动机并联运转。2．主传动部分主传动部分的作用是把原动机的动力，传递到工作机构上去。常用的传动是指牵引机对外载荷适应性能和对牵引速度的调节性能。在正常工作情况下，发动机转速和扭矩的变化范围都比较小，并希望它能转速(牵引速度)主要依靠主传动部分来调节。在上述几种传动方式中，机械传动牵引机只能依靠变速箱换档和直接调节起动时能切断载荷。电气传动牵引机一般亦采用变速箱有级改变牵引速度。液压传动对牵引速度的调节范围较大，能很好地满足无级变速的要求，也有较好的外载荷适应性。液压传动式牵引机的优点。面。1)(见图5—13中的液压泵3)通常(—13中的液压电动机4)——对牵引机和牵放作业都是有利的。机械传动和液力传动都难以实现无级变速。2)液压电动机44既4工作时11(张)需借助于特殊传感器，间接地测出牵引力。3)液压传动容易向钢绳卷车输送动力(通过高压软管输送压力油)本机的辅助机构(如支腿、冷却风扇等)输送工作动力。4)机使用。3．制动器制动器也是牵引机的主要组成部分之一。它是确保作业安全可靠不可缺少作用下卷筒倒转而使导线落地，或者不能停止牵引而发生事故。4．减速装置总成减速装置总成是由减速器(一般都同时采用两种减速器)和变速箱组成的，对减速器的传动比要求也不同。以内燃机、电动机为原动机的机械传动牵引机，其减速装置总成的总传动比较大，一般为40～60。液压传动牵引机，减速装置(双泵并联时)的类型而定；高速小扭矩液压马达传动比大，同上述机械传动牵引机基本相同；锥齿轮减速器和行星减速器等。5．牵引卷筒选择对牵引机整机结构影响较大。6．机架和辅助装置机架用于固定和安装牵引机的所有部件。常用的机架有带轮子的拖车架、的牵引机上还带有犁锚或空气压缩装置等。7．钢丝绳卷绕机大部分牵引机同钢丝绳卷绕机是分离的，但其动力部分与主机相连，即由的牵引机是将卷绕机直接安装在拖车的尾部，构成一体。三、张力架线对牵引机的基本要求张力架线用牵引机，因为特殊的牵引作业要求，同一般工程机械牵引设备面的要求。1．对牵引力、牵引速度及过载保护要求有过载保护能力。2.对满载启动、正反转动和快速制动的要求3．张力放线展线长度要求张力放线展放导线的长度，一般不少于6～8km。因此，除要求选择的原动场运输，运转时噪声不得超过90dB。四、牵引场布置基本要求牵引场布置的主体设备是主牵引机(俗称大牵)及小张力机(俗称小张)。(1)方向布置大牵引机的牵引场，称正常牵引场，其平面布置不小于35m×25m，图3—5所示为一牵四张力放线正常牵引场平面布置示意图。后者，当牵引机不能引至外侧牵引机可以达到的地方进行牵引。当牵引绳的转角超过30。增设一个转向滑车(该滑车按放线滑车的中问轮设计)设计锚线地锚即可。(2)置和线轴的堆放。第二节牵引机的动力装置和制动装置一、牵引机动力装置牵引机的动力装置是牵引机的重要组成部分，它在很大程度上决定了牵引引速度和辅助装置消耗的功率、连续工作时间等综合考虑后决定的。1．发动机的动力特性牵引机用动力装置主要有发动机(汽油机或柴油机)、电动机。对于自行驶者是指耗油率，它们都是衡量发动机性能好坏的主要指标。发动机的动力特性，是指有效功率和有效扭矩。有效功率表明发动机单位并驱动发动机自身的各辅助装置()所需的功率之后，能直接传递给牵引机传动系统上的功率，亦即发动机实际输出的净功率。它与有效扭矩的关系为式中n---发动机曲轴每分钟的转数，r／min；——发动机输出的有效扭矩，N·m飞轮上输出的最大有效功率，称为发动机的额定功率(或称标定功率)。根15min功率。发动机连续正常运转15min能输出的最大有效功率(1h只允许使用一次)。②lh功率。发动机连续正常运转1h能输出的最大有效功率(6h内只允许使用一次)。③12h功率。发动机连续正常运转12h所能输出的最大有效功率(24h内只允许使用一次)，其中允许在同转速下有任何1h超过该功率的10％。④持续功率。发动机保持长期连续正常运转时，能输出的最大有效功率。国家标准还规定，在给出上述额定功率的同时，还必须给出相应的转速。2h长的情况下，或者牵张机额定放线速度较低时，连续作业时问有可能超过2h，12h牵引力由小到大在起始牵引力的l～1．3倍数值范围内变化(少数放线段较长的会超过此值)，若按最大牵引力计算，有时亦可按1h功率考虑。2．有效扭矩Me和燃油消耗率g。发动机曲轴和飞轮组件驱动外界工作机械的力矩称为有效扭矩，亦称发动机对外输出的净扭矩，用表示，单位是N·m。燃油消耗率(亦称耗油率)[单位：kg／(h·kw)]是指每千瓦有效功率下发动机每小时所消耗的燃油量。燃油消耗率越低，表明经济性越好。计算式为式中G——发动机每小时消耗的燃料重量(亦称耗油量)，kg／h；——有效功率，kW。3.发动机特性曲线牵引机在各种传动方式下，如何合理选择和使用发动机是十分重要的。性五种特性曲线。选配牵引机的发动机主要从载荷特性、速度特性曲线考虑。(1)载荷特性曲线。它是发动机保持在一定转速下，各项经济指标随载荷变Ggf随有效功率Ne的变化规律，如图3—6所示。根据发动机的载荷特性，可以找出该发动机耗油更重要的使用价值。(2)速度特性曲线。它是指发动机调速手柄保持在一定位置，保持一定供油量，逐步改变载荷，有效功率Ng。随转速，z变化的规称为发动机的外特性曲线(见图3—7)机发动机的功率又以其中的扭矩特性和功率特性最为重要。图3—8可见，当转速为n1n2n4时，发动机分别有最大扭矩M…、最小耗油率gH{功率N…mn11M…失反而增加，使扭矩随转速的增加而减少。当转速继续增加到，?4时，扭矩虽然继续下降，但它和转速的乘积(即为功率)N因此，在选择牵引机发动机时，]二作点定在转速为。附近最为理想，最低转速不得小于他(即最大扭矩M)1时，有较低的耗油率；转速增加时，输出扭矩略有下降，有较好的运转稳定性4．牵引机用发动机的要求(1)牵引机用发动机应具有足够的扭矩储备系数。若额定工况的速度特性曲线上的最大输出扭矩值(单N·m)和额定工况时的输出扭矩值(单N·m)已知时，则牵引用的发动机应有足够的扭矩储备系数也就是所说，发动机只有具备一定的扭矩储备系数后，才能适应牵引机牵引展放导线过程中遇到的短时超载(如牵引板通过架线滑车时)程中发动机出现熄火现象。对液力传动牵引机，由于它对载荷的自适应性较强，扭矩储备系数可适当小一些。对机械传动牵引机，一般扭矩储备系数不应小于1．25，（2)要求锚安装后的牵引机安装水平，避免发动机出现倾斜现象而导致机油和液力传动箱及离合器内的工作油互相渗透，发动机曲轴前后必须严格密封，轴向的止推措施要特别加强。(3)当牵引机长期连续工作时间为2h这就要求发动机有较好的散热性，冷却系统有足够的散热能力。(4)于发动机要考虑防震和防尘措施，以使它有较好的野外作业适应性。（5)30℃情况下仍能容易起动，以保证架线工序顺利完成。柴油机和汽油机都能用作牵引机的发动机，但目前国内外大多数采用的T在寒冷地宜采用汽油机。二、牵引机上的制动装置牵引机上的制动器是用制动牵引速度的，在张力架线中展导线起着极其重要的作用。1．制动器的类型用于牵引机上的制动器有外蹄式、内蹄式和全盘式三种，一般都设置在减速器输入轴(亦即高速轴)上。(1)达或电动机输出轴和主减速器输入轴之间的制动轮(联轴器)有液压推杆式和电磁铁式两种。前者具有结构简单、噪声小、工作平稳等优点。稳，但结构比较复杂，且需要有电源，常在电气传动牵引机上采用。图3—9自动增力内蹄式制动器结构原理图1._23、12一摩擦蹄片；4、8推杆；5双向制动液压缸；6油管；7---制动鼓；9一主减速器输入轴；10、15一制动蹄；1l底盘；13可调顶杆体；14弹簧(2)内蹄式制动器。它主要应用于液力传动和机械传动牵引机。它能承受传动箱或变速箱输出轴之间。内蹄式制动器按构造形式分，有简单非平衡式、简单平衡式、对称平衡式和自动增力式四种。图3～97以内9左右两个制动蹄1015的一端分别同双向制动液压缸5的两推杆48向制动液压缸固定在底盘1l上，底盘再和机架同定。两制动蹄的另一端通过可调顶杆体13连接在一起。制动蹄上装有摩擦蹄片12和3。双向制动液压缸通过油管6和制动泵2141以便产生制动力矩。该制动力矩可按下述方法的计算。(3)平稳。但摩擦副表面摩擦系数低(一般为0．08～．0．12)。为得到较大的制动力矩，常采用多对摩擦副同轴心使用，这时各对摩擦副之间的间隙为0．1～0．2mm。全盘式制动器主要用于液压传动。并采用高速小扭矩液压马达的牵引机和张力机上，一般设置于液压马达(或液压泵)输出轴上。全盘式制动器制动力矩Mn的计算式为2．对牵引机上制动器的要求牵引机上的制动器的作用比在张力机上重要得多，因此要求牵引机用制动器必须满足如下要求：(1)矩的1．5倍。(2)跨越物。同时，卷筒被拉倒转，还会造成反向冲击损坏牵引机的某些传动部件。所以制动器动作不但要安全可靠，还必须能瞬时快速制动。(3)踏板操作的牵引机，手柄上的操作力不应大于150N，踏板上的足蹬力不应大于220N，踏板行程应小于或等于150mm，且操作轻便、灵活。(4)换。第四章牵引机第三节牵引机的传动方式牵引机的发动机是不能反转的，在某些工况下要求牵引机牵引卷筒反向转用牵引机的传动装置分机械传动、液压传动、液力传动和电力传动等方式。一、机械传动方式牵引机机械传动装置由发动机、摩擦离合器、多档齿轮变速箱、制动器、主减速器等组成，最后把动力传递到牵引卷筒上去，如图3—11所示。l发动机；2摩擦离合器i3多档齿；4一制动器5一主减速器；6牵引卷简Ⅰ、Ⅳ--9R9排档数轮变速箱机械传动牵引机的变速和换向均是依靠齿轮变速箱换档操作来实现的。由求变速时，必须使牵引卷筒处于制动状态，并操作离合器，使变速箱脱开动力，接时，才能进行牵引作业。机械传动的优点是传动效率高、结构简单、维护方便、造价低。缺点是起别是在换档时有冲击现象，换档如不及时，发动机容易熄灭。1．机械传动牵引机结构原理机械传动牵引机亦有双摩擦卷筒和磨芯式卷筒等形式。图3—13构都和其他传动方式的牵引机大同小异。l.发动机；2.离合器；3.变速箱；4.万向联轴器5.减速器6.制动器；7.末级减速器；8.磨芯式卷筒2．机械传动牵引机变速箱由于发动机扭矩和转速的变化范围很有限，故机械传动牵引机只有靠变速数越多，对牵引作业的适应性也就越好。(1)3—14所示。若设(图3—14中)变速箱的双联齿轮215l、5从动齿轮；2双联齿轮；3拨叉；4主动轴；6输出轴(a)主动轮与从动轮直接啮合；(b)增加倒档双联齿轮1.主动齿轮；2.输入轴；3.从动齿轮；4.输出轴；5.倒档双联齿轮；6.中间轴若在输人轴和输出轴之间增加一次齿轮啮合，就可以改变输出轴的转向，实现倒档。如图3—15(a)所示，当主动齿轮1和从动齿轮3直接啮合时，输入轴2顺时针方向转动，输出轴4逆时针方向转动。当按图3—15(b)所示，增加倒档双联齿轮51通过拨叉拨动和倒档双联齿轮5联齿轮中的一个齿轮和从动齿轮34又反向顺时针转动，改变了输出轴的转向，达到倒档的目的。(2)变速箱的操纵机构。它由变速杆、拨叉、拨叉轴以及为保证不脱档和(亦称选档)(亦称换档)还设置互锁装置，利用拨叉轴侧面的凹槽配以适当的钢球和锁销，使各档互锁，保证了操作和运转的安全可靠性。3．离合器机械传动牵引机在发动机输出轴和变速箱输入轴之间设置离合器，目的是用来要求能在任何不同转速下进行接合和分离输出轴和变速箱输入轴的动力。机械传动牵引机一般采用摩擦式离合器，它的作用是：(1)临时切断载荷，以便于挂档。如载荷不被移去(即变速箱齿轮啮合面上有作用力)，变档齿轮很难拨动，即使拨动，挂档时也容易发生冲击，甚至损坏齿轮。(2)牵引作业。(3)段。在这三个阶段中，主、从动轴的转速变化如图3-16所示。(2)摩擦离合器的种类。牵引机上主要采用片式摩擦离合器，这种离合器又分单片式、双片式和多片式三种。单片式离合器，主要应用于中小型牵引机上。这种离合器工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、分离彻底、散热情况也比较好，从动部分的转动惯量小。双片式离合器，主要用于功率较大、安装位置又受空问位置限制的场合。也较低。单片式、双片式直接暴露在空气中工作，故又称干式离合器。多片式离合器，一般浸泡在油液中工作，又称湿式离合器。它的优点是不力换档离合器。(3)摩擦力矩的校核。选用摩擦离合器时摩擦力矩(单位：N·m)必须满足下式要求，即(3—13)式中----发动机最大扭矩，N·m；——储备系数，取；——摩擦力矩，N·m。的计算式为式中q。--许用单位压应力(单位：MPa)，对于粉末冶金材料，取q。=4～6MPa，对于铜丝石棉，取q。=1～2．5MPa；S--摩擦片单位摩擦面积()D为摩擦片外径(m)，d为摩擦片内径(单位：m)；--平均摩擦半径，Z——摩擦面数：对单片取Z=2，双片取Z=4。μ—摩擦系数储备系数β的选择，应考虑到两个问题；一是必须保证摩擦片长期安全可过大。因而要求β值大一些。二是为防止传动系统超载，并在发动机紧急停机时使传动系统不受冲击，又要求β值取得小一些。总之，在选用牵引机的摩擦因素。4．取力器取力器是从机动车辆的变速箱(或越野车辆的分动箱)是一个齿轮传动箱。图317154、中间轴7和壳体6变速箱箱体8993通过拨叉2用它切断变速箱和取力器之间的联系。取力器的设计，必须根据选用车辆的变速箱或分动箱取力齿轮的参数、传递扭矩的能力、转速大小、取力窗口的位置(上述这些在必要时还要进行核算及实际测量)，以及牵引机对驱动动力的要求等条件全面考虑。由于取力器运转时壳体根部和取力窗口连接处受力很大，故在设计时对变速箱取力窗口箱壁厚度，的润滑问题，亦必须认真考虑。图3—17取力器结构图123456-7中间轴；8变速箱(或分动箱)壳体；9主动齿轮；lo主动轴5．牵引机的减速器减速器的主要作用是降低转速，增大扭矩。因为牵引机原动机的转速一般为1500—2800r／min30—70r／min100r／min，总的传动比很大，所以中间必须经过多级减速，才能满足牵引速度和牵()具有一减速器、圆锥齿轮减速器和链传动减速装置。为满足牵引机结构和性能的要求，这类减速器往往有特殊性，必须专门设计。1)蜗轮减速器。蜗轮减速器在液力传动牵引机及其他一些中小型牵引机上应用，除用它减速外，还起到改变动力传递方向的作用，使传递轴问交角改变成90。牵引机牵引力的方向一般同拖车架或机架的纵梁(拖车架上和拖运方向平行的梁)车架(或机架)的纵梁平行布置方式(某些液压传动牵引机除外)筒轴之间必须成90。交角。采用蜗轮减速器能满足这一要求。图3—18所示为蜗轮蜗杆外形图。蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分，分蜗轮转过两个齿，依此类推。传动比i的计算公式为牵引机用蜗轮减速器的特点(1)杆头数可以提高传动效率，故一般都采用多头蜗杆(3—4头)。这种蜗杆的螺旋升角一般大于15且容易引起自锁，这是不允许的。(2)7—20器的传动比可以小一些。(3)每天连续工作时间一般在3h以内，载荷比较平稳，尖峰负荷小。由于牵引机用蜗轮减速器传动效率较高，摩擦损失和由此而引起的发热量相对较小，轻。(4)在某些牵引机上，蜗轮减速器采用“浮动结构安装在机架上，使本体入轴应采用铰支联接。2)圆柱齿轮减速器。图3—19所示为圆柱齿轮外形图，它是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动用的(如：为满足牵引机采用双摩擦牵引卷筒的结构，有时末级必须设置对称驱动的单级圆柱齿轮减速器)。牵引机常用典型圆柱齿轮减速器有单输入、双输出轴二级齿轮减速器，双(一般指齿面接触强度)基本相载荷的大小、转速高低进行合理选择。减速器的壳体亦应有足够的强度和刚度，材料一般用灰铸铁，也可用钢板焊接而成。润滑油、密封结构也必须认真考虑，一般采用闭式传动，油池润滑(但对上述用于驱动双摩擦式牵引卷筒的单级齿轮减速器，大多采用开式传动，干膜润滑脂润滑)。减速器的滚动轴承采用飞溅润滑。图3—20为单输入、双输出轴二级齿轮减速器示意图。17大齿轮；28低速轴；3.小齿轮；4.高速轴；5.中间齿轮6.9.双摩擦卷筒；10.中间轴的小齿轮牵引机主动力轴和减速器的高速轴4相连，高速轴的小齿轮3和中间轴6的中间齿轮510对称驱动两低速轴28的两大齿轮1、7(齿数相等)为第二级减速。双摩擦卷筒9的两个卷筒通过键联接分且也提高了承载能力。一般在高速轴和原动机之间的联轴器上，还装设制动器。图2—13双输入、双输出轴三级齿轮减速器示意图1.高速轴小齿轮；2.第一中间轴大齿轮；3.第一中间轴；4.第二中间轴小齿轮；5.低速轴大齿轮；6.摩擦卷筒；7.低速轴；8.第二中间轴大齿轮9.第二中间轴；10.第一中间轴小齿轮；11.高速轴这种减速器主要用于采用两个液压马达(两液压马达的参数必须相同)并联1139和低速轴7等四小齿轮1(齿数为Z1)和第一中间轴大齿轮2(齿数为Z2)；第二对为第一中间轴小齿轮10(齿数为Z3)和第二中间轴大齿轮8(齿数为z4)；第三对为第二中间轴小齿轮4(齿数为Z5和低速轴大齿轮5(齿数为z6)6双摩擦卷筒进行牵引作业。它的传动比i为式中n1——输入转速，r／min；n2——双摩擦卷筒转速，r／min；Z1--Z6——各齿轮的齿数。3)圆锥齿轮减速器。图3—21圆锥齿轮副及圆锥圆柱齿轮传动外形图。这种减速器的圆锥齿轮分度圆锥和齿根圆锥等。图3-2l圆锥齿轮副及圆锥圆柱齿轮传动外形图(a)圆锥齿轮副；(b)圆锥齿轮传动实物结构图圆锥齿轮传动与某些采用蜗杆传动的牵引机相似。它用在某些带有左右两2到3一级(即高速级)传动。锥圆柱齿轮传动的两轴的交角通常为90它的传动比i为齿轮的分度圆半径。由于圆锥齿轮加工比较困难，安装精度要求比较高，齿轮越大，问题就显有左右两磨芯式卷筒的牵引机上，其圆锥齿轮传动是通常安装在相应箱体内的。4）行星齿轮减(增)速器行星齿轮传动在牵张机上应用较多，主要是因为它同普通定轴齿轮传动相比，可以用较少的齿轮，获得很大的传动比。而且体积小，重量轻(相同传动功1／2—1／6)(型式要选择恰当)复杂，部件加工精度要求较高。行星齿轮传动在牵引机上用作减速器时，它高速输入端通过同轴的盘式制驱动双摩擦牵引卷筒；在张力机上行星传动主要用作增速器，放线卷筒通过行星齿轮增速器增速为输入端，高速侧为输出端。行星齿轮的减(增)速原理在张力机章节中介绍。二、牵引机上的液压传动、液力传动利用液体作为工质传递能量有液压传动、液力传动。前者靠液体压的变化将在第五章中专门介绍。三、牵引机上的电气传动方式。电气传动的牵引机的动力源是电动机。采用三相笼式感应电动机作为原动况下，通过调节转速仍有一定的调整范围。以直流电动机或绕线式异步电动机转子串按频率变阻器或多级电阻，较为均需配备复杂的辅助设备，一般很少采用。第四节牵引机引卷筒及钢丝绳卷绕机一、牵引机上的引卷筒牵引卷筒是牵引机进行作业的执行机构。它输出扭矩进行牵引作业是通过钢丝绳在牵引卷筒上缠绕一定的圈数产生的摩擦力矩来实现的。牵引卷筒形式的选择，对牵引机的整体结构、牵引用钢丝绳直径的大小、引机一次牵引导线的长度应该不受限止。牵引机常用牵引卷筒的形式有双摩擦卷筒、磨芯式卷筒和类似卷扬机卷筒的单卷筒三种，其中以双摩擦卷筒使用最为普遍。1．双摩擦卷筒双摩擦卷筒的结构如图3—24所示，它由两个轴线平行的、表面带有数个钢丝绳槽的卷筒I卷筒自身则由原动机通过不同的传动方式，并经减速器后驱动。(1)牵引钢丝绳在双摩擦卷筒上的受力计算。分析钢丝绳在卷筒上的受力情况，确定牵引力和尾部出线拉紧力的关系，速器减速后驱动。(a)正视图；(b)俯视图若假定卷筒上的阻力很大，如图3—25所示，设钢丝绳进线处某一小段在卷筒上的包绕角为α，在牵引力的作用下，它在卷筒上形成的压应力为P，则P=P1sin+P'2sin=(P+P'2)sin(3-19)式中P1——钢丝绳的牵引力P'2——小钢丝绳后面的钢丝绳和卷筒表面的摩擦阻力产生的拉紧力。若又设卷筒的等效半径为R[R=(DS+ds)]，则该小段的钢丝绳同卷筒的接触长度为R，由此便得单位长度上钢丝绳对卷筒的压应力位q(单位：N)为q==(3-20)式中Ds——卷筒槽底直径，mm；ds——钢丝绳直径，mm。当很小时，钢丝绳的弧长R也很小，P1和P'2可认为（即P'2=P1）,则q==（3-21）当q=P1/R可知，钢丝绳同卷筒之间的压应力同卷筒的等效半径成反比，同牵引力成正比。若设dp为某一段钢丝绳dl在牵引力P1的情况下作用在相应卷筒表面的压应力，则dp=adl=dlC常数，并根据边界条件：=0时，P’2=P1，故得lnP1=lnP’2=C;即，可解得;于是有（3-22）式中P2——卷筒出线处钢丝绳上的拉力；——钢丝绳同卷筒之间的摩擦系数，由接触面的材料而定；——钢丝绳在卷筒上的有效包绕角。对磨芯式卷筒=；对双摩擦卷筒，因每个卷筒上只有半圈有效，故，其中n为钢丝绳在卷筒上的缠绕圈数。e——自然对数的底，e=2．718……；由式(3-22)可见，为保证钢丝绳不会在卷简上打滑，卷筒进线处钢丝绳上绳在卷筒上的缠绕圈数n有关。(2)双摩擦卷筒的受力。如图3～24所示，钢丝绳在卷筒上各槽中通过时，上、下两排钢丝绳上的受力情况是不同的，设两卷筒各槽上面的钢丝绳拉力为P1、P3、P5……；各槽下面的钢丝绳拉力为P2、P4、P6。卷筒Ⅰ第一槽进线水平分别为π-β、2π-β、…、(n+1)-(β+θ)。这时，经两个卷筒槽后，钢丝绳内的向心拉力顺次为（3-23）式中——钢丝绳在卷筒上缠绕半圈的效率（不包括双摩擦卷筒上轴承的摩擦损n——卷筒Ⅰ上承受的牵引力为P1,则PⅠ=P1-P2+P3–P4+••••••+Pn-1–Pn(3-卷筒Ⅱ上承受的牵引力为P1,则PⅡ=P2–P3+P4–P5+••••••+Pn–Pn-1(3-25设双摩擦卷筒上实际输出的牵引力为P，则P=PⅡ=PⅠ-PⅡ=P1-Pn-1（3-26）卷筒Ⅰ轴承受的向心合力FⅠ为FⅠ=P1cosβ+P2+P3+Pn（3-27）卷筒Ⅱ轴承受的向心合力FⅡ为FⅡ=P2+P3+P4–P5+••••••+Pn+1cosθ（3-28）若考虑卷筒轴承的摩擦系数后，则双摩擦牵引卷筒实际需要的牵引力Pe为Pe=PⅠ+PⅡ+（FⅠ+FⅡ）μ0（3-29）式中μ0——轴承的摩擦系数；——卷筒的槽底直径，mm；ds——钢丝绳直径，mm；——卷筒轴直径，mm。双摩擦卷筒的转动效率ηr为ηr=P/Pe（3-30）由于上述Fl、FⅡ较大，轴承摩擦阻力引起的牵引力的损耗不可忽视，故考虑计算发动机功率时必须考虑Pe值，一般可取ηr=0．96。(亦可更小些)150=0.12部之间加一支撑。(3)双摩擦卷筒槽底直径与通过钢丝绳的直径大小有关。对一定直径的钢丝(3-31)式中——弯曲应力，MPa；K1——弯曲应力特性系数，K1=3/8；δ——钢丝绳单根钢丝的直径，mm；E——钢丝绳的弹性系数，E=2.1×105MPa；DS——摩擦卷筒槽底直径，m。根据有关资料介绍，认为最理想的Ds值应为Ds≥500δ～600δ，当Ds≥1000k≈1Ds可按Ds≥25ds确定(ds为钢丝绳直径)。为便于选用及比较，表3—2列出国外牵引机双摩擦卷筒槽底直径和所用钢丝绳直径的倍率关系值，仅供参考。双摩擦卷筒槽型，除考虑到槽和钢丝绳一定的接触面积外，还必须考虑到接器比较频繁的牵引机上。深槽型的结构如图3-26所示，各参数如下t1=ds+（0.7~1.2）dsh1=（0.7~1.2）dsR1=（0.6~0.7）ds浅槽型的结构如图3-27所示，各参数如下T2=ds+（34~38）h2=（0.6~0.9）dsR2=（1.5~2.2）ds其中，h2R2等式中括号内的数值是按卷筒直径的大小取值，直径越大，取值越小。双卷筒上钢丝绳槽数的数目n承受最大牵引力时，钢丝绳不会在槽内滑动。即(3-32)式中Pn+1——卷筒出口处尾部钢丝绳拉力，一般情况下，可取Pn+1≤400~500N。目前国内外牵引机双摩擦卷筒上的钢丝绳槽，一般采用6~8个。（4用焊接机构比较困难，一般为铸造件（如QT54-5球默铸铁，ZG35或ZG45铸钢HRC50~55。卷筒表面与钢丝绳接触的槽底压力δP（单位：Pa）为（3-33）式中A——应力减小系数，考虑到钢丝绳进入卷筒时，对卷筒表面应力有减小作用，一般取A=0.75；Pmax——在钢丝绳上最大的牵引力，N；δ——卷筒壁厚度，对铸钢δ=ds，对铸铁δ=0.02Ds+（0.06~0.01m；t————许用压应力，对钢=δs/2，其中δs为屈服极限，对铸铁=δy/5。其中δy为抗压极限。于是根据式（3-33目前国内外在牵引机上采用双摩擦卷筒最为广泛，绝大部分的大、中型牵引机都采用这种卷筒。2．磨芯式卷筒磨芯式卷筒可用钢板焊接而成，也可用铸铁或铸钢浇筑而成。采用焊接结构时，常用的材料有25号钢、16Mn等。铸造时用ZG35、ZC45号铸钢和QT4553—28(亦有加工成锥面)小，向两侧逐渐增大。磨芯式卷筒一般情况下都采用卷筒轴线水平布置的方式支承，亦有个别牵引机上采用垂直布置的方式支承，但进线侧都必须在卷筒支承侧。(1)磨芯式卷筒的受力分析。图3-29所示为钢丝绳在磨芯式卷筒上绕缠示意图，设牵引力为P1，尾部引出钢丝绳的拉力为P2，则有（3-34）则(3-35)上述式中n为钢丝绳在磨芯式卷筒上安全绕缠圈数，当P1确定后，则根据P2P2为保证钢丝绳在卷筒上不打滑而必须施加的尾线拉力，如用人P2≤150~200NP2≤400~500N筒产生的牵引力P为P=P1-P2（3-36）事实上，在牵引作业过程中，磨芯式卷筒上钢丝绳和筒壁之间、钢丝绳匝3—30力P1作用下，使卷筒壁上同时产生了径向的正压力Pr，指向磨芯中部的轴向推力PsPs内进出卷筒，连续进行牵引作业。(2)钢丝绳网3—30(输电线路施工机具篇)(SD1651987)Ds=(15～20)ds。日本是目前国外使用磨芯式卷筒最普遍的国家之一，取Ds=20ds。磨芯式卷筒一般只用于牵引速度小于60m／min50000N的中小型牵引机上。3．单卷筒磨芯式单卷筒，由卷筒芯、法兰和钢丝绳头固定装置等组成。用作牵引机牵引卷筒时，它和一般卷扬机等起重机械上的卷筒作用相同。的方法，如图3—31所示。该法的最大优点是装拆比较方便，亦比较安全可靠。它是在卷筒的一侧靠法兰根部卷绕15～2处的拉力、螺栓扣紧力和螺栓合成的应力作必要的校核。(1)牵引机使用单卷筒的优缺点。可概括以下几点：①不仅能节省一般牵会使钢丝绳在卷筒上多次弯曲、拉伸，或者挤压滑移，而是钢丝绳一进入卷筒，采用外，一般只用在中小型牵引机上。(2)虑到整个卷筒结构的稳定性。一般取卷筒芯直径Ds=(25