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机械制造
徐苏杰?一种气动葫芦的开发与应用
一种气动葫芦的开发与应用
徐苏杰
(南京今明机械工程有限公司,江苏南京210042)
摘要:气动葫芦凭着其强大的性能优势,在エ业生产中得到了广泛的应用,目前很多发达国
家明确规定,在石油、化工、汽车、矿山等易燃易爆场合,必须强制使用气动葫芦。分析了气动
葫芦的工作原理、应用范围及其与传统的起重机、电动葫芦和机械手相比的优越性,并以谐波
传动技术和绿色技术在气动葫芦中的应用为例,对气动蒴芦的应用技术做了详细的研究。
关键词:气动葫芦;应用技术;谐波传动;绿色技术
中图分类号:TH12文献标志码:B文章编号:1671-5276(2012)040059-02
Application and Development of Pneumatic Winch
Nanjing Jinming Machinery Engineering Ltd. Co, Nanjing 210042, China)
Abstract: Because of he pow poman sup i f um wnh, it is wiely applied in industry. At present, it is
forced to be used in petroleum, chemical inus, automobie, mining and other flammable and explosive situation in many devel
oed countries. This aer inces its prince of operation, application scope an superiority over traditional crane and electric
winch. It also takes te harmonic drive chnology and green technology applied in the pneumatic winch as example and offers a de
veloping prospect for the wihc
Key words pneumatic winch; application technology; harmonic driving; green technology
气动葫芦可实现起吊重物的升、降运动和水平移动,
概述
其具体实现过程为:压缩空气经配气系统到达主控后分
成两路,一路气依次经气动葫芦的气动马达、行星减速器
气动葫卢是电动葫芦、手拉葫芦的升级换代产品,也作用后传给链轮,实现起吊重物的升、降运动,其工作流程
是目前世界上最理想的防爆起重装置,它广泛应用于石如图1所示;另一路气依次经行走小车气动马达、行走小
油、化工、煤矿、纺织、机械制造、仓储及家用电器生产线、车行星减速器作用后传给行走小车主动车轮,实现起吊重
汽车制造生产线及船舶修造等各种行业。是企业安全生物的水平移动。其具体工作流程如图2所示。
产,提高工作效率,降低生产成本的最新一代起重工具
压缩空气
1气动葫芦的结构、工作原理及
特点
配气系统
从能量的转化角度来看,气动葫芦是一种将压缩空气
主控阀
的压力能,通过控制气路的作用,经传动机构转化成机械
能,输出力矩带动升降机构运行的特殊气动提升机。气动
气动马达
葫芦可以分为环链气动葫芦,超低型气动葫芦(低净空气
动葫芦),迷你气动葫芦等。以环链气动葫芦为例,其主
行星减速器
要由如下二部分构成。
1)起吊机构:包括气动马达、行星减速器、吊挂总成、
制动器、起重链条、吊钩总成和主控阀;2)行走机构:由主
链轮
动车轮、被动车轮、墙板组成的气动行走小车;3)配气系
统:以压缩空气作为动力源,控制气路操纵葫芦的起升和
升降运动
行走。
1.1气动葫芦的工作原理
图1气动葫芦实现起吊重物的升、降运动工作流程图
作者简介:徐苏杰(1957-),男,江苏宝应人,工程师,主要从事机被开发工作
Machine Building &Automation, Jur 2012, 41(4): 59-60, 66
机械制造
徐苏杰?一种气动葫芦的开发与应用
的传动技术无法满足这个特点要求,这就促使了谐波齿轮
压缩空气
传动技术在气动葫芦中的应用。谐波齿轮传动是利用中
间柔性构件(弹性齿轮)在可控的惮性变形下进行运动和
配气系统
动力传递的。它主要由三个基本构件组成,如图2所示:
谐波发生器(也简称波发生器)1、柔轮2和刚轮3。谐波
主:控
齿轮传动的原理就是在柔性齿轮构件中,通过谐波发生器
的作用产生变形,并与刚性齿轮相啮合,从而达到传动的
行走小车气动马达
目的。
行走小车亍星减速器
行走小车主动车轮
水平移动
图2气动葫芦实现起吊重物的水平移动工作流程图
1.2气动葫芦的优点及应用范
a)气动葫芦之所以称为电动葫芦、于拉葫芦的升级
换代产品,是因为其与电动葫芦和手拉葫芦相比具有如下
优点:
1)安全性更高:气动葫芦以压缩空气为工作介质
l一波发生器;2一柔轮;3一刚轮
工作时无火花和触电,具有防火、防爆、耐潮湿、耐高温等
图2谐波传动结构图
优点。对环境适应性强,在劳动密集型、粉尘大、易燃、易
爆、潮湿等恶劣环境下能安全地正常工作。
实际工作中,只要任意固定一个构件,即可实现减速
2)运动更平稳且效率更高:电动葫芦工作状态受电传动及增速传动。而且如果将谐波发生器和刚轮设置为
乐波动影响且不易控制,而气动葫卢的工作介质性能柔和主动,柔轮设置为从动,就可设计出一个差动机构。以
且运行速度可调,从而可以实现更平稳的运行状态。此速运动为例,其实现原理可概括为:首先,将谐波发生器设
外,气动葫芦的运行速度是电动葫芦运行速度的4倍左为主动,凸轮在柔轮内转动,就迫使柔轮及溥壁轴承发生
右,运动效率更高。
变形,当然这个变形要在可控的弹性变形之内。在变形的
3)操作与维护更方便:在结构方面,气动马达不需要过程中,柔轮的齿就会进入(啮合)或退出(啮出)刚轮的
许多部件来防止电火花,因此结构上更简单、小巧;在管路齿间,在谐波发生器的长轴处处于完全啮合,而短轴方向
布线方面,采用简单的气管连接代替繁琐的电缆线,且不的齿就处在完全的脱开状态。谐波发生器在柔轮内持续
需要专业人员操作;在维护方面,气动葫芦的维修不需要转动时,柔轮就会产生连续的弹性变形推动错齿运动持
专业技术人员,普通员工经过简单的培训即可上関维修。发生,即柔轮齿的啮入一啮合一啮出一脱开这四种状态循
4)寿命更长:部件加工精度高,寿命长。另外可以在0℃环往复不断进行,从而将输人的高速转动变为输出的低速
以上正常工.作,因而适于高温状态下频繁工作,使用寿命长。
转动,即实现减速器的功能。
b)由于以上优点,气动葫芦的运用十分广泛,尤其是
诺波传动之所以广泛运用于气动葫芦中,是因为其具
在以下两种场合运用最频繁。
有如下优点
1)需要频繁吊装、作业时间短的场合,如机床上下T.
1)结构简单,体积小,质量轻。在传动比相当的情
作、装配工作吊装零部件、流水线上的定点工作等;
况下,其零件比普通齿轮少50%,体积和质量