专利名称：卷缆系统的压力控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种卷缆系统的压力控制系统，尤其涉及一种卷缆液压控制系统溢流阀压力的控制系统，特别是一种能实现电动铲运机、梭车等电机驱动行驶设备的卷缆液压控制系统电缆张力保持恒定的控制系统。
背景技术：
卷缆系统是电动铲运机的重要系统，其自动放缆和收揽的可靠性直接影响着铲运机的工作效率。为满足电缆的同步收放，卷缆系统有三种形式，即机械式、电力式和液压式。 机械式卷缆系统因传动不佳而不适宜用于电动铲运机；电力式卷缆系统因系统结构复杂， 任何环节上的故障都将危及电缆安全，在电动铲运机上也极少应用；液压式卷缆系统具有同步性能好、操作方便、易于维修等优点，所以目前国内外的电动铲运机均采用油泵、油马达液压传动的电缆卷缆系统。液压式卷缆系统分为定量泵卷缆液压系统和变量泵卷缆液压系统，二者均采用二个或三个溢流阀调节系统压力。定量泵卷缆液压系统溢流较大，系统发热严重，变量泵卷缆液压系统是目前应用最广泛的卷缆系统。电动铲运机卷缆液压控制系统有三种工况，即收揽工况、放缆工况和制动时强制收缆工况。当电动铲运机后退或停车时，卷缆马达带动卷筒转动卷紧电缆，收揽溢流阀调节系统压力；当电动铲运机前进时，电缆拖动卷筒反转，放缆溢流阀调节系统压力；当电动铲运机制动时，安全阀调节系统压力。电缆卷筒是电缆的承载构件，目前有三种形式，即平轴横卧小直径宽卷筒式卷筒、 平轴横卧大直径窄卷筒式卷筒、竖轴直立大直径窄卷筒带短摆杆托轮式卷筒。平轴横卧小直径宽卷筒式卷筒的卷缆直径变化小，电缆具有恒定的张力，但需设置专门的排缆装置，且电缆容量有限，适用于小型电动铲运机；平轴横卧大直径窄卷筒式卷筒可以不需要专门的排缆装置，但需要多层缠绕，卷筒卷缆直径变化较大，电缆受较大的变化应力；竖轴直立大直径窄卷筒带短摆杆托轮式卷筒电缆绕入点可以变动，始终能使绕入侧处于最佳位置，增大机器的灵活性，是非常有应用前景的电缆卷筒形式，但卷筒的宽度有限，需多层缠绕，电缆承受较大的变化应力，适用于大中型电动铲运机。目前，电动铲运机正朝着大型化方向发展。中型和大型铲运机常采用竖轴直立大直径窄卷筒带短摆杆托轮式卷筒以便于整车的布置，提高整机的灵活性。竖轴直立大直径、 窄卷筒带短摆杆托轮式卷筒的特点是其最大卷缆直径远大于最小卷缆直径，电缆容量大， 但电缆承受较大的疲劳应力和峰值应力。卷缆液压系统卷缆马达输出扭矩，从而使电缆保持一定的张力来实现电缆卷筒卷紧电缆。在卷缆液压控制系统设计过程中，卷缆马达的最大输出扭矩以电缆卷筒最大卷缆直径来计算，该设计方法使得电缆卷筒卷缆直径变小时， 电缆张力变大，从而导致电缆承受较大的疲劳应力，影响电缆使用寿命，同时也提高了系统能耗。特别是对于定量泵卷缆液压系统，还会导致系统较严重的发热。
发明内容[0006]本实用新型的目的是提供一种卷缆系统的压力控制系统，采用压力随系统要求自动改变的先导式电磁溢流阀，解决溢流阀压力与电缆卷筒卷缆直径不相关问题，采用行星轮减速器获取电缆卷筒卷缆直径信号，并以电信号的形式传递到电磁溢流阀电磁控制系统，使电磁溢流阀的压力随电缆卷筒卷缆直径的变化而自动变化，从而实现了电缆张力的恒定，减少了卷缆液压系统能耗和发热，提高了电缆使用寿命，降低了系统能耗。为此，本实用新型提供了一种卷缆系统的压力控制系统，所述控制系统包括行星轮减速器、变阻器、溢流阀、和控制电路；所述行星轮减速器包括减速器壳体、中心轮、行星轮、行星轮架、行星轮减速器输入轴和行星轮减速器输出轴；所述变阻器包括导体和电阻； 所述一中心轮固定在减速器壳体上，所述另一中心轮连在行星轮减速器输出轴上；所述行星轮架与电缆卷筒同轴安装且连接在行星轮减速器输入轴上；所述行星轮与所述中心轮啮合；所述变阻器安装于行星轮减速器输出轴端的壳体内表面上；所述行星轮减速器与所述变阻器之间通过电刷连接。优选地，所述变阻器为环形结构，包括环行导体和环行电阻，且所述环行变阻器的几何中心在所述行星轮减速器输出轴的轴线上，所述环行导体和环行电阻的一端分别用螺栓螺帽固定于行星轮减速器壳体内表面的两个接线柱上。优选地，所述溢流阀为先导式电磁溢流阀。优选地，所述电刷为F型电刷，与行星轮减速器输出轴键连接，且在弹簧的作用下与变阻器保持良好的接触，所述弹簧为压缩弹簧或蝶形弹簧。优选地，行星轮减速器输出轴的角位移小于等于所述环形变阻器所对应的圆心角。优选地，所述行星轮减速器壳体上设置与所述控制电路相连的两个接线柱。本实用新型采用了行星轮减速器获取电缆卷筒卷缆直径信号，所述行星轮减速器结构简单，且不受外界条件的干扰，稳定性好。本实用新型采用了先导式电磁溢流阀，实现了卷缆液压控制系统的溢流阀压力随电缆卷筒卷缆直径的变化而变化，使电缆张力在电缆卷筒卷缆直径变化时保持恒定，提高了电缆使用寿命。本实用新型采用了先导式电磁溢流阀，电缆卷筒卷缆直径变小时，先导式电磁溢流阀开启压力也变小，减少了系统的能耗和发热。本实用新型的压力控制系统的结构简单，成本低，可靠性高。
图1是根据本实用新型的行星轮减速机构的原理图。图2是行星轮减速器输出轴端壳体上的环形导体和电阻片示意图。图3是F型电刷在行星轮减速器输出轴上的安装示意图。图4是先导式电磁溢流阀的结构示意图。图5是根据本实用新型的卷缆系统压力控制系统的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本实用新型的实施例进行说明。[0023]在图1-5中，1-中心轮、2-行星轮、3-行星轮架、4-行星轮、5-中心轮，6_行星轮减速器输入轴、7-行星轮减速器输出轴、A与D表示环行导体的两个端点、B与C表示环行电阻的两个端点、X表示工艺孔、P表示压力油口、T表示溢流口。所述控制系统包括行星轮减速器、变阻器、溢流阀、和控制电路；所述行星轮减速器包括减速器壳体、中心轮1和5、行星轮2和4、行星轮架3、行星轮减速器输入轴6和行星轮减速器输出轴7 ；所述变阻器包括环行导体和环行电阻，且A和C，或B和D分别与行星轮减速器输出轴端行星轮减速器壳体内表面上上的两个接线柱相连，其几何中心在行星轮减速器输出轴7的轴线上；所述中心轮1固定在减速器壳体上，所述中心轮5连在行星轮减速器输出轴7上；所述行星轮架3与电缆卷筒同轴安装且连接在行星轮减速器输入轴6上； 所述行星轮2与中心轮1啮合，行星轮4与中心轮5啮合，且该行星轮减速器的传动比需使得行星轮减速器输出轴7的角位移小于等于环形变阻器所对应的圆心角α，即行星轮减速
器输出轴7的角位移L= ，式中，9out, θ ^分别为行星轮减速器输出轴7和
电缆卷筒的最大角位移，Z1, ζ2, z4, Z5分别为中心轮1、行星轮2和4、中心轮5的齿数；所述行星轮减速器与所述变阻器之间通过F型电刷连接，F型电刷安装于行星轮减速器输出轴7 上，与行星轮减速器输出轴7键连接并在弹簧的作用下与变阻器保持良好的接触。在先导式电磁溢流阀结构图中，X 口为工艺孔，P 口为压力油口，T 口为溢流口，先导阀芯受系统压力、弹簧力和电磁力3个力的作用。在卷缆液压系统溢流阀压力控制系统电路图中，行星轮减速器获取的电缆卷筒卷缆直径信号以电信号的形式传送到电磁溢流阀，实现电磁溢流阀压力随电缆卷筒卷缆直径的变化而自动变化。行星轮减速器的安装需保证当电缆卷筒卷缆直径最小时，变阻器的接入电阻为最大，当电缆卷筒卷缆直径最大时，变阻器的接入电阻为0。实施方式一1.行星轮减速器输入轴与电缆卷筒轴同轴安装；2.环形导体和变阻器安装于行星轮减速器壳内表面，且其几何中心在输出轴轴线上；3. F型电刷采用压缩弹簧，使电刷触点与环形导体和变阻器接触良好；4.控制系统电路采用串联结构。实施方式二 1.行星轮减速器输入轴与电缆卷筒轴同轴安装；2.环形导体和变阻器安装于行星轮减速器壳内表面，且其几何中心在输出轴轴线上；3. F型电刷采用蝶形弹簧，使电刷触点与环形导体和变阻器接触良好；4.控制系统电路采用串联结构。实施方式三1.行星轮减速器输入轴与电缆卷筒轴同轴安装；2.环形导体和变阻器安装于行星轮减速器壳内表面，且其几何中心在输出轴轴线上；[0041]3. F型电刷采用压缩弹簧，使电刷触点与环形导体和变阻器接触良好；4.控制系统电路采用并联结构。实施方式四1.行星轮减速器输入轴与电缆卷筒轴同轴安装；2.环形导体和变阻器安装于行星轮减速器壳内表面，且其几何中心在输出轴轴线上；3. F型电刷采用蝶形弹簧，使电刷触点与环形导体和变阻器接触良好；4.控制系统电路采用并联结构。
权利要求1.一种卷缆系统的压力控制系统，其特征在于所述控制系统包括行星轮减速器、变阻器、溢流阀、和控制电路；所述行星轮减速器包括减速器壳体、中心轮、行星轮、行星轮架、 行星轮减速器输入轴和行星轮减速器输出轴；所述变阻器包括导体和电阻；所述一中心轮固定在减速器壳体上，所述另一中心轮连在行星轮减速器输出轴上；所述行星轮架与电缆卷筒同轴安装且连接在行星轮减速器输入轴上；所述行星轮与所述中心轮啮合；所述变阻器安装于行星轮减速器输出轴端的壳体内表面上；所述行星轮减速器与所述变阻器之间通过电刷连接。
2.根据权利要求1所述的卷缆系统的压力控制系统，其特征在于所述变阻器为环形结构，包括环行导体和环行电阻，且所述环行变阻器的几何中心在所述行星轮减速器输出轴的轴线上，所述环行导体和环行电阻的一端分别用螺栓螺帽固定于行星轮减速器壳体内表面的两个接线柱上。
3.根据权利要求1所述的卷缆系统的压力控制系统，其特征在于所述溢流阀为先导式电磁溢流阀。
4.根据权利要求1所述的卷缆系统的压力控制系统，其特征在于所述电刷为F型电刷，与行星轮减速器输出轴键连接，且在弹簧的作用下与变阻器保持良好的接触，所述弹簧为压缩弹簧或蝶形弹簧。
5.根据权利要求1所述的卷缆系统的压力控制系统，其特征在于行星轮减速器输出轴的角位移小于等于所述环形变阻器所对应的圆心角。
6.根据权利要求1所述的卷缆系统的压力控制系统，其特征在于所述行星轮减速器壳体上设置与所述控制电路相连的两个接线柱。
专利摘要一种卷缆系统的压力控制系统，所述控制系统包括行星轮减速器、变阻器、溢流阀、和控制电路；所述行星轮减速器包括减速器壳体、中心轮、行星轮、行星轮架、行星轮减速器输入轴和行星轮减速器输出轴；所述变阻器包括导体和电阻；所述一中心轮固定在减速器壳体上，所述另一中心轮连在行星轮减速器输出轴上；所述行星轮架与电缆卷筒同轴安装且连接在行星轮减速器输入轴上；所述行星轮与所述中心轮啮合；所述变阻器安装于行星轮减速器输出轴端的壳体内表面上；所述行星轮减速器与所述变阻器之间通过电刷连接。采用本实用新型所述的压力控制系统，使电缆张力在电缆卷筒卷缆直径变化时保持恒定，提高了电缆使用寿命，降低了系统能耗。
文档编号B65H59/00GK202080770SQ201120160549
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者梁晓东, 苑昆, 黄玮 申请人:北京安期生技术有限公司