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        技術文章

        草坪養護機械的傳動系統

        -----  草坪養護機械的傳動裝置及其特點

        上海巴洛耐斯草坪機械有限公司 總經理

        博士

        一般的草坪養護機械都是由動力源、傳動裝置和作業機構三大部分所組成。動力源部分的構造和性能之前我們已經作了詳細介紹,從本期開始我們將重點介紹傳動裝置部分。盡管各類草坪養護機械的外形、結構和用途各不相同,有其個性,但也有其共性。根據不同的作業要求和不同的使用條件,其傳動方式也會不同。

        一、 常見傳動裝置的分類:

        傳動系統是機電系統中的重要組成部分之一。如圖1所示,傳動裝置按工作原理可分為機械傳動、流體(液體和氣體)傳動和電力傳動三大類。一臺草坪養護機械設備可能會涉及其中的一種或多種形式的傳動, 如圖2(a)所示的手推式果嶺滾刀剪草機(LM56GAF)為純機械傳動,而圖2(b)所示的五連滾刀剪草機(LM2700),則涉及到了機械、液壓和電力的多種傳動。以下對草坪養護機械中的最常見的機械、液壓和電力傳動加以說明。

        1.傳動裝置的分類




        2(a)純機械傳動 2(b) 機械、液壓和電力的多種傳動


        1. 機械傳動裝置

        機械傳動裝置主要應用于使用要求較高,驅動距離長或驅動方向又有變化的結構上,對于轉動機械很多都涉及到動力端和作業端的傳動,而這兩者又要求連接的,形式有帶傳動裝置;齒輪傳動裝置;鏈傳動裝置;軸傳動裝置、平面連桿機構凸輪機構傳動裝置。

        2. 液壓傳動裝置

        流體(液體和氣體)傳動中的液壓傳動裝置主要用于對主機性能要求較高的液壓變速、轉向系統、行走驅動和工作裝置驅動上,使主機具有良好的無級變速和操作性能,形式有液壓泵、液壓馬達、液壓缸等。

        3. 電力傳動裝置

        電力傳動裝置主要用于直接能輸出動力的機構,形式有電動機直接傳動。

        二、傳動裝置的主要作用

        傳動系統的設計就是以執行機構或執行構件的運動和動力要求為目標,結合所采用動力機的輸出特性及控制方式,合理選擇并設計基本傳動機構及其組合,使動力機與執行機構或執行構件之間在運動和動力方面得到合理的匹配。根據不同的作業需要和不同的使用條件,傳動裝置應能使被驅動裝置和作業機構獲得不同大小的扭矩及相應的轉速,并根據不同作業的需要,使其動力輸出并獲得不同的轉速,又能隨時切斷動力,使動力輸出所帶動的作業機構聽從命令地實現工作。其目的:

        1.改變動力源部分輸出的轉矩,以滿足作業機構的不同要求。

        2.把動力源部分輸出的運動形式轉變為作業機構所需的運動形式。如將旋轉運動改變為直線運動,或反之;也可以改變其運動方向。

        3.將一個動力源的機械能傳送到數個工作機上,或將數個動力源部分的機械能傳送到一個工作機上。

        4.其他特殊作用,如有利于機器的控制、裝配、安裝、維護和安全等而設置的傳動裝置。

        三、不同傳動方式的特點

        1.機械傳動

        1.1 皮帶傳動:包括主動輪、從動輪、環形帶。

        只適用于兩軸平行回轉方向相同的場合。

        優點:適用于兩軸中心距較大的傳動;皮帶具有良好的撓性,可緩和沖擊,吸收振動、減少噪音;過載時打滑防止損壞其他零部件;結構簡單、成本低廉、保養維修較方便。

        缺點:傳動的外廓尺寸較大;易變形需張緊裝置;由于皮帶傳動易打滑,傳動比不準確,而且是無法根除的缺點;不能保證固定不變的傳動比;皮帶的壽命較短;傳動效率較低,抗熱性差,抗過載能力差,易老化。

        1.2 齒輪傳動:包括主、從齒輪組;分類:平面齒輪傳動、空間齒輪傳動。

        適用于兩軸平行回轉方向相同的較短間距場合。

        優點:適用的圓周速度和功率范圍廣;傳動比準確、穩定、效率高;工作可靠性高、壽命長;可實現平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動。

        缺點:要求較高的制造和安裝精度、成本較高;

        1.3 鏈傳動:包括主動鏈輪、從動鏈輪;環形鏈條。

        適用于兩軸平行回轉方向相同的場合。鏈傳動與齒輪傳動相比,其主要特點:制造和安裝精度要求較低;傳動中心距較大。

        優點:鏈傳動無彈性滑動和打滑現象,工作可靠,傳動效率高;在同樣條件下,鏈傳動的結構較緊湊,傳動尺寸小;同時鏈傳動能在溫度較高、有水或油等惡劣環境下工作。

        缺點:易磨損,易伸長,不能保持恒定傳動比,傳動的平穩性差;會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲,不宜用在急速反向的傳動中;磨損后易發生跳齒。

        1.4 軸傳動:包括傳動軸和連接件。

        適用于空間直線方向兩軸間的運動和動力傳輸。

        優點:能保持傳動方向一致,由于基本實行鋼性連接傳動,恒定能量損耗少,轉速不變,傳動可靠。

        缺點:傳送的方向變化小,有時需要其他機構協同完成,無變速傳動變化。

        1.5 平面機構傳動:連桿機構傳動或凸輪機構傳動

        適用于空間垂直而不相交的兩軸間的運動和動力。

        優點:是傳動比大;結構尺寸緊湊。

        缺點:軸向力大、效率低;只能單向傳動。

        2. 液壓傳動

        液壓傳動適用于要求直接傳送運動和動力的場合。

        優點:1)從結構上看,在其他傳動方式中是力壓群芳的,在傳遞相同功率的情況下,液壓傳動裝置的體積小、重量輕、慣性小、結構緊湊、布局靈活。

        2)從工作性能上看,速度、扭矩、功率均可無級調節,動作響應性快,能迅速換向和變速,調速范圍寬,便于實現半自動化和全自動化。

        3)易實現過載保護與保壓,安全可靠;元件易于實現系列化、標準化、通用化。適應性比較強。設備安全可靠性好。

        缺點:1)液壓傳動不可避免地存在泄漏,同時油液不是絕對不可壓縮的,加上油管等彈性變形,液壓傳動不能得到嚴格的傳動比。

        2)油液流動過程中存在局部損失和泄漏損失,傳動效率較低,不適宜遠距離傳動。

        3)在高溫和低溫條件下,采用液壓傳動有一定的困難。

        4)為防止漏油以及為滿足某些性能上的要求,液壓元件制造精度要求高,給使用與維修保養帶來一定困難。

        5)發生故障不易檢查,特別是液壓技術不太普及的單位,這一矛盾往往阻礙著液壓技術的進一步推廣應用。液壓設備維修需要依賴經驗,培訓液壓技術人員的時間較長。

        3. 電力傳動

        電力傳動適用于要求直接傳送運動和動力的場合。

        優點:傳動裝置結構簡單緊湊,體積小、重量輕;能量損耗??;調速范圍寬,速度可無級調節,動作響應性快,能迅速換向和變速。

        缺點:受動力源的限制,無法實行傳動變化。實際應用有一定的局限性,草坪機械上難以推廣。

        根據以上各種傳動形式的特點及對草坪養護的不同要求,制造商就會開發生產出各種功能和用途的草坪養護機械,以供用戶使用。

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