齿轮齿条式船闸液压启闭机的结构分析与设计
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船闸 液压启闭机 结构 分析 设计机械设计与研究黄云生 王振龙不详1993第六图书馆
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⑧
瓤闸
，
肉机， 构 寸
齿．轮齿条式船闸液压启闭机
· 的 结 构一分 析 与 设 计
一
、 概
启东市农机研究所 黄云生 王摄 龙 、 ，
' _ 。 。 。一 ^ ' _ ， - — 一 -
述
齿轮齿条式船闸液压君闭机是我所售行设计制
造的‘种新型的船闸启闭机。这种启闭机刺用液压
驱动油缸活塞袢移动。一通过齿轮，固定齿条，移动
齿条达到缩短油缸活塞杆行程 的目的。该启闭机结
构新型，耗材少，重量轻，造价低，选材易、便于
加工J阎耐还其有运行平稳，性有 可靠 操作维修
方便等特点。 ’
肯转齿条式藏压启闭
‘
．
机的基本结梅
齿轮齿条式液压启闫j机主要由机身，固定齿条，
移动齿条，齿轮总 ：活塞杆 油缸：摧轩和液压
莱统组成。基本结构如图l所示。固定齿条用若干
只 M20螺栓紧固在机身上，移 动齿条底面与机身
导轨滑动，f驰面装有滚轮与机身滚动，上平面装有
推杆曼座与推杆～端联接，推杆另一端与闸门支麈
联接，齿轮与固定条和移动齿条同时啮合，齿轮固
定在齿轮架上，齿轮桨与活塞杆用螺母联接成一体
沿机身导轨滚动，启闭机的液压原理如图 2所示·
液压系统中各阈件与管道联接采用集成块，选样结
构
三、齿轮齿条式液压启阔
一 机工作原理
‘
齿轮齿条式液压启闭机投入启两动作时，电动
机带动油泵运转，油泵排出的油液由单_向博至电磁
换向阀，进入油缸活塞杆 或无杆)腔，于是压力油
，
推动活塞与活塞杆向左(或向右)移动，油缸无杆腔
D B
图 1 启田机基本结构示意图
液压原理图
1．滤网
2．柱塞油泵电
机组
3．磁性滤{由器
． 单向阔
5．电磁卸荷阀
6．电接点压力
7．电磁换向阀
8．单向节流 阀
0．{出缸
l0．单向行程控
制 阀
1．机身
2．油缸
3．活塞杆
． 移动齿条
5．齿轮总成
6．固定齿条
7．推杆
8．闸门
一 8l 一
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A
_
0
p
移动 齿基抒皇B ^
轮行程 So
图 3
(或有杆腔)的油渍经电磁换向阀回油箱。由于齿轮
与固定齿条和移动齿条间时啮台 ，所以与活塞杆联
接的虫轮一方面带动移动齿条随 活 塞杆一起向左
(或向右)移动，另一方面该齿轮在固定齿条上向左
(或向右)滚动。如图3a所示，即齿轮作平面运动。很
显然移动齿条移动的速度 ”J是齿轮 移动的速度 ”o
的2倍。这样经过 秒钟后，移动齿条移动的距离
1就等于齿轮移劫的距离 o的 2倍，如图3b所
示。所以齿轮虫条式液压启闭机活塞杆向左(或向
右)移动的g巨离是移动齿条移动g目离的一半。移动齿
条的移动带动闸门推杆移动．进而带动闸门转动，
达到启 闭闸门之目的。
四、齿轮齿条式液压启闭机
的结构特点
1．由上述工作原理可知， 齿 轮齿条式液压启
闭机活塞杆的行程等于移动齿条移动距离的一半，
因而油缸，插塞杆的长匿为直推式液压启 闭机的油
缸，橱塞杆长度的 l／ ， 因此既节省了原材料．减
轻了重量．降低了成本，又便于加工，提高加工精
度，且大大增强了活塞杆的刚性。
2．活塞杆与妯封的接触长度也为直推式1／2，
因此减少了油封的磨损。此外 ．直推式液压启 闭机
的油缸活塞杆运行对除 了往复移动外，油缸，活塞
杆还要围绕闸门作扇形摆动，油封就易拉毛、磨损。
而齿轮齿条式液压启闭机 由于活塞杆运行时同轴度
得到保证，避免 了袖 缸围绕闸门作扇形摆动。因而
减轻了油封的磨损．延长了油封的使用寿命。
3．当闸门全关时(即活塞杆 全 舒『申出时)，该
启闭机的活塞杆伸出部分全部在机房内，并被罩壳
盖住，不曼灰尘、雨水等污染，锈蚀。
4．该机安全保险装置可靠。 除 了采用行程开
关．电接点压力丧、电磁卸荷阔外，增加了一道单
一 32 一
图 4
向行程控制阀，此装置安全可靠易行。
5．该机维修方便．当更换油封时， 需搬动油
缸 ．只须拆下前后法兰，压盖即可更换前后{由封，减
轻了维修人员的劳动强度。
五、齿轮齿条式液压启闭机
的设计计算
齿轮齿条式船闸启闭机的设计计算主要是启闭
力作用点位置的台理选择，启闭力，行程的确定，
齿轮参数．油缸尺寸韵计算和液压泵与电动机功率
的选择等。
1．直闭力作用直位I的进舞
液压启闭机启闭力的大小主要由闸门重量和水
阻及启闭力作用点位置决定。在给定的条件下，闸
门重量及水阻是不变的，但启闭力作用点位置是可
以选择的。如图4所示，如果启闭力作用点 移到
， 由于力臂增大，启闭力就减小。但移动齿条行
程由 l增大到 。由图 l可以 看出t~>lt 移动齿
条行程的增大，油缸，活塞杆的长度也要增大。所
以选择启闭力作用点时，既要考虑启闭力不能过大，
又要考虑活塞杆行程尽量缩小．两者必须兼颐。
2．齿齄●藏的确定
启闭机的启闭力确定以后，就可按公式
m = 1 既 黼跳齿轮 然
后对齿轮轮齿进行弯曲强度校核，其 校 核 公式为
。
oF=素 KJK KFtKeYFKYlYe
齿轮的参数确定以后，齿条，机舟身争尺寸也随之确
定。
5．油缸尺寸的计算
油缸尺寸的计算主要是油缸内径的确定。油缸
内径D由活塞的推力F和工作压力P决定。
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