胎带机的伸缩机构驱动装置

胎带机是一种快速、高效的混凝土输送、浇筑设备，已广泛应用于水利、水电、码头等大型工程中的高强度混凝土浇筑。国内最初在三峡工程中引进美国罗泰克公司生产的CC200-24型胎带机用于大坝浇筑，此后国内一些厂家开始进行该类产品的研制。河南焦作科瑞森机械有限公司设计试制的胎带机，已取得初步成功，本文对其伸缩驱动机构的设计要点加以介绍。
　　1、胎带机主体结构及主要技术参数
　　1.1 主体机构
　　胎带机的主体结构如图1所示，由底盘、伸缩皮带机、回转机构、变幅机构、活动配重等几大部分组成。伸缩皮带机是整机的核心工作部件，其输送距离借助伸缩机构可在一定范围内连续改变，如焦作科瑞森机械有限公司设计输送距离范围内为20-50m。

　　伸缩皮带机的机架后部与回转机构、变幅油缸分别铰接，可在水平360°范围内回转，在垂直方向-10°～+30°范围内连续改变输送倾角，动作灵活、作业范围大、适应性强。
　　尾部驱动的伸缩皮带机由两级伸缩臂架、伸缩驱动装置以及滚筒、托辊、输送带等组成，其中最关键的是由伸缩臂架和伸缩驱动装置组成的伸缩机构。

　　如图2所示，两级伸缩臂架由套装在一起的3节臂架组成。最外层的基础节臂架尾部和底盘的回转机构、变幅油缸分别铰接，固定于底盘上；内层的2节臂架可如拉杆天线一般自由伸出和缩回，改变输送机的输送距离，从而改变施工半径，最大限度地扩展工作区域面积。
　　1.2 主要技术参数
　　不同型号胎带机的设计技术参数有一定变化，主要技术参数范围如下：
　　最大输送能力/m³/h　　200-250
　　最大布料半径/m　　　 40-61
　　最小布料半径/m　　　 18-22.6
　　最大倾角/（°）　　　25-30
　　最小倾角/（°）　　　-10
　　输送带宽度/mm　　　　500-600
　　输送机带宽/（m/s）　 3-4
　　输送机驱动功率/kW　　45-75
　　2、伸缩驱动机构
　　因伸缩臂架的伸缩行程较大（22-35m），且要求尽量减轻自重，所以不宜采用齿轮齿条方式或液压缸方式驱动臂架伸缩。已有的设计均为钢丝驱动方式，即采用钢丝绳作为伸缩牵引构件。该机钢丝绳的缠绕方式如图3所示。

　　图3中，钢丝绳Ⅰ为主牵引绳，由驱动滚筒直接驱动；钢丝绳Ⅱ为辅助器，与基础节臂架、内节臂架固连在一起，用于使两者同步伸缩。
　　如图3所示，驱动滚筒逆时针转动时，滚筒右侧钢丝绳缩短，左侧钢丝绳伸长，在基础节臂架头部定滑轮和内两层臂架滑轮的作用下，内层2节臂架被逐渐拉出；相反，驱动滚筒顺时针转动时，滚筒左侧钢丝绳缩短，右侧钢丝绳伸长，在基础节臂架尾部定滑轮和内两层臂架滑轮的作用下，内层2节臂架被逐渐拉回；如此实现了臂架的伸缩运动。
　　介于定滑轮与动滑轮之间的钢丝绳的布置方向要求与臂架伸缩方向平行，否则，将会引起额外的钢丝绳牵引张力变化。
　　3、伸缩驱动装置
　　3.1 驱动装置型式
　　伸缩驱动装置可采用电动机+减速器型式，也可采用低速大转矩液压马达直接驱动，视具体情况而定。采用液压马达体积小、重量轻，更具优越性，缺点是控制系统及油路布置较复杂，伸缩机构液压回路系统由底盘液压系统统筹设计。
　　3.2 驱动功率计算
　　在整个伸缩过程中，钢丝绳的张力主要用于克服各种运动摩擦阻力和臂架、托辊、胶带等的自重下滑分力（倾斜输送时），而这些力又都随着倾角和伸缩行程的改变而变化，所以应按最不利工况计算出最大驱动力和驱动功率，据此设计驱动装置，选取钢丝绳型号。
　　伸缩臂架的最不利工况为：最大倾角、向外伸至最大行程处，此时下滑分力最大。