一種基于差速器的絞吸船雙絞刀頭動(dòng)力分配裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雙絞刀頭動(dòng)力分配領(lǐng)域,具體涉及一種基于差速器的絞吸船雙絞刀頭 動(dòng)力分配裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉸刀頭是絞吸式挖泥船的核心挖掘部件,其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)切削系統(tǒng)乃至整船運(yùn)行效 率都十分重要。鉸刀頭是絞吸式挖泥船上專門用來(lái)絞松土壤的工具,使用雙絞刀頭的挖泥 船相比單鉸刀頭絞吸船在工作效率方面有著極大的提升,同時(shí)也存在缺點(diǎn)。
[0003] 雙絞刀頭的絞吸式挖泥船作業(yè)時(shí),其工作的水域不可能全部是平整的,有些地方 存在一定的坡度,而且還存在絞吸式挖泥船兩側(cè)工作水域的環(huán)境不同。這時(shí)液壓馬達(dá)和液 壓油栗之間會(huì)自主的調(diào)節(jié)油壓和流速導(dǎo)致兩側(cè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速不能達(dá)到統(tǒng)一,而使一側(cè)鉸刀 頭的磨損程度加大以及能量的過(guò)度消耗,絞吸效率低。兩側(cè)鉸刀頭出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速差也會(huì)加大 船舶的震動(dòng)程度,給船舶的行駛帶來(lái)危險(xiǎn)。雙絞刀頭的絞吸式挖泥船無(wú)法很好的適應(yīng)較為 復(fù)雜水底中的環(huán)境。因此,我們迫切需要一種能對(duì)絞吸船上雙絞刀頭進(jìn)行動(dòng)力分配的裝置, 以解決現(xiàn)有絞吸船雙絞刀頭作業(yè)的缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于差速器的絞吸船雙絞刀頭動(dòng)力分配裝置及方法, 該裝置和方法能自動(dòng)協(xié)調(diào)兩側(cè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速,提高絞吸船絞吸效率。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于差速器的絞吸船雙 絞刀頭動(dòng)力分配裝置,包括與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的主軸,所述主軸與差速器連接,所述差速器的傳 動(dòng)軸分別與A、B側(cè)鉸刀頭的傳動(dòng)裝置連接;
[0006] 所述傳動(dòng)裝置包括與差速器的傳動(dòng)軸連接的半軸,半軸的另一端與液壓油栗連 接,所述液壓油栗通過(guò)輸油管與鉸刀頭的液壓馬達(dá)連接,液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉸刀頭工作;所述輸 油管與半軸垂直;
[0007] 兩個(gè)半軸上分別設(shè)有電子制動(dòng)器,兩個(gè)輸油管內(nèi)分別設(shè)有液壓傳感器和流速傳感 器,液壓傳感器和流速傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給電控中心,電控中心根據(jù)該數(shù)據(jù)控制 兩個(gè)半軸上的電子制動(dòng)器,以控制兩個(gè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速。
[0008] 更進(jìn)一步的方案是,所述電子制動(dòng)器為環(huán)形電子制動(dòng)器,嵌套在半軸上,電子制動(dòng) 器可以接受來(lái)自電控中心的信號(hào),縮小半徑,對(duì)半軸進(jìn)行制動(dòng)。
[0009] 本發(fā)明還提供一種采用上述基于差速器的絞吸船雙絞刀頭動(dòng)力分配裝置進(jìn)行動(dòng) 力分配的方法,通過(guò)兩個(gè)輸油管上的液壓傳感器和流速傳感器將實(shí)時(shí)采集的信號(hào)傳遞給電 控中心,電控中心根據(jù)該數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和判斷,根據(jù)該判斷控制兩個(gè)半軸上的電子制動(dòng)器, 從而控制兩個(gè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速,再通過(guò)差速器調(diào)節(jié)兩個(gè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速;具體為:
[0010] 當(dāng)A側(cè)鉸刀頭遇到堅(jiān)硬物體時(shí),A側(cè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速會(huì)降低,扭矩會(huì)增大,A側(cè)輸油 管內(nèi)油壓升高,流速降低,A側(cè)液壓傳感器采集的液壓油的油壓升高和A側(cè)流速傳感器采集 的液壓油的流速降低;B側(cè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速和扭矩不變,B側(cè)液壓傳感器采集的液壓油的油壓 和B側(cè)流速傳感器采集的液壓油的流速不變;電控中心接收到4個(gè)傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)后進(jìn) 行計(jì)算和判斷;電控中心根據(jù)判斷會(huì)向B側(cè)電子制動(dòng)器發(fā)送模擬信號(hào),使B側(cè)電子制動(dòng)器持 續(xù)收緊,增大對(duì)其相應(yīng)半軸的摩擦力,B側(cè)半軸轉(zhuǎn)速持續(xù)下降從而使動(dòng)力由差速器向A側(cè)半 軸輸出;當(dāng)電控中心通過(guò)流速傳感器檢測(cè)到兩側(cè)的液壓油的流速差值下降到合理檔位范圍 時(shí),電控中心使兩側(cè)的電子制動(dòng)器施加恒力,保持兩側(cè)鉸刀頭的轉(zhuǎn)速不變;當(dāng)A側(cè)堅(jiān)硬物體 被清除后,A側(cè)鉸刀頭扭矩減小、轉(zhuǎn)速增大,A側(cè)輸油管內(nèi)油壓降低、流速加快,電控中心檢 測(cè)到兩側(cè)的油壓相差小于5%后,電控中心使B側(cè)電子制動(dòng)器停止制動(dòng),在電控中心和差速 器的作用下,A側(cè)鉸刀頭和B側(cè)鉸刀頭保持同樣的轉(zhuǎn)速。
[0011] 當(dāng)B側(cè)鉸刀頭遇到堅(jiān)硬物體時(shí),而A側(cè)鉸刀頭沒有遇到堅(jiān)硬物體時(shí),同樣通過(guò)電控 中心和差速器調(diào)節(jié)兩側(cè)的鉸刀頭的轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)步驟同上。
[0012] 本發(fā)明中,電控中心采用單片機(jī),單片機(jī)可以接受4個(gè)傳感器的信號(hào),并進(jìn)行運(yùn) 算,還可以向電子制動(dòng)器發(fā)送信號(hào),驅(qū)動(dòng)電子制動(dòng)器;單片機(jī)也可通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的液壓檔 位,流速檔位以滿足不同船舶在不同環(huán)境下的行駛要求。液壓傳感器、流速傳感器可以分別 收集其所在輸油管的液壓和流速并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送給電控中心。電子制動(dòng)器為環(huán)裝,可 以接收信號(hào),增大或減小對(duì)其所在半軸的摩擦力,實(shí)現(xiàn)對(duì)半軸轉(zhuǎn)速的調(diào)整。
[0013] 當(dāng)A側(cè)的鉸刀頭遇到堅(jiān)硬物體時(shí),A側(cè)的扭矩會(huì)上升,轉(zhuǎn)速會(huì)下降。扭矩上升造成 液壓變大,轉(zhuǎn)速下降造成流速下降。當(dāng)電控中心通過(guò)收集兩側(cè)傳感器的信號(hào)監(jiān)測(cè)到A側(cè)轉(zhuǎn) 速比B側(cè)轉(zhuǎn)速相差所設(shè)定的檔位時(shí),會(huì)啟動(dòng)B側(cè)的電子制動(dòng)器來(lái)降低B側(cè)半軸的轉(zhuǎn)速,在差 速器的作用下,B側(cè)的動(dòng)力會(huì)傳遞給A側(cè),A側(cè)的流速會(huì)增加,轉(zhuǎn)速會(huì)增加。當(dāng)電控中心監(jiān)測(cè) 到兩側(cè)的流速差距在誤差范圍內(nèi)時(shí),此時(shí)電子制動(dòng)器施加恒力不再變化。此時(shí)兩側(cè)轉(zhuǎn)速大 致相同,效率最大。
[0014] 本發(fā)明的有益效果在于:
[0015] 電控中心根據(jù)4個(gè)傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù),控制兩個(gè)半軸上的電子制動(dòng)器,從而控制 半軸的轉(zhuǎn)速,并通過(guò)差速器調(diào)節(jié)兩絞刀頭之間的扭矩和轉(zhuǎn)速比,從而調(diào)整兩鉸刀頭的轉(zhuǎn)速, 以增加絞吸船的環(huán)境適應(yīng)性和靈活性,可以大大提高船舶的機(jī)動(dòng)性;
[0016] 采用本裝置后,雙鉸刀頭的轉(zhuǎn)速可以相互調(diào)節(jié),在輸入功率一定的情況下,提高絞 吸效率,不會(huì)出現(xiàn)一側(cè)鉸刀頭空轉(zhuǎn)而另一側(cè)缺少動(dòng)力的情況,節(jié)約了能源;
[0017] 減少了船舶軸系的震動(dòng),挺高了船舶乘坐的舒適性和安全性;
[0018] 本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝拆卸方便,制作成本低,便于推廣應(yīng)用;
[0019] 本方法通過(guò)向電控中心的單片機(jī)輸入相應(yīng)程序就可實(shí)現(xiàn)控制轉(zhuǎn)速的控制,方法簡(jiǎn) 單實(shí)用。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是基于差速器的絞吸船雙絞刀頭動(dòng)力分配裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021] 圖2是差速器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022] 圖3是基于差速器的絞吸船雙絞刀頭動(dòng)力分配方法的流程圖。
[0023] 圖中,1、主軸,2、差速器,3、電子制動(dòng)器,4、半軸,5、液壓油栗,6、輸油管,7、液壓傳 感器和流速傳感器,8、液壓馬達(dá),9、鉸刀頭;10、輸入軸,11、主動(dòng)錐形齒輪,12、齒圈,13、第 一傳動(dòng)軸,14、外殼,15、差速器框,16、行星齒輪軸,17、側(cè)齒輪,18、第二傳動(dòng)軸,19、小行星 齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025] 參見圖1,一種基于差速器的絞吸船雙絞刀頭動(dòng)力分配裝置,包括主軸1、差速器 2、電控中心、2個(gè)電子制動(dòng)器3 (A側(cè)環(huán)形電子制動(dòng)器和B側(cè)環(huán)形電子制動(dòng)器)、2個(gè)半軸4 (A 側(cè)半軸和B側(cè)半軸)、2個(gè)液壓油栗5 (A側(cè)液壓油栗和B側(cè)液壓油栗)、2個(gè)輸油管6 (A側(cè)輸 油管和B側(cè)輸油管)、2個(gè)液壓馬達(dá)(A側(cè)液壓馬達(dá)和B側(cè)液壓馬達(dá))、2個(gè)液壓傳感器和流 速傳感器7 (A側(cè)液壓傳感器、A側(cè)流速傳感器、B側(cè)液壓傳感器和B側(cè)流速傳感器),主軸1 的一端與發(fā)動(dòng)機(jī)連接,主軸1的另一端與差速器2連接,差速器2的第一傳動(dòng)軸與A側(cè)半軸 連接,A側(cè)半軸的另一端與A側(cè)液壓油栗連接,A側(cè)液壓油栗通過(guò)A側(cè)輸油管與A側(cè)鉸刀頭 的A側(cè)液壓馬達(dá)連接,A側(cè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)A側(cè)鉸刀頭工作,A側(cè)輸油管與A側(cè)半軸垂直;差速 器2的第二傳動(dòng)軸與B側(cè)半軸連接,B側(cè)半軸的另一端與B側(cè)液壓油栗連接,B側(cè)液壓油栗 通過(guò)B側(cè)輸油管與B側(cè)鉸刀頭的B側(cè)液壓馬達(dá)連接,B側(cè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)B側(cè)鉸刀頭工作,B 側(cè)輸油管與B側(cè)半軸垂直;A側(cè)環(huán)形電子制動(dòng)器嵌套在A側(cè)半軸上,B側(cè)環(huán)形電子制動(dòng)器嵌 套在B側(cè)半軸上;A側(cè)液壓傳感器、A側(cè)流速傳感器設(shè)置在A側(cè)輸油管內(nèi),B側(cè)液壓傳感器、 B側(cè)流速傳感器設(shè)置在B側(cè)輸油管內(nèi),4個(gè)傳感器(A側(cè)液壓傳感器、A側(cè)流速傳感器、B側(cè)液 壓傳感器和B側(cè)流速傳感器)將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞給電控中心,電控中心根據(jù)該數(shù)據(jù) 控制兩個(gè)半軸4上的電子制動(dòng)器3,以控制兩個(gè)鉸刀頭9的轉(zhuǎn)速。
[0026] 參見圖2,差速器包括輸入軸10、主動(dòng)錐形齒輪11、齒圈12、第一傳動(dòng)軸13、外殼 14、差速器框15、行星齒輪軸16、側(cè)齒輪17、第二傳動(dòng)軸18和小行星齒輪19。差速器2內(nèi) 部存在小行星齒輪19可以協(xié)調(diào)兩邊半軸4的轉(zhuǎn)速使其能以不同轉(zhuǎn)速工作。
[0027] 主軸1向差速器2輸入動(dòng)力后帶動(dòng)兩側(cè)半軸4轉(zhuǎn)動(dòng),兩側(cè)半軸4上都安裝著電子 制動(dòng)器3,電子制動(dòng)器3受電控中心控制,可接受模擬信號(hào),通過(guò)控制施加力的大小來(lái)改變 相應(yīng)半軸4的轉(zhuǎn)速;兩側(cè)半軸4連接液壓油栗5,液壓油栗5在半軸4的驅(qū)動(dòng)下給液壓油一 個(gè)恒定的油