多杆式可調節索道測速緩衝裝置設計!

摘 要：現有索道輪體測速裝置采用齒輪齧合傳遞轉速給測速儀器實現測量，其測量精度容易受線路載荷、電機 運行狀態以及輪體尺寸和加工精度等多方麵因素影響，而且測速裝置結構形式單一，不具備通用性
，緩衝減振效 果不佳。研究設計一種多杆式可調節緩衝測速裝置，通過工業氣彈簧和滑動支座的組合運動，實現測速儀器0～31° 角度可調，從而適應不同工況安裝需求
，同時工業氣彈簧實現主動調節和緩衝減振，消除了測速過程中的衝擊
， 提高了測量精準性。

關鍵詞：索道;多杆式;可調節;測速;緩衝

Abstract: The existing ropeway wheel speed measuring device adopts gear meshing to transmit rotating speed to the speed measuring instrument to realize measurement, and the measurement accuracy is easily influenced by various factors such as route load, motor running state, wheel size, machining accuracy and the like; moreover, the speed measurement device has a single structural form, does not have universality, and has poor buffering and vibration damping effects. A multi-rod adjustable buffer speed measurement device is researched and designed. Through the combined movement of industrial gas spring and sliding support, the 0 to 31° angle of the speed measurement instrument can be adjusted to meet the installation requirements of different working conditions. At the same time, the industrial gas spring realizes active adjustment and buffer vibration reduction, eliminates the impact in the speed measurement process, and improves the measurement accuracy.

Keywords: ropeway; multi-rod type; adjustable; speed measurement; buffer

0 引言

隨著科學技術的發展
，如今測速的方式多種多樣

，精度也越來越高。最常用的方式有激光測速

、dianziyuanqijianganyingcesudeng。zaisuodaozhezhongyaoqiushiyongxingdetezhongshebeishang
，weilebaozhengcesudekekaoxing，yibancaiyongjixieshiceliangfangfa
，zhuyaoshizaiqudonglunhuoyuhuilunshangzengjiachiquan，tongguochilunniehechuandisudugeiguangdianchuanganqihuocesudianjishixiansududehuoqu。shijianzhengmingzhezhongcesufangshiyouyidingshiyongxing，danshiruguoxianluzaihebodongjiaoda
，qudongdianjideyunxingzhuangtaibuwending，huoluntibianyuanjiagongjingdudidouhuizaochengcesudebodonghebuwendingxing，ouerhuichuxiandiaozhuan、檢測不到等情況，且由於測試裝置本身的結構限製，安裝可替代性差，無法實現通用化，存在一定的局限性。

針對目前測速裝置的不足
，本文提出了一種可調節式、帶緩衝裝置的設計理念
，能夠實現線路波動、電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)不(bu)穩(wen)定(ding)等(deng)問(wen)題(ti)的(de)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)
，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)測(ce)速(su)的(de)精(jing)準(zhun)性(xing)。新(xin)型(xing)測(ce)速(su)裝(zhuang)置(zhi)調(tiao)節(jie)範(fan)圍(wei)較(jiao)大(da)

，能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)直(zhi)徑(jing)輪(lun)體(ti)的(de)安(an)裝(zhuang)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)通(tong)用(yong)化(hua)測(ce)速(su)，適(shi)用(yong)範(fan)圍(wei)廣(guang)。

1 可調節測速緩衝裝置設計與參數計算

可(ke)調(tiao)節(jie)測(ce)速(su)緩(huan)衝(chong)裝(zhuang)置(zhi)的(de)設(she)計(ji)要(yao)實(shi)現(xian)兩(liang)個(ge)重(zhong)要(yao)功(gong)能(neng)，一(yi)是(shi)測(ce)速(su)行(xing)程(cheng)可(ke)調(tiao)節(jie)，本(ben)文(wen)通(tong)過(guo)杆(gan)件(jian)機(ji)構(gou)的(de)移(yi)動(dong)組(zu)合(he)實(shi)現(xian)位(wei)移(yi)行(xing)程(cheng)的(de)放(fang)大(da)，從(cong)而(er)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)索(suo)距(ju)和(he)不(bu)同(tong)直(zhi)徑(jing)輪(lun)體(ti)的(de)安(an)裝(zhuang)測(ce)速(su)需(xu)求(qiu)。二(er)是(shi)測(ce)速(su)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)緩(huan)衝(chong)減(jian)振(zhen)性(xing)，由(you)於(yu)索(suo)道(dao)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)線(xian)路(lu)波(bo)動(dong)會(hui)使(shi)輪(lun)體(ti)產(chan)生(sheng)徑(jing)向(xiang)不(bu)平(ping)穩(wen)，從(cong)而(er)直(zhi)接(jie)導(dao)致(zhi)測(ce)速(su)接(jie)觸(chu)部(bu)位(wei)交(jiao)互(hu)受(shou)力(li)
，加(jia)劇(ju)磨(mo)損(sun)，實(shi)際(ji)測(ce)速(su)中(zhong)會(hui)存(cun)在(zai)丟(diu)轉(zhuan)現(xian)象(xiang)
，一(yi)旦(dan)遇(yu)到(dao)惡(e)劣(lie)天(tian)氣(qi)或(huo)線(xian)路(lu)載(zai)荷(he)波(bo)動(dong)較(jiao)大(da)，測(ce)速(su)裝(zhuang)置(zhi)的(de)精(jing)準(zhun)性(xing)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)大(da)幅(fu)縮(suo)減(jian)，因(yin)此(ci)新(xin)型(xing)測(ce)速(su)裝(zhuang)置(zhi)的(de)設(she)計(ji)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)輪(lun)體(ti)的(de)徑(jing)向(xiang)載(zai)荷(he)變(bian)化(hua)，並(bing)作(zuo)出(chu)主(zhu)動(dong)的(de)跟(gen)隨(sui)調(tiao)節(jie)達(da)到(dao)緩(huan)衝(chong)效(xiao)果(guo)，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)精(jing)準(zhun)獲(huo)取(qu)速(su)度(du)大(da)小(xiao)，提(ti)高(gao)測(ce)速(su)裝(zhuang)置(zhi)的(de)精(jing)確(que)性(xing)和(he)耐(nai)用(yong)性(xing)。

1.1 機構設計

對dui於yu杆gan係xi來lai說shuo，如ru果guo杆gan件jian太tai多duo會hui存cun在zai一yi定ding的de穩wen定ding性xing和he強qiang度du問wen題ti，所suo以yi通tong過guo滑hua塊kuai的de移yi動dong和he可ke伸shen縮suo杆gan的de配pei合he，組zu成cheng了le一yi個ge類lei五wu杆gan設she計ji。一yi方fang麵mian解jie決jue了le杆gan件jian緊jin湊cou問wen題ti，增zeng大da位wei移yi行xing程cheng，另ling一yi方fang麵mian通tong過guo可ke伸shen縮suo杆gan的de的de自zi身shen特te性xing增zeng加jia緩huan衝chong效xiao果guo
，保bao證zheng測ce速su不bu穩wen定ding的de動dong態tai響xiang應ying調tiao節jie。主zhu要yao機ji 構原理如圖 1 所示。

圖 1 機構簡圖

上述機構由五個杆件組成，其中杆件 3 為滑塊，可移動長度為 BB ’ 的長度，杆件4 和 5 組成了一個可伸縮杆，在本文的研究中選用一個帶緩衝的工業氣彈簧替 代。主要的杆件參數包括：杆件1 長度 OA =150 mm
，與Y軸夾角 θ =39°;杆件2 水平方向長度 OB x =208 mm;豎直方向長度 OB y =14 mm;滑塊在 X 軸方向可滑動調節範圍為BB ’ =33 mm。伸縮杆(工業氣彈簧)型 號 GS-8-60-AE-80，最小安裝距離為 116 mm，最大安裝 距離 176 mm，行程 60 mm。工業氣彈簧運行環境溫度 為- 40℃～ 200℃，其qi內nei部bu是shi氮dan氣qi室shi和he油you室shi的de結jie合he，安an裝zhuang時shi通tong過guo調tiao節jie閥fa門men釋shi放fang氮dan氣qi可ke以yi控kong製zhi活huo塞sai杆gan的de行xing程cheng，內nei部bu充chong油you區qu在zai行xing程cheng末mo端duan加jia裝zhuang有you阻zu尼ni，實shi際ji受shou到dao衝chong擊ji時shi實shi現xian緩huan衝chong作zuo用yong。

1.2 參數計算

由於滑塊和可伸縮杆的雙重作用，五杆機構中杆件 2 位置存在多個可能性，通過分析最大和最小組合運動位置，通過二維作圖方式可以計算出可調節測速緩衝裝 置的件 2 調節範圍為 0 ～ 31° 1)當滑塊和氣彈簧組合處於 OAB 位置：滑塊在最遠距離， OB最長
，氣彈簧 AB縮到最短安裝距離， 杆件狀態如圖2 所示
，對應的杆件2 與 X 軸夾角為 ∠ BOX
，可調節量最小。

2)當滑塊和氣彈簧組合處於 OAB ˊ 位置：滑塊在最短距離
， OB ˊ最短，氣彈簧 AB 伸到最長安裝距離， 杆件狀態如圖2 所示，對應的杆件2 與 X 軸夾角為- ∠ B ˊ OX 
，可調節量最大。

綜合分析以上兩個杆件極限組合狀態，最終杆 件 2 的旋轉最大夾角為 ∠ BOX 和∠ B ˊ OX 之和，即 31°。在實際應用中可將測量速度的儀器安裝在杆件2 上，其測速可調節角度範圍為0 ～ 31°，可適應不同輪體直徑和不同安裝工況的測速
，滿足實際需求。

圖2 機構軌跡圖

2 可調節測速緩衝裝置結構設計

congjigouyuanlishejizhuanhuadaojiegoushejibufen，xuyaokaolvjigoudelinghuoxinghekekaoxing，shitijiegoudeqinglianghuahejincou，chucizhiwaihaiyaokaolvshijideanzhuanghetiaoshi，fangbiankuaijiecaijuyoushiyong 性。通過多次優化設計改進，裝置結構如圖 3 所示，主要包括固定吊架、移動杆、轉動杆
、工業氣彈簧以及測速係統等。該測量裝置能夠實現豎直方向的位移調節和水平方向的轉動調節，還能起到緩衝作用。

圖 3 可調節測速緩衝裝置結構圖

1)豎直位移可調：固定吊架主要通過螺栓安裝在 輪體上
，移動杆通過四個螺栓連接在固定吊架上
，豎直 可調，考慮到索道輪體邊緣的厚度一般為130 mm左右， 所以可移動距離設計為 150 mm。

2)水平旋轉可調：轉動杆是個組合件，通過滑塊 嵌套在杆件的滑槽內，實現滑動可調節和定位限製
，確 定組合位置後一般采用螺栓鎖死固定。移動杆和轉動杆間通過銷軸連接
，為保證轉動平穩不卡死，在移動杆銷 軸孔內安裝了軸承套，在轉動杆銷軸孔內安裝了帶翻邊 的軸承套，抵消測速儀器自重形成的彎矩
，從而保證銷 軸轉動的平順性。

3)測速係統：整個測速係統安裝在轉動杆上，根 據實際安裝需求和工況
，確定滑塊位置和工業氣彈簧的 伸縮行程。測速係統主要包括了編碼器、安裝座、滾輪 以及其他傳動軸等。滾輪一般采用高硬度橡膠材質，摩 擦因數大，且耐磨，從而保證與輪體接觸的平穩可靠。

4)緩衝和動態響應：整個工業氣彈簧耐低溫和高溫， 通過鉸接形式與移動杆和轉動杆的銷孔連接，形成二力 杆
，其本身的伸縮行程放大了整個測速裝置的可調節範 圍。實際安裝中
，工業氣彈簧通過調節氣壓實現活塞杆 的初始安裝定位，由於其內部油腔緩衝結構，能夠瞬時 響應測速輪體的徑向波動
，從而達到緩衝減振效果。

3 結論

本文所述多杆式可調節索道測速緩衝裝置設計
， 一方麵實現了測速行程的可調節，豎直方向可實現150 mm 的位移調節，水平方向可實現0 ～ 31°的角度轉 動，滿足了不同工況的測速需求。另一方麵，由於氣彈 簧的特殊結構

，在實際測速中能夠起到主動微調和緩衝 響應，緩解線路載荷波動以及電機運行不平穩造成的測 量誤差，從而提高測量平穩性和準確性。除此之外，整 個裝置結構緊湊輕巧，對各杆件結構進行了優化和輕量 化外形設計，鉸接位置轉動靈活，實際安裝和拆卸方便 快捷
，適用於不同輪徑下的測速安裝需求
，具有一定的 普適性和實用性，改進了索道的測速形式。