基本介紹
- 中文名：絞盤機
- 外文名：teagle
- 套用：主要為林業
基本構造,發動機,捲筒的數目,結構最佳化設計,發展趨勢,
基本構造
絞盤機由發動機、傳動裝置、捲筒、操作機構和底架等組成。作業時，發動機的動力經離合器、變速箱等傳給捲筒，帶動捲筒旋轉，從而使捲筒上的鋼絲繩具有一定的運動速度及牽引力，用以移動載荷。
發動機
捲筒的數目
捲筒的數目根據作業要求決定，有單筒、雙筒、三筒以及多筒幾類。中國研製的絞盤機多為雙筒和三筒的。索道絞盤機的捲筒容繩量較大， 一般在500～1000米左右，鋼絲繩運動速度也較大，
除配置2個以上的捲筒外，還配有摩擦捲筒。裝車絞盤機的捲筒容繩量較小，一般在50～200米左右，鋼絲繩運動速度也較小，常配有2個捲筒。單捲筒絞盤機只能單向牽引，主要用於木材小集中等輔助作業或單向起升、牽引作業。
纏繞捲筒均為多層光面以適應容繩量大的需要，而摩擦捲筒一般為曲面形。為使每個捲筒都能獨立工作，還設有獨立的捲筒離合器和捲筒制動器。
制動器還起控制速度的作用。有些索道絞盤機還裝有風扇控速器，利用風扇克服空氣阻力所消耗的能量來降低捲筒的轉速，以達到部分控制速度的目的。捲筒離合器和制動器由槓桿或液壓傳動裝置操縱。
絞盤機按底架型式分固定式和自行式兩類：固定式絞盤機以框架式爬犁為底架，作業時用鋼絲繩固定在附近的樹根或地面木樁上；自行式絞盤機以拖拉機、汽車或其他車輛的底盤為底架,作業時放下支腿撐地,必要時採取臨時加固措施。絞盤機技術性能的主要參數有：捲筒數、捲筒最大牽引力、捲筒容繩量、鋼絲繩運動速度等。
結構最佳化設計
JS1-0.4A型攜帶型絞盤機存在的主要問題
JS1-0.4A型攜帶型絞盤機的結構如圖所示，主要由主機部件、捲筒部件、減速器部件和機架部件等組成。
根據對套用結果的調查分析，JS1-0.4A型攜帶型絞盤機存在的主要問題和不足體現在：
1）成本比較高；
2）動力和減速器連線通過一塊類似油鋸導板的撐板支撐，撐板強度不足，長時間使用撐板容易變形；
3）擺線針輪減速器製造工藝較複雜，成本較高；
4）捲筒離合器安裝在捲筒中間，加工和安裝工藝都較複雜；
5）人工攜帶時，提握用力不平衡，長距離攜帶時工人較容易疲勞。
JS1-0.4B型攜帶型絞盤機
針對JS1-0.4A型絞盤機存在的不足，對其結構進行了進一步的最佳化設計，形成新的攜帶型絞盤機JS1-0.4B。該機由皮帶輪組、減速器、機架、導索架、捲筒、軸端離合器、主機固定螺栓、主機、固定環等部件組成，如圖所示。
JS1-0.4B型絞盤機的工作原理與JS1-0.4A型絞盤機的工作原理基本相同，即由油鋸提供動力，經1級皮帶輪減速和2級斜齒輪減速，帶動捲筒及纏繞在其上的鋼絲繩，實現牽引物料（拖集木材）的功能。
JS1-0.4B型攜帶型絞盤機結構的最佳化設計
1、減速裝置最佳化
減速裝置是攜帶型絞盤機的主要組成部分，其設計合理與否對整機的使用性能和成本都有很大影響，應該綜合考慮設備使用要求及其經濟性進行選擇。兩種絞盤機的減速裝置組成相似，都是由皮帶輪組和減速器組成。
JS1-0.4A型絞盤機採用擺線針輪減速器，性能雖然符合要求，但其質量較大、成本較高。經過反覆比較，JS1-0.4B型絞盤機採用市場上使用較廣的2級斜齒輪減速器，其外殼採用鑄鋁，具有重量輕、體積小、運行平穩、噪聲小等優點，同時工藝簡單、精度易於保證、成本低廉。兩種絞盤機因採用的減速裝置結構不同，其重量和成本均有明顯差異。JS1-0.4B型絞盤機的減速裝置重量和成本分別比JS1-0.4A型絞盤機降低36%和68%。
與JS1-0.4A型比較，JS1-0.4B型採用2級斜齒輪減速器，減速比更大（i2=57.6），因此皮帶輪組減速比可以大大降低（i1=2），可減小大皮帶輪直徑，減輕皮帶輪組重量。經皮帶輪組和2級減速器減速（總減速比 i=115.2）降為適應小集中工藝的捲筒轉速。當發動機轉速為6000 r/min時，捲筒轉速為52.1 r/min。經計算，捲筒中層繩速為0.40 m/s，相應牽引力為57.01×103N，鋼索速度與人員隨拖集木跟進的速度相適應。南方林區的擇伐和撫育間伐木材材積一般為0.1~0.3 m3/株，改進後的絞盤機捲筒牽引力完全能滿足木材小集中作業的要求，同時適應南方林區複雜地形的使用要求。
2、離合器最佳化
離合器是絞盤機主要操縱部件，由於捲筒轉速較慢、轉矩大，所以選擇牙嵌式離合器。但JS1-0.4A絞盤機捲筒離合器由於設計在捲筒裡面，而捲筒內部空間狹小，不僅製造、安裝離合器不方便，工藝複雜、製作成本較高，而且開合離合器的手柄結構較複雜、強度較低、安裝困難。為了克服JS1-0.4A絞盤機捲筒離合器設計的不足，JS1-0.4B絞盤機捲筒離合器設計為軸端離合器。離合器安裝在傳動軸的軸端，被動離合器與捲筒固定連線，主動離合器一端穿過被動離合器中間孔與減速器輸出軸花鍵滑動連線，工作時離合器手柄往裡壓，主被動離合器結合，動力通過減速器輸出軸、離合器傳遞到捲筒。當離合器手柄往外壓時，主被動離合器分離，傳動鏈斷開。這種離合器結構、製造工藝簡單，安裝方便，同時由於軸端空間充分，離合手柄安裝自由，可以製成結構簡單、製造方便的形狀，從而既能保證工作可靠，又可有效降低製造成本。
3、傳動帶的調整與底盤的置換最佳化
帶傳動張緊度是影響帶傳動效率的重要因素。JS1-0.4A絞盤機傳動帶鬆緊度雖可以通過撐板長度調整，調節方便，但發動機和捲筒部件亦靠這個撐板連線，在工作時連線皮帶輪組產生的拉力就完全作用在撐板上，而撐板是一個薄壁的懸臂樑結構，在拉力作用下容易變形，從而使動力和捲筒組件相對位置變化，兩皮帶輪將產生不共面現象，影響皮帶傳動的效率和使用壽命。JS1-0.4B絞盤機，利用油鋸動力的原有握把手柄的固定螺釘孔，用高強度螺釘固定在機架上，固定結構與油鋸動力原有把手機構結合，穩定可靠。當JS1-0.4B型攜帶型絞盤機工作時，由於牽引鋼絲繩對捲筒所產生的拉力與皮帶作用在捲筒上的拉力方向相反，從而一定程度上可防止皮帶變松，故皮帶鬆緊度並不需要經常調整。因此JS1-0.4B絞盤機的皮帶鬆緊程度設計成捲筒部件與機架螺栓固定，機架上銑出長方孔與螺栓配合，使捲筒部件可沿著機架縱向調節，調節好皮帶鬆緊後鎖緊螺栓，經實際套用證明該方案可行，優點明顯。
4、導索架最佳化
JS1-0.4B導索架設計，按照人機工程學的原理設計成倒U型，在搬運移動時可與油鋸手柄配合形成雙把手結構，單邊手提重降低1倍。根據人體活動的耐力特徵，人體用力大小與持續時間之間存在一種非線性的反比關係，因此這種設計有效降低設備使用者的搬運疲勞強度，延長工人的持續搬運時間。同時將導索架桿加大至捲筒壁內側5mm，鋼絲繩可在捲筒全長範圍內均勻分布，避免出現JS1-0.4A型絞盤機鋼絲繩容易纏繞成腰鼓形的現象。
