机械升降中的应用在柔性传动柱装置作用

日期：2015/12/19 来源：中国演艺科技网

1 概述

柔性传动柱装置是在滚子链传动基础上，结合方形空心立柱具备高的整体稳定性等特点发展起来的，与当前的柔性齿、刚性链具有同样的功能，但其承载能力和行程有很大的提高，见图 1。

柔性传动柱装置具备以下主要特点：

（1）将水平运动的链节通过滚子链传动箱转换成垂直运动，实现垂直提升。

（2）把柔软的滚子链改变成具有单向刚度的刚性链节，刚性链节之间用活动铰接联接起来形成垂直的立柱（刚性）承受垂直载荷。

（3）单节标准滚子链节的双根轴和并行的多节滚子链节同时传递运动和载荷（类似多排滚子链，但与标准滚子链之间连接方式不同），提高了链节的刚度、承载能力和链节组件框架结构柱的整体稳定性。

（4）重复定位精度高，运行平稳，可靠性高、寿命长、维护低，配置灵活，安装方便，适应重载荷（单根柔性传动柱装置最大载荷可达60 t以上）及浅基坑大行程，单根柔性传动柱装置最大行程可达18 m以上。

柔性传动柱装置主要为浅基坑大行程的传动提供解决方案， 可用于特定生产线的升降部位， 也适用于剪刀撑、螺旋丝杆、液压缸、柔性齿、大螺旋、Li n kLi f t 系列产品等领域， 特别满足机械化舞台的浅基坑、大载荷的使用要求， 也可为一些新型领域提供高质、可靠的传动方式。图2为柔性柱传动箱，图3为柔性柱链节组件。

2 设计机理

图4为柔性柱链节组件载荷传递示意图。图中可见，在载荷Q的作用下，穿过4块侧板的2根标准滚子链轴将载荷传给3节滚子链节，3节滚子链节把载荷传给驱动链轮F。在热处理时，滚子链板和标准滚子链轴与侧板的硬度不一致，目的在于侧板在载荷Q作用下发生微变形，使双轴同时承载，增加轴的剪切面（6个增加到12个）和侧板的受压面（4个增加到8个），提高承载能力、增加安全性。图5为柔性柱链节组件与链轮啮合示意图。3块板与4块侧板的后部焊接在一起，加上4块侧板前部的滚子链用销轴连接一起，形成具有稳定的3个空腔结构截面，提高了整体稳定性，这是其他类似结构不具有的特性，如图6所示。

3 几种典型单向刚性传动结构概要

（1）法国刚性链Linklift可看作两块平行板靠垂直平行板的连接轴连起形成的柱，然后将把柱截成一节一节的链节，相邻两节靠另一对链节板铰接连接在一起，形成单向刚性传动。

（2）柔性齿可看作一根齿条形成的柱，然后将柱齿条截成一节一节的齿节，相邻两节靠另一对板的铰接或直接铰接在一起，形成单向刚性传动。

（3）柔性传动柱装置采用各向刚度一致性比较好的方管作为设计概念，将一根方管作为传动柱，在传动柱上安装达到国家标准的滚子链，然后将柱截成一节一节形成链节组件，相邻两节靠特殊的连接件铰接起来，形成单向刚性传动。由于驱动方式及受力机理的差异，带来的侧向刚度和载荷特性不一样，根据标准的滚子链的特点结合单节标准链节双轴同时承载的特性，柔性柱的刚度和载荷可更大、更强，易形成标准系列。

4 柔性传动柱装置构成

滚子链柔性由链节连接座、若干节链节、滚子链传动箱和链节存储箱组成，滚子链存储箱有单层（见图7）、双层（见图8）及直角（见图9）三种形式。

5 技术参数

柔性传动柱装置性能参数如下：

速度：最大速度 0.25 m/s 传动效率：0.80-0.90 安装垂直度要求：1 mm/m，3 mm/全行程 允许最大静载荷：静载荷＝1.3 ~ 1.4×动载荷 动载荷系数：1.1 ~ 1.2（速度＜0.25 m/s时） 噪声情况：速度为0.1 m/s的情况下，噪声为50 dB 重复定位精度：＜3 mm 柔性传动柱装置传动几何参数如表1所示，载荷行程与行程（带导向系统）如表2所示，12 A -48 A动载荷与行程曲线图（带导向系统）如图10所示。表2中所示载荷为选型参考值，如果导向系统安全可靠，在同一行程上的载荷可适当提高，但最大承载能力不变。 表2 动载荷与行程（带导向系统） 6 应用案例 6.1 工程实例 柔性传动柱装置于2011年4月正式面世，受到国内几家知名舞台集成商的关注，现已成功应用于其工程中，并受到了相关行业有关公司的关注。图11为某广电中心安装的行程7.4 m、型号为28A的柔性柱。 6.2 案例一 技术参数： 台面尺寸：18 m×3 m，有效面积54㎡ 基坑的深度（m）：1.1 工作行程（m）：1.4 动载荷（kN/㎡）：1.00 静载荷（kN/㎡）：5.00 速度（m/min）：3 导向系统：两级导向柱或剪刀撑 设备布置：见图12 6.3 案例二 设计参数： 台面尺寸：18 m×3 m，有效面积: 54㎡ 基坑的深度（m）： 13.3 工作行程（m）：±4 动载荷（kN/㎡）：4.0 静载荷（kN/㎡）：7.5 速度（m/min）：12 导向系统：4根轨道 设备布置：见图13 6.4 案例三 技术参数： 台面尺寸：7 m×3 m，有效面积: 21㎡ 基坑的深度（m）：1.40 工作行程（m）：7 动、静载荷（kN/㎡）：4.00 速度（m/min）：9 导向系统：4根轨道 设备布置：见图14

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