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    1 -  剛性鏈在舞臺機械中的應用  國家大劇院工程業主委員會舞臺設備部  教授級高工  段慧文  高級工程師  徐  奇  創建于1980年的法國SERAPID公司,主要致力于用剛性鏈系統完成線性傳動的研究,使剛性鏈成為垂直升降載荷或載重平臺的一種新型機械組件。這一重大革新成果,已在汽車工業、核工業、工業爐、鋼結構制造、機械制造業以及劇場舞臺等領域獲得廣泛應用。根據現有資料,對剛性鏈傳動及其應用作一簡要介紹。 1. 工作原理  在工業應用領域里,有各種不同的技術方案解決載荷的直線運動問題,經常使用的有:液壓缸、氣缸、電動推桿(螺旋推進器)、鏈條、鋼絲繩、凸輪、斜面滑塊、剪刀撐、齒輪齒條以及自組裝式螺旋升降器等。這些方法有的系統復雜,如液壓、氣動、凸輪、滑塊、剪刀撐、齒輪齒條及自組裝螺旋升降器等,都需要一套動力和運動轉換系統:有的功能單一,只能承受拉力而不能應用于承受壓力的場合,即只能拉動而不能推動物體的運動,如鏈條、鋼絲繩等。剛性鏈的研究主要解決了采用經改進的鏈條達到既能承受拉力又能承受壓力的問題,因而使其在直線運動領域內(水平布置的或垂直布置的)獲得廣泛的應用。  用于垂直升降載荷或載重平臺的SERAPID剛性鏈有兩種形式:鏈式升降器(ChainLift)和鉸鏈升降器(LinkLift)。  鏈式升降器的基本結構與普通鏈條相同,但鏈板的形狀特殊,   在鏈條銷軸的兩端、鏈板的外側有用于驅動的滾輪,鏈板的中間則是用于驅動器內部導向的直徑較大的滾輪。鏈板的一端設有臺肩而另一端設有肩槽,相鄰鏈節鏈板上的臺肩和肩槽互相配合,使得鏈條能在一個方向回轉而在另一個方向則不能回轉。當鏈條受到壓力載荷時,特殊形狀的頭部鏈節使受力點偏離銷軸中心,在肩臺和肩槽之間產生鎖緊力,使相鄰鏈節相互鎖緊,鏈條具有剛性推桿的特性。為了保持頭部鏈節的穩定,需要兩個銷軸。頭部鏈節的結構簡圖見圖2。在驅動器外部的不受力鏈條仍然具有鏈條可以彎曲的特性便于折疊儲存。

    - 2 -
    :頭部鏈節結構簡圖 頭部鏈節   鉸鏈升降器是SERAPID公司在鏈式升降器使用的基礎上專門研制的新型剛性鏈升降器。
    其結構簡。   鏈板正面內外兩側設置兩排銷軸,銷軸的兩端設置用于驅動和導向的滾輪,內側(機內導向側)銷軸用于連接內、外鏈板并使其具有和普通鏈條一樣的相對旋轉的功能。在與外側(驅動側)銷軸相對應的位置上,內、外鏈板均開有與銷軸直徑相同的缺口,銷軸與鏈板缺口的嚙合,可以使鏈節象建筑物的砌塊一樣,在離開驅動鏈輪時一塊塊疊起形成剛性柱。和鏈條升降器一樣,鉸鏈升降器也是利用頭部的特殊鏈節的受力狀況,并在銷軸和缺口的作用下,使鏈節之間相互鎖緊的。  剛性鏈由驅動器驅動,驅動器內設有驅動鏈輪和導向板,鏈式升降器使用鏈板中間的滾輪、鉸鏈升降器使用鏈板的導向滾輪導向,導向板可以使鏈條在剛離開驅動鏈輪時就處于垂直位置,而進入驅動器的非承載側的鏈條則處于水平狀態。驅動器的鏈輪可以由任一形式的、按需要的速度和功率確定的機械裝置驅動。鏈式升降器和鉸鏈升降器的內部結構

    - 3 -    2. 使用條件和配置形式 2.1使用條件  剛性鏈升降器的使用條件為:  1) 在載荷升降運動的全行程內對承載平臺進行外部導向,以保證鏈節的正確鎖緊。在通常情 況下需要兩個導向軌來平衡承載平臺,大型或形狀復雜的平臺需要另外的附加導向導軌。對使用有自導向能力的機構(如剪刀撐),則不需另外的導向機構,但該機構應有相當的精度。  2) 承載平臺必須與剛性鏈條垂直連接并不允許有任何的晃動。和承載平臺連接時,采用剛性 鏈頭部的特殊鏈節和連接板。在鏈條最大行程時,從鏈條頂部連接板中心線測量的鏈條安裝誤差不大于0.5┨。  a) 驅動器必須牢固平穩的安裝在基礎上,其基礎平面應水平,且不能有任何的晃動。 b) 當升降器用于載人升降平臺時,必須事先征得SERAPID公司或他的法定代理人的同 意。此時還應設置完善的防護裝置,以保證人身安全。    配置形式  多個剛性鏈升降器可以組成一組,而這一組升降器只用一臺電動機采用機械同步帶動。這樣剛性鏈升降器的配置具有很大的靈活性,可以適應各種載荷和不同形狀的升降平臺,應用于各種具體的環境與場合