升降舞臺液壓傳動裝置設計

升降舞臺液壓傳動裝置設計
隨著國內外文化交流日趨頻繁以及人們欣賞水平的不斷提高，國內各演出團體所使用的場館中的固定式舞臺已經越來越不適應現代聲、光、舞美與道具等設備的要求、更不適應演出中各節目的銜接及道具、布景的切換。因此，近年來國內開始對部分場館進行了改造，出現了種種升降、旋轉舞臺，為適應現代化演出曾做出了積極的貢獻。
 大型舞臺的旋轉與升降往往使用液壓傳動裝置，相比較于其他機械設備，液壓傳動往往有著輸出功率大、反應快、剛性好等優點，但液壓式也因內部結構精細，存在維護要求高的問題[2]。在2016年杭州G20峰會的文藝晚會上則采用了液壓式旋轉升降舞臺。通過利用液壓動力裝置將升降舞臺至于西湖湖面下，讓演員們只需在淺淺的西湖水中直接進行表演，由于該舞臺位于西湖水面下方，且舞臺需跟隨演員的動作而旋動，所以具有較高的制作難度。
工作環境和工作介質 
該液壓傳動裝置需要在西湖水下的1m來進行工作，這就需要該裝置有著良好的防生銹特點和工作介質。所以該液壓系統并沒有采用傳統的液壓油作為工作介質，而是使用水乙二醇來代替。相比較于液壓油，水乙二醇具有抗燃效果好，防銹防腐蝕，抗磨損保護好，低溫流動性好。更由于它的揮發性使得其在敞開的環境下會慢慢揮發，所以即使有略微泄漏也不會影響到西湖水質。同時整個液壓裝置表面噴涂富鋅漆用來防銹[3]。
2 液壓原理圖 
在圖1中可以看出該舞臺液壓傳動系統的特點。其對稱性的特點決定傳動裝置采用雙動力頭的結構，使得整個系統具有雙重的保險性。取左側進行分析。當換向閥1位于中位時傳動系統內無油液進入，內部油液從T口流出由于整個液壓系統內部無壓力，制動缸6受到彈簧的作用對馬達進行抱閘制動。
圖1  旋轉舞臺液壓原理圖
 當換向閥接通左位時油液在整個系統中順時針轉動，油液通過梭閥將液壓油輸入到同側的制動缸中彈簧被油液壓縮，制動缸松閘液壓馬達轉動。梭閥的另一端口的油液流入到另一側，使得離合器松開右側的液壓系統不進行工作。當換向閥位于右端時，整個液壓系統中油液逆時針流動。 在左側的液壓系統中我們采用兩個疊加式平衡閥來保證在運行過程中油液的壓力基本維持在一個定值，使得液壓馬達能夠平穩地運轉。
3 裝置結構與工作原理 
當需要了解整個液壓傳動裝置的工作原理進行了解時，首先對整個液壓系統的裝配體進行分析，圖2是液壓傳動裝置裝配圖。
圖2  傳動裝置裝配體示意圖
在圖2示意圖當中，可以清楚地看到動力由件號1液壓馬達提供，當件號6輸油通道件號1輸油時，油液會推動件號3Z型活塞向左移動從而會導致件號7剎車片與件號5制動缸殼體脫離。執行件件號8花鍵軸在液壓馬達的帶動下進行轉動，花鍵軸帶件號15動摩擦片與件號17離合器齒圈轉動，離合器齒圈帶動件號18太陽輪轉動。件號19內齒輪在太陽輪與件號20行星輪的齒輪嚙合下進行轉動帶動內部的件號21銷軸從而帶動整個行星架轉動。
 當件號11輸油通道件號2進油時，油液會推動件號12油缸向左移動，導致件號15摩擦片與件號17離合器齒圈分離，此時裝置不進行傳動。 在圖3中看到的是整體的外形圖，這里可以更加直觀地看出該傳動裝置的雙動力頭的特點，任何一邊的動力執行件產生的動力都能帶動卷筒的轉動，因此當一方出現故障時能立即使用另一邊進行工作，使得整個的裝置具有穩定的轉速和更好的安全保障。 

圖3  裝配體總成外形圖 4 總結與展望 
該篇涉及了一種新型的升降，旋轉舞臺的控制系統，屬于舞臺設施。由于其安穩的運行和雙動力頭的保險措施使得其將在大型的雜技團及中央、地方的大型晚會上廣泛的使用。未來也將會擁有更多多功能式的舞臺裝置。