升降舞台液压传动装置设计

升降舞台液压传动装置设计
随着国内外文化交流日趋频繁以及人们欣赏水平的不断提高，国内各演出团体所使用的场馆中的固定式舞台已经越来越不适应现代声、光、舞美与道具等设备的要求、更不适应演出中各节目的衔接及道具、布景的切换。因此，近年来国内开始对部分场馆进行了改造，出现了种种升降、旋转舞台，为适应现代化演出曾做出了积极的贡献。
 大型舞台的旋转与升降往往使用液压传动装置，相比较于其他机械设备，液压传动往往有着输出功率大、反应快、刚性好等优点，但液压式也因内部结构精细，存在维护要求高的问题[2]。在2016年杭州G20峰会的文艺晚会上则采用了液压式旋转升降舞台。通过利用液压动力装置将升降舞台至于西湖湖面下，让演员们只需在浅浅的西湖水中直接进行表演，由于该舞台位于西湖水面下方，且舞台需跟随演员的动作而旋动，所以具有较高的制作难度。
工作环境和工作介质 
该液压传动装置需要在西湖水下的1m来进行工作，这就需要该装置有着良好的防生锈特点和工作介质。所以该液压系统并没有采用传统的液压油作为工作介质，而是使用水乙二醇来代替。相比较于液压油，水乙二醇具有抗燃效果好，防锈防腐蚀，抗磨损保护好，低温流动性好。更由于它的挥发性使得其在敞开的环境下会慢慢挥发，所以即使有略微泄漏也不会影响到西湖水质。同时整个液压装置表面喷涂富锌漆用来防锈[3]。
2 液压原理图 
在图1中可以看出该舞台液压传动系统的特点。其对称性的特点决定传动装置采用双动力头的结构，使得整个系统具有双重的保险性。取左侧进行分析。当换向阀1位于中位时传动系统内无油液进入，内部油液从T口流出由于整个液压系统内部无压力，制动缸6受到弹簧的作用对马达进行抱闸制动。
图1  旋转舞台液压原理图
 当换向阀接通左位时油液在整个系统中顺时针转动，油液通过梭阀将液压油输入到同侧的制动缸中弹簧被油液压缩，制动缸松闸液压马达转动。梭阀的另一端口的油液流入到另一侧，使得离合器松开右侧的液压系统不进行工作。当换向阀位于右端时，整个液压系统中油液逆时针流动。 在左侧的液压系统中我们采用两个叠加式平衡阀来保证在运行过程中油液的压力基本维持在一个定值，使得液压马达能够平稳地运转。
3 装置结构与工作原理 
当需要了解整个液压传动装置的工作原理进行了解时，首先对整个液压系统的装配体进行分析，图2是液压传动装置装配图。
图2  传动装置装配体示意图
在图2示意图当中，可以清楚地看到动力由件号1液压马达提供，当件号6输油通道件号1输油时，油液会推动件号3Z型活塞向左移动从而会导致件号7刹车片与件号5制动缸壳体脱离。执行件件号8花键轴在液压马达的带动下进行转动，花键轴带件号15动摩擦片与件号17离合器齿圈转动，离合器齿圈带动件号18太阳轮转动。件号19内齿轮在太阳轮与件号20行星轮的齿轮啮合下进行转动带动内部的件号21销轴从而带动整个行星架转动。
 当件号11输油通道件号2进油时，油液会推动件号12油缸向左移动，导致件号15摩擦片与件号17离合器齿圈分离，此时装置不进行传动。 在图3中看到的是整体的外形图，这里可以更加直观地看出该传动装置的双动力头的特点，任何一边的动力执行件产生的动力都能带动卷筒的转动，因此当一方出现故障时能立即使用另一边进行工作，使得整个的装置具有稳定的转速和更好的安全保障。 

图3  装配体总成外形图 4 总结与展望 
该篇涉及了一种新型的升降，旋转舞台的控制系统，属于舞台设施。由于其安稳的运行和双动力头的保险措施使得其将在大型的杂技团及中央、地方的大型晚会上广泛的使用。未来也将会拥有更多多功能式的舞台装置。