CN105805237A - 起重机的减速机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种起重机的减速机构，包括箱体、电机、驱动轴、中间齿轮轴、末级齿轮轴、输出轴、中间齿轮副、中间齿轮、末级输出大齿轮，其特征在于，减速机构含有两组行星差动输入级和后级行星差动级；在行星差动输入级中，每组行星差动输入级由两台电机和一组行星差动轮系组成，两台电机分别通过对应的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴驱动所述行星差动轮系的太阳轮和齿圈，两组行星差动输入级中的行星架输出端分别作为后级行星差动级的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴；所述的后级行星差动级为一组行星差动轮系，后级行星差动级中的太阳轮和齿圈分别由行星差动输入级的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴驱动，其行星架作为向后级输出扭矩的驱动轴。
Description
技术领域
本发明涉及一种减速机，尤其是一种应用于铸造吊起重机的三行星差动机构减速机，属于机械领域。
背景技术
起重机用减速机是起重机系统中的核心部件，承担着减速增矩的关键作用，而铸造吊起重机是一种安全性可靠性要求更高，可靠性要求很高的机械系统，电气部分特别是电动机是最容易出故障的薄弱环节，电动机出故障，整个系统失去动力源，系统就会停止运转，整罐的高温融液可能会凝固，严重的事故，或降低温度，影响浇注重量，因此，对于安全性可靠性要求很高的铸造吊起重机，一般都配置双路供电采用双电机的备份工作模式，这样如果有一台电机工作中发生故障，可以保证有另一台电机进行顶替继续驱动系统工作。
通过这种双路供电双电机备份的使用方式，虽然能够增加了铸造吊起重机的安全性和工作的可靠性，但是系统工作中，只能允许一台电机出故障，当一台电机出现故障时，操作人员的工作压力剧增，担心备份电机的可靠性，因此，这种工作模式的安全系数仍然很低，同时，双电机备份所选用电机功率一般较大。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前铸造吊起重机采用双电机的备份工作模式存在的问题，提供一种安全性和工作可靠性更高的新的起重机的减速机构。
本发明的目的是这样实现的：一种起重机的减速机构，包括箱体、电机、驱动轴、中间齿轮轴、末级齿轮轴、输出轴、中间齿轮副、中间齿轮、末级输出大齿轮，其特征在于，减速机构含有两组行星差动输入级和后级行星差动级；在行星差动输入级中，每组行星差动输入级由两台电机和一组行星差动轮系组成，两台电机分别通过对应的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴驱动所述行星差动轮系的太阳轮和齿圈，两组行星差动输入级中的行星架输出端分别作为后级行星差动级的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴；所述的后级行星差动级为一组行星差动轮系，后级行星差动级中的太阳轮和齿圈分别由行星差动输入级的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴驱动，其行星架作为向后级输出扭矩的驱动轴；
后级行星差动级向后级输出扭矩的驱动轴通过中间齿轮副驱动中间齿轮轴，中间齿轮轴通过中间齿轮驱动末级齿轮轴，末级齿轮轴通过输出大齿轮驱动输出轴。
在本发明中：在行星差动输入级和后级行星差动级的行星差动轮系中，所述的齿圈均设有一对支撑架，其中，输出侧支撑架通过轴承支撑于箱体中，输入侧支撑架通过轴承支撑于行星架的输入侧上；所述行星架的输入侧通过轴承支撑于箱体中，输出侧通过轴承支撑于齿圈的输出侧支撑架中，并由行星架作为向后级输出扭矩的驱动轴，所述的太阳轮通过轴承浮动支撑于行星差动轮系的中轴线。
在本发明中：所述的齿圈均含内外齿，在行星差动输入级中，齿圈的内齿与行星轮啮合，外齿由电机提供的齿圈驱动轴驱动，在后级行星差动级中，齿圈的内齿与行星轮啮合，外齿由前级提供的齿圈驱动轴驱动。
在本发明中：在两组行星差动输入级的四台电机的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴上均设有制动器。
本发明的优点在于，由于减速机构的前级减速为三个行星差动减速级（两个并列的行星差动输入级和一个后级行星差动级），不仅结构紧凑，输入输出的速比也大，尤其是两个并列的行星差动输入级采用了四个电机进行驱动，其工作状态列表如下：
表1电机与减速机构的输出功率、输出转速和输出扭矩
由表1可以看出，
1)当四台电机均正常工作时，此时是正常工作的状态，设此时总输入功率（即四台电机功率之和）为P,减速机构输出转速为N，减速机构输出扭矩为T。
2)如果在工作过程中任意一台电机发生故障，另三台电机正常，则该故障电机联结的减速机构输入轴被制动器制动，另三个输入轴正常运转，经过内部三行星差动轮系的运动合成，使减速机构输出转速变为原来的3/4，输出扭矩不变，减速机构传递功率变为原来3/4，正好是三台未发生故障电机的功率。
3)如果在工作过程中任意两台电机发生故障，另两台电机正常，则该两个故障电机联结的减速机构输入轴被制动器制动，另两个输入轴正常运转，经过内部三行星差动轮系的运动合成，使减速机构输出转速变为原来的1/2，输出扭矩不变，减速机构传递功率变为原来1/2，正好是两台未发生故障电机的功率。
4)如果在工作过程中任意三台电机发生故障，另一台电机正常，则该三台故障电机联结的减速机输入轴被制动器制动，另一个输入轴正常运转，经过内部三行星差动轮系的运动合成，使减速机构输出转速变为原来的1/4，输出扭矩不变，减速机构传递功率变为原来1/4，正好是一台未发生故障电机的功率。
通过发明应用这种三行星差动减速机构，四个电机中任意一个、两个、或三个电机发生故障时，内部三行星差动机构会进行差动运动合成，使得剩余的电机还能维持系统的正常输出扭矩，而且此时电机不会超载，这极大地增加了起重机的安全性、可靠性。
本发明涉及的减速机构，还可以通过控制四个电机中任意几个电机的启闭，铸造吊起重机减速机会输出不同转速，而且扭矩保持正常工作扭矩不变，所以该三行星差动减速机构还兼具调速功能。
附图说明
图1是本发明实施例的基本结构示意图。
图2是一组行星差动输入级实施例的基本结构示意图。
图中：1、齿圈驱动轴，2、太阳轮驱动轴，3、行星轮，4、输入侧支撑架，5、齿圈，6、输出侧支撑架，7、行星架，8、箱体，9、电机，10、电机，11、中间齿轮副，12、中间齿轮轴，13、中间齿轮，14、末级齿轮轴，15、末级输出大齿轮，16、输出轴，17、卷筒，18、制动器。
图中，A和B均为行星差动输入级，C后级行星差动级。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本发明实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1可见，本发明包括箱体8、电机、驱动轴、中间齿轮轴12、末级齿轮轴14、输出轴16、中间齿轮副11、中间齿轮13、末级输出大齿轮15，其中，减速机构含有A和B组行星差动输入级和后级行星差动级C，在行星差动输入级A和B中，每组行星差动输入级由电机9、电机10和一组行星差动轮系组成，两台电机分别通过对应的太阳轮驱动轴2（对应电机9）或齿圈驱动轴1（对应电机10）驱动所述行星差动轮系的太阳轮和齿圈5，行星架7输出端为后级行星差动级C的太阳轮驱动轴2或齿圈驱动轴1；所述的后级行星差动级C为一组行星差动轮系，后级行星差动级C中的太阳轮和齿圈分别由行星差动输入级的太阳轮驱动轴2（与行星差动输入级A对应）或齿圈驱动轴1（与行星差动输入级B对应）驱动，后级行星差动级C的行星架7作为向后级输出扭矩的驱动轴。
后级行星差动级C的行星架7通过中间齿轮副11驱动中间齿轮轴12，中间齿轮轴12通过中间齿轮13驱动末级齿轮轴14，末级齿轮轴14通过输出大齿轮15驱动两端输出的输出轴16，输出轴上配有卷筒17。
在行星差动输入级A、行星差动输入级B和后级行星差动级C的行星差动轮系中，它们的行星差动轮系的结构原理都是相同的，下面仅由图2以行星差动输入级A为例，揭示了行星差动轮系的结构特征。
由图2可见，所述的齿圈5均设有一对支撑架，其中，输出侧支撑架6通过轴承支撑于箱体8中，输入侧支撑架4通过轴承支撑于行星架7的输入侧上。行星架7的输入侧通过轴承支撑于箱体8中，行星架7的输出侧通过轴承支撑于齿圈5的输出侧支撑架6中，并由行星架7作为向后级输出扭矩的太阳轮驱动轴2或齿圈驱动轴1，所述的太阳轮和太阳轮驱动轴2通过轴承浮动支撑于行星差动轮系的中轴线。所述的齿圈5均含内外齿，在行星差动输入级中，齿圈5的内齿与行星轮3啮合，外齿由电机提供的齿圈驱动轴1驱动，在行星差动驱动级中，齿圈5的内齿与行星轮3啮合，外齿由前级提供的齿圈驱动轴1驱动。
在本实施例中：两组行星差动输入级的四台电机驱动轴上均设有制动器18。
Claims (4)
1.一种起重机的减速机构，包括箱体、电机、驱动轴、中间齿轮轴、末级齿轮轴、输出轴、中间齿轮副、中间齿轮、末级输出大齿轮，其特征在于，减速机构含有两组行星差动输入级和后级行星差动级；在行星差动输入级中，每组行星差动输入级由两台电机和一组行星差动轮系组成，两台电机分别通过对应的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴驱动所述行星差动轮系的太阳轮和齿圈，两组行星差动输入级中的行星架输出端分别作为后级行星差动级的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴；所述的后级行星差动级为一组行星差动轮系，后级行星差动级中的太阳轮和齿圈分别由行星差动输入级的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴驱动，其行星架作为向后级输出扭矩的驱动轴；
后级行星差动级向后级输出扭矩的驱动轴通过中间齿轮副驱动中间齿轮轴，中间齿轮轴通过中间齿轮驱动末级齿轮轴，末级齿轮轴通过输出大齿轮驱动输出轴。
2.根据权利要求1所述的起重机的减速机构，其特征在于：在行星差动输入级和后级行星差动级的行星差动轮系中，所述的齿圈均设有一对支撑架，其中，输出侧支撑架通过轴承支撑于箱体中，输入侧支撑架通过轴承支撑于行星架的输入侧上；所述行星架的输入侧通过轴承支撑于箱体中，输出侧通过轴承支撑于齿圈的输出侧支撑架中，并由行星架作为向后级输出扭矩的驱动轴，所述的太阳轮通过轴承浮动支撑于行星差动轮系的中轴线。
3.根据权利要求1或2所述的起重机的减速机构，其特征在于：所述的齿圈均含内外齿，在行星差动输入级中，齿圈的内齿与行星轮啮合，外齿由电机提供的齿圈驱动轴驱动，在后级行星差动级中，齿圈的内齿与行星轮啮合，外齿由前级提供的齿圈驱动轴驱动。
4.根据权利要求3所述的起重机的减速机构，其特征在于：在两组行星差动输入级的四台电机的太阳轮驱动轴或齿圈驱动轴上均设有制动器。
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