铸造起重机的行星差动机型起升机构

铸造起重机的行星差动机型起升机构田长明迟国东魏大龙张建军张培景大连重工起重集团起重机有限公司大连116052摘要介绍了铸造起重机运用行星差动机型起升机构的布置类型、结构形式、优缺点，提出了选用时应注意的事项。对于选型、设计具有一定的指导意义。关键词铸造起重机；起升机构；行星差动；机构布置中图分类号TH218文献标识码A文章编号10010785201209006103ABSTRACTTHEPAPERINTRODUCESTHEARRANGEMENTTYPE，STRUCTURETYPE，ADVANTAGESANDDISADVANTAGESOFPLANETDIFFERENTIALHOISTINGMECHANISMOFLADLECRANE，ANDPROPOSESCAUTIONSTOBEPAIDATTENTIONTOATSELECTION，WHICHPROVIDESCERTAINGUIDANCETOMODELSELECTIONANDDESIGNKEYWORDSLADLECRANE；HOISTINGMECHANISM；PLANETDIFFERENTIAL；MECHANISMARRANGEMENT0前言铸造起重机起升机构的行星差动减速器传动比大、传动组合方式灵活、结构紧凑、传动效率高，且多一个自由度，这种行星差动机型的优点是主起升机构在其中的一套驱动系统发生故障时，另一套驱动系统可使机构以12的额定速度长期工作；同样，作为一种事故状态，不必停产对故障进行排除，而可依靠另一套驱动系统在完成本班次的既定工作后再进行故障排除。因此，基本上不会影响生产而造成经济损失。基于此，行星差动结构形式铸造起重机得到了广大用户的青睐和长足的发展。应用于铸造起重机上的行星差动机型起升机构主要有4种布置形式单减速器行星差动机型起升机构、三减速器行星差动机型起升机构、单行星包大减速器行星差动机型起升机构和双行星包大减速器行星差动机型起升机构。1单减速器行星差动机型单减速器行星差动机型起升机构二维平面布置图如图1所示。在单减速器行星差动机型起升机构中只有一个减速器，且该减速器为行星差动减速器。该减速器有2个互相平行的输入轴，分别连接2套驱动系统；只有1个输出轴且为双轴伸，分别连接2个双联卷筒以驱动2套钢丝绳缠绕系统。由于图1中的行星差动减速器的输入功率及输出扭矩相对较小，单减速器行星差动机型起升起重运输机械20129机构一般应用在中、小吨位100160T铸造起重机上。|FT；，。嘣。EI。幽。一1定滑轮2工作制动器3电动机4制动轮盘5高速轴检测装置6行星差动减速器7紧急制动器8卷筒组9低速轴检测装置图1单减速器行星差动机型起升机构2三减速器行星差动机型三减速器行星差动机型起升机构在欧洲比较流行，其二维平面布置图如图2所示。在三减速器行星差动机型起升机构中，共有3个减速器以“品”字型布置，其中一级减速器为一个行星差动减速器，二级减速器为2个对称布置的非行星差动减速器。一级减速器有2个互相平行的输入轴，分别连接2套驱动系统；一级减速器有2个互相平行的输出轴，分别连接2个二级减速器的高速轴；二级减速器的低速轴分别连接一个双联卷筒以驱一6】一动2套钢丝绳缠绕系统。图2中的行星差动减速器的输入功率及输出扭矩相对较大，故三减速器行星差动机型起升机构一般应用在中、大吨位170450T铸造起重机上。此外，在三减速器行星差动机型起升机构中，2套缠绕系统之间的吊点距离相对较大，决定了该类机型一般应用于采用四主梁的铸造起重机上。1定滑轮组2二级减速器3工作制动器4行星差动减速器5紧急制动器6制动轮盘7电动机8高速轴检测装置9低速轴检测装置10卷筒组图2三减速器行星差动机型起升机构该类机型的优点是1单机工作时，主起升机构以12的额定速度工作，电动机不过载，单机可长期工作，选用的电动机较非行星方案选用的电动机小，节省能源；2从使用方面来看，减速器可独立更换；3从成本方面来看，自重较轻，由于在卷筒上设置了紧急制动器，消除了一套机构发生失控时，行星减速器在双自由度的差速制动中产生重大事故隐患；4可适用于2电动机或4电动机的驱动机构。该类机型的缺点是1安全性建立在行星减速器的可靠性和监控系统的合理可靠性上，控制系统比较复杂；2增加了紧急制动器的成本；3三减速器的安装精度影响传动轴的寿命及安全性；4起重机外型尺寸较大，左右极限尺寸大；5使用维护量大，维修空间小；6行星减速器油温较高，影响减速器密封，容易漏油；7中间传动环节多，增加了维护点和故障点。3单行星包大减速器行星差动机型单行星包大减速器行星差动机型起升机构二一62一维平面布置如图3所示。将三减速器行星差动机型起升机构中的3个减速器合并为一个“一”字型大减速器，就成为大减速器行星差动机型起升机构。在大减速器行星差动机型起升机构中只有一个大减速器，且该减速器为行星差动减速器。该减速器有2个互相平行的输入轴，分别连接2套驱动系统；有2个互相平行的输出轴，分别连接2个双联卷筒以驱动2套钢丝绳缠绕系统。图3中的行星差动减速器的输入功率及输出扭矩相对较大，故大减速器行星差动机型起升机构一般应用在中、大吨位170450T铸造起重机上。此外，在单行星包大减速器行星差动机型起升机构中，2套缠绕系统之间的吊点距离相对较大，决定了该类机型一般应用在采用四主梁的铸造起重机上。雷|垦圈|一LJP_日JIL_占一。FFIF1定滑轮组2低速轴检测装置3卷筒4高速轴检测装置5电动机6制动轮盘7工作制动器8单行星包传动减速器9紧急制动器图3单行星包大减速器行星差动机型起升机构该类机型的优点是1单机工作时，主起升机构可以12的额定速度工作，电动机不过载，单机可长期工作，选用的电动机较非行星方案选用的电机小，节省能源；2减速器可独立更换，安装、维护方便；3由于在卷筒上设置了紧急制动器，消除了一套机构发生失控时，行星减速器在双自由度的差速制动中产生事故隐患；4由于传动环节较少，使用维护量较小；5可获得较小的小车左右极限；6由于传动环节较少，起升机构容易布置，车体宽度小；7定滑轮组设置在小车两端，小车架受力状态较好；8由于减速器独立于小车架，受小车架变形影响较小，制造简单。该类机型的缺点是1安全性建立在行星差动减速器的可靠性和监控系统的合理可靠性上，起重运输机械20129控制系统比较复杂；2增加了紧急制动器的成本；3只适用于2电机驱动的起升机构。4双行星包大减速器行星差动机型双行星包大减速器行星差动机型起升机构二维平面布置图如图4所示。在双行星包大减速器行星差动机型起升机构中，仅包含1个减速器，且该减速器由2个独立的行星包叠加而成。双行星包大减速器布置在小车架中心，双行星包大减速器有4个输入轴和4个输出轴；4个电动机对称布置在双行星包大减速器的两侧，电动机通过高速轴带制动轮的联轴器连接并驱动双行星包大减速器；单联卷筒组通过卷筒联轴器连接在叠加行星减速器低速轴上，叠加行星减速器的每个高速轴上，分别安装有2个制动器，其中一个为工作制动器，另一个为支持制动器，利用行星减速器双自由度的传动特性，叠加行星减速器一组2根输入轴中某一轴的驱动失效时，通过2个制动器将该组的2个高速轴全部抱闸，另一组的2个高速轴可长期稳定运行，且所有机构不过载。虫赶目F口；毒目目|目61L1筐蓦I茸宅目I7J口F|匹呵FFF、1定滑轮组2卷筒组3双行星包差动减速器4高速轴检测装置5制动轮盘6电动机图4双行星包大减速器行星差动机型起升机构双行星包大减速器中设置了2组行星传动系统，增加了对传动行星减速器双自由度故障状态的约束。保证单个行星传动系统故障时，即使在卷筒上未设置紧急制动器，机构剩余系统仍然可将负载支持住，不影响整体机构的安全性能。双行星包大减速器行星机型起升机构与单行星包大减速器行星机型起升机构优缺点比较见表1。采用单层缠绕和多根钢丝绳受力自平衡钢丝绳缠绕系起重运输机械20129统，使吊具和钢丝绳受力始终处于平衡状态，当一根钢丝绳断开时，钢水包不会出现明显偏斜而导致钢水外溢，安全可靠性得到进一步保证。并且机构对故障监控系统的要求相应降低，具有很高的经济效益。此外，在双行星包大减速器行星差动机型起升机构中，2套缠绕系统之间的吊点距离相对较大，决定了这种机型一般应用在采用4主梁的铸造起重机上。表12种行星起升方案的比较单行星包双行星包序号比较项目大减速器大减速器L行星包数量12起升机构222自由度3单机工作长期工作长期工作高速制动器444数量高速轴制动器5不小于175不小于175安全系数有无紧急6有无制动器有无故障7有无检测系统传动链故障紧急制动器剩余系统8产生的后果动作继续工作同参数要求925630KG27500KG减速器质量减速器加工10