機電組合調速卷揚機的製作方法
2023-08-04 15:53:26 1
專利名稱：機電組合調速卷揚機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬工程機械技術領域。
在目前國內的中小型塔機起升機構的現狀，僅少數採用電磁離合器換檔變速機，但尚不能滿足《塔式起重機型式基本參數》，JJ1－85標準對起升速度的要求，大多數採用多速電機十減速器方案，因減速器只有一個固定的傳動比，即i＝常數，故多速電機變極數就決定了起升機構的速度檔數，(即雙速電機為二檔速度，三速電機為三檔速度)，這裡就存在二個問題一是起升的速度檔次少，難以滿足建築施工的需要；二是受到多速電機的速比限制，如以三速電機為例，常用的遠極比是4／6／24，其速比最大值為24／4＝6。但是根據JJ1－85標準的要求，對50tm塔機的起升速度，Vmin≤5m／min，Vmax≥80m／min，其速比最大值為80／5＝16＞＞6。因此，單靠多速電機達不到標準的要求。為此，有些廠家採用改變倍率(2倍率→4倍率)，但此法不能同時滿足Vmin、Vmax的要求，即在2倍率時能滿足Vmax、但不能滿足Vmin。而有些廠家則採用渦流制動器，液力推桿制動器，即在輕微制動狀態下，降低速度，但這種方法使操作不便，其關鍵在於速度不穩定，不能長時間工作，否則將發熱，且現有的起升機構均不能帶載動態換檔。
本實用新型的目的1、滿足JJ1－85標準中的全部速度性能指標，特別是最低穩定下降速度，V＝4m／min，最大速度Vmax＝82.5m／min；2、提供6檔工作速度(4、17、27、12、54、82.5m／min)比一般起升機構多三檔速度，可滿足建築、安裝施工的不同吊重和不同速度的需要；3、採用電磁摩擦離合器，實現帶載動態換檔。
本實用新型主要用於50tm塔機(塔式起重機)起升機構。其整機或變速機部件也可用於其它機械設備。設計計算方法與整機結構也適用於其它噸位的塔機。
機、電組合調速卷揚機的內容
一、結構性能本實用新型由調速機(8)、調速電機(1)及捲筒(18)組成，並特殊設計調速機(8)，在高速軸1(9)上設置空套齒輪(7)、(4)和低檔電磁摩擦離合器(6)、高檔電磁摩擦離合器(5)，在軸2(19)上設置齒輪(3)、(12)、(10)和制動器(11)，在軸3(20)上設置齒輪(13)、(14)，在軸4(16)上設置齒輪(15)、齒輪聯軸器(17)，並聯結捲筒(18)，組成特殊的帶載動態換檔裝置，並在齒輪(4)、(3)及齒輪(7)、(10)之間分別設置帶油輪(20)，組成離合器的潤滑裝置，構成機、電組合調速卷揚機。(即JT2A型調速卷揚機)。
設置2個帶油輪對離合器進行冷卻潤滑，此結構前、後的帶油輪的旋轉方向始終相反，即兩個帶油輪的射油方向相反。在軸1(9)上設置兩個離合器(6)、(5)，布置在一個軸上，即相對並列，兩離合器在接合時相互能自鎖。在空套齒輪(4)、(7)中設置單列向心球軸承或其它滾動軸承。本裝置高檔與低檔的速比大於16。在高速軸1(9)上設置電磁摩擦離合器，實現帶載動態換檔。
本實用新型能實現JT85標準中所規定的速度參數，並滿足穩定的最低速度Vmin≤5m／min及最高速度Vmax≥80m／min，可提供6檔工作速度。對於一般的減速機只有一個固定的傳動比，而JT2A型採用變速機，則能滿足二種或多種不同的傳動比。
本實用新型的基本參數如下1、電機型號 YZD250M－4／6／24；2、傳動比低檔iL＝36.02、高檔iH＝11.64；3、離合器型號 DLM5－25A；4、捲筒平均直徑 Dca＝416.08毫米；5、起升速度V1＝4m／min、V2＝17m／min、V3＝27m／min V4＝12m／min、V5＝54m／min、V6＝82.5m／min。
JT2A型其中JT為調速卷揚機、2為單繩拉力為2噸(起重量為4噸)、A為改型單繩拉力為2.25噸(起重量為4.5噸)。
二、工作原理序號(1)為三速電機，(8)為變速機，通過彈性圈柱銷聯軸器(2)，把電機主軸與變速機輸入軸1(9)連接起來，(18)為鋼絲繩捲筒，(11)為制動器，通過齒輪(17)，把變速機的運動和動力傳至捲筒，再經鋼絲繩即可起吊重載。變速機內的齒輪Z1(7)、Z1′(4)為空套齒輪，Z2(10)、Z2′(3)、Z3(12)、Z4(13)、Z5(14)、Z6(15)為六個齒輪，並與相應的軸通過鍵連接，稱之為固聯齒輪，ML(6)、MH(5)為兩個電磁摩擦離合器，根據傳動結構，接通任一離合器，即可得到一種傳動比。如當接通電磁離合器ML時，其傳動路線為電機→ (Z1)/(Z2) → (Z3)/(Z4) → (Z5)/(Z6) →筒其傳動比iL＝ (Z2)/(Z1) × (Z4)/(Z3) × (Z6)/(Z5)當接通電磁離合器MH時，其傳動路線為電機→ (Z1′)/(Z2′) → (Z3)/(Z4) → (Z5)/(Z6) →捲筒其傳動比iH＝ (Z2′)/(Z1′) × (Z4)/(Z3) × (Z6)/(Z5)三速電機有三種轉速，分別為nm1、nm2、nm3，則變速機輸出為6種不同轉速，分別為n1、n2……n6，計算式為ni＝ n＝1～3ni＝ n＝4～6假設捲筒的計算直徑為DCa(mm)，捲筒的線速度為Vi(m／min)，線速度的計算式為Vi＝ πDcani／1000 k＝1～6∵電機速比為6，即nm3／nm1＝6而iL／iH≥ 16/6又∵n6＝nm3／iH，n1＝nm1／iL∴n6／n1＝ (nm3· il)/(nmi· iN) ≥6× 16/6 ＝16
同理V6／V1≥16，即滿足最大速度與最小速度的比值≥16。
設計時，令Vmin＝V1／2＝πDcan1／2000≤5m／min則 Vmax＝V6／2≥5×16＝80m／min。
整個設計過程恰恰是上述逆過程，根據上述計算，分配各級傳動比，並按齒輪的強度條件，即可計算出各對齒輪的主要參數。
三、離合器帶載動態換檔離合器結構布置a.兩個離合器(ML.MH)相對並列布置在軸1(9)上，其優點是離合器傳遞轉距小，則容量可選得小些，同時使必須安裝在軸2(19)上的制動器所需的容量也小；b.離合器與空套齒輪的聯接，要求定位準確、牢固可靠，離合器與空套齒輪定位配合φD H8／h7，離合器與空套齒輪必須附加定位銷，離合器與空套齒輪用螺栓組固聯，必須有防松裝置；c.空套齒輪與軸有較高的相對運動，必須安置滾動軸承；d.當低速傳動比iL＝ (Z2)/(Z1) × (Z4)/(Z3) × (Z6)/(Z5) 較大時，則i12＝ (Z2)/(Z1) 也較大，Z1齒輪分度園直徑較小，為滿足齒輪的強度要求，有時必須採用特殊聯接方式。
四、離合器的冷卻與潤滑JT2A型採用溼式多片電磁摩擦離合器，按一般常規應浸入油池或通過軸上開孔，注入壓力油進行冷卻潤滑。而本機對此作特殊設計，採用一種結構簡單、效果良好的特殊方式。其結構如附圖2所示採用兩個齒數及模數完全相同的帶油輪(20)，各自分別與Z2(10)、Z1′(4)嚙合，且浸入油池一定深度，以獲得同時反向高速旋轉，其線速度V＞4～8m／s，能形成以油霧為主體的多種潤滑方式相結合，具有一定正壓的「油雨」潤滑。注意，帶油輪的浸油深度不能超過規定的限度。
五、離合器類型、容量選擇與動態換檔試驗根據塔機的工作條件與操縱的需要，JT2A型變速機應採用電磁多片摩擦離合器DLM5型或DLM3型。按下式選擇其容量
nca＝ (T)/(TW) ≥［n］式中nca－為計算安全係數；T－離合器額定轉矩 kg·m；TW－離合器傳遞的最大工作轉矩 kg·m；［n］－許用安全係數，根據實驗推薦［n］＞1.5～2。
對JT2A型調速機進行萬次可靠性試驗，並對整機進行實地工業性考核試驗，證實動態換檔是可行的。在可靠性試驗後還進行解體檢測，其中20塊離合器摩擦片和離合器蓋體與座體接觸表面沒有出現痕跡及燒損情況。1989年11月20日起在珠海市，中國有色總公司第十建設公司第三建築安裝工程公司作工業性考核，經60天試驗，有效作業時間達550小時，起吊作業次數達4500次，起吊的總重量達8200頓，本機運行正常。
六、電器與線路控制按電機和離合器產品說明書的要求，按常規選擇方法選擇電器元件，接入主電路，連通控制線路。
本實用新型的主要優點與積極效果JT2A型卷揚機採用三速電機十變速機傳動結構，可獲得兩個傳動比iL、iH。設計中滿足6iL／iH≥16，則可以實現標準中的全部起升速度指標，而且還能提供6檔工作速度，以滿足建築、安裝施工的需要。經過對樣機進行多次試驗與實際考核，證明JT2A型調速卷揚機能夠實現帶載動態換檔。
機、電組合調速卷揚機與現有的同類機型相比，具有下列明顯的優點與效果。
1、能全部滿足《塔式起重機型式基本參數》JJ1－85標準中規定的起升速度，特別是最低的穩定速度Vmin＝4m／min＜5m／min，是理想的慢進位速度，且能長時間工作，比採用「點剎」優越得多。在珠海市安裝工程公司進行安裝設備的吊裝工程中，發揮了明顯的優勢。
2、工作速度檔次多，具有6檔工作速度可供選擇，比現有多數為三檔速度的調速檔次增加了一倍。
3、可以實現帶載動態換檔，極大的改善了塔機的性能。
4、離合器冷卻潤滑裝置，其結構簡單、方法新穎、效果優、經濟性好，具有創造性。
5、本機的適應性強，為滿足不同用戶的需求，僅改動少量齒輪的部分參數，即可獲得不同速度性能指標，而對整機的安裝尺寸無變化，具有實用性。
圖1－機、電組合調速卷揚機結構總圖，平面俯視圖；圖2－為圖1的A－A剖視圖。
圖中序號(1)調速電機、(2)彈性圈柱銷聯軸器、(3)齒輪、(4)空套齒輪、5離合器、6離合器、(7)空套齒輪、(8)調速機(部件)、(9)高速軸1、(10)齒輪、(11)制動器、(12)齒輪、(13)齒輪、(14)齒輪、(15)齒輪、(16)軸4、(17)齒輪聯軸器、(18)捲筒、(19)軸2、(20)軸3、(21)帶油輪。
實現本實用新型的最好方式本產品的結構簡單、安裝方便，對加工製作的條件要求不高，凡具有一般機械加工能力的廠家，即具有車、銑、鑽、刨、磨及齒輪加工能力的機械廠均能生產。且本產品已經製造出樣機，並經測試與考核，性能可靠。
我們認為組織專業化批量生產極為有利，作為塔機的部件總成，提供給塔機生產廠家總裝或由塔機維修廠(站)供給備品。
權利要求1.一種工程機械調速卷揚機，由調速機(8)、調速電機(1)及捲筒(18)組成，其特徵是特殊設計調速機(8)，在高速軸1(9)上設置空套齒輪(7)、(4)和低檔電磁摩擦離合器(6)、高檔電磁摩擦離合器(5)，在軸2(19)上設置齒輪(3)、(12)、(10)和制動器(11)，在軸3(20)上設置齒輪(13)、(14)，在軸4(16)上設置齒輪(15)並連接捲筒(18)，組成特殊的帶載動態換擋裝置，並在齒輪(4)、(3)及齒輪(7)、(10)之間分別設置帶油輪(21)，組成離合器的潤滑裝置，構成機、電組合調速卷揚機。
2.如權利要求1所述的機、電組合調速卷揚機，其特徵是用2個帶油輪對離合器進行冷卻潤滑，此結構前、後的帶油輪的旋轉方向始終相反，即兩帶油輪的射油方向相反。
3.如權利要求1所述的機、電組合調速卷揚機，其特徵是在軸1(9)上設置兩個離合器(6)、(5)，布置在一個軸上，即相對並列，兩離合器在接合時相互能自鎖。
4.如權利要求1所述的機、電組合調速卷揚機，其特徵是在空套齒輪(4)、(7)中設置單列向心球軸承或其它滾動軸承。
5.如權利要求1所述的機、電組合調速卷揚機，其特徵是本裝置高檔與低檔的速比大於16。
6.如權利要求1所述的機、電組合調速卷揚機，其特徵是在高速軸1(9)上設置電磁摩擦離合器，實現帶載動態換擋。
專利摘要機、電組合調速卷揚機屬工程機械技術領域，解決滿足JJ1-85標準中的全部速度性能指標，特別是最低穩定下降速度和最大速度，並提供六擋工作速度，採用電磁摩擦離合器，實現帶載動態換擋。主要技術特徵是在高速軸1上設置空套齒輪和低擋、高擋電磁摩擦離合器，在軸2上設置制動器，以及在軸3和軸4上設置齒輪傳動並連接捲筒，組成帶載動態換擋裝置，並設置帶油輪組成離合器的特殊潤滑裝置。適用於50tm塔機起升機構或其它機械設備。
文檔編號B66D1/12GK2097821SQ9121445
公開日1992年3月4日 申請日期1991年4月27日 優先權日1991年4月27日
發明者顧學仁, 袁禮平, 唐明清, 袁理仲 申請人:重慶建築工程學院