CN101195464A - 湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机 - Google Patents

Abstract

一种湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机，包括卷筒、湿式摩擦片离合器、行星减速机及其连接的制动器；其特点是行星减速机和湿式摩擦片离合器均置于卷筒内，离合器的连接轴与行星减速机能够旋转的花键套联结，离合器外壳通过调心轴承担在卷筒的端部，用端盖对调心轴承轴向定位。本发明采用上述结构，将其减速机、离合器均置于卷筒内，充分利用了卷筒内空间，使整机结构紧凑、造型美观。特别是在该卷扬机上使用了集常开与常闭结构于一体的湿式摩擦片离合器，使常闭的高可靠性与常开的良好可控性巧妙地结合在一起，不仅提高了空钩下放的速度，大大提高了生产效率，且十分安全可靠。本发明适用于各种起重机或及其派生设备。

Description

湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机

一、技术领域

本发明涉及一种履带式起重机使用的湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机。

二、背景技术

具有空钩下放功能的卷扬机主要应用于履带式起重机以及其派生产品，如连续墙、拉铲、强夯机等设备上。传统的具有空钩下放功能的卷扬机都是采用带式离合器、带式制动器。在使用中发现，这种离合器与制动器存在的不足是：1、离合与制动均不够可靠，存在着离合器打滑、制动器溜车现象。2、维修、调整困难。3、一年、半年甚至于更短的时间就要更换一次制动带，而每次更换制动带均需停产3-4天进行制动带与制动鼓的磨合，待接触面积达到70％以上时才可工作。对此，起重机用户意见很大。

面对用户反应，在2002年，本人曾在起重机上使用过德国卓伦公司生产的一种湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机。该卷扬机的离合器安装在卷筒外侧，体积较大，结构不紧凑；另外这种离合器的摩擦片泡在油里，磨损小、寿命长，免维护保养，很好的解决了带式离合器、制动器的不足。但这种离合器只具有结合、脱开功能，不具有控制功能。在做起重机的空钩下放试验时，当离合器脱开，钩子开始下落并逐渐加速。当离合器结合时，钩子突然停止，巨大的惯性使钢绳弹起老高，整机都随着抖动。由此可见，要想实现起重机的空钩下放必须解决能控制住钩子的速度问题。否则，就不能做到安全生产。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机，该卷扬机结构紧凑，并且能很好地控制起重机吊钩的下放速度，彻底地解决带式离合器、带式制动器卷扬机的诸多不足以及德国卓伦公司生产的卷扬机不可控问题。

本发明卷扬机包括卷筒、湿式摩擦片离合器、安装在卷筒内侧的行星减速机、与行星减速机连接的制动器，制动器通过螺栓固定在行星减速机的三级行星架上，位于制动器端部的液压马达的输出轴通过制动器上的花键套与行星减速机的输入轴连接。本发明的特点是行星减速机和湿式摩擦片离合器均置于卷筒内，离合器的连接轴与行星减速机能够旋转的一级二级齿圈外壳的花键套联结，离合器外壳通过调心轴承担在卷筒的端部，用端盖对调心轴承轴向定位。

本发明采用的湿式摩擦片离合器是由连接轴、位于外壳内并与连接轴通过花键联结的摩擦轮及摩擦片、制动器油缸、回位弹簧、离合器油缸、组合弹簧和端盖构成。摩擦片采用2组的组合形式；其1组为内齿摩擦片，与摩擦轮的外齿啮合，另1组为外齿摩擦片，与外壳的内齿啮合。离合器油缸的活塞通过螺栓与端盖固定，活塞上设有进油通道，其进油通道的一端与离合器油缸缸体的腔体连通，其另一端与端盖上的进油口连通；组合弹簧通过离合器油缸的缸体与端盖定位；外壳作为制动器油缸的缸体，制动器油缸的活塞上有回位弹簧，其活塞端与组合摩擦片对正，且活塞坐落在组合弹簧的弹簧座上。湿式摩擦片离合器的外壳上设有制动器油缸进油口和摩擦片的冷却油进口，其冷却油的回油口设在端盖上。

本发明采用上述结构，将行星减速机和湿式摩擦片离合器均置于卷筒内，充分利用了卷筒内空间，使整机结构紧凑、造型美观。特别是在该卷扬机上使用了集常开与常闭结构于一体、同时应用了常开式制动器与常闭式离合器原理的湿式摩擦片离合器，使常闭的高可靠性与常开的良好的可控性巧妙地结合在一起，不仅提高了空钩下放的速度，大大提高了生产效率，且十分安全可靠。将本发明安装在起重机或及其派生设备上，它可以很好地控制吊钩的下放速度，彻底解决了现有技术中带式离合器、制动器卷扬机的诸多不足以及德国卓伦公司生产的湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机不可控的问题。

四、附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的制动器1在制动状态时的结构示意图；

图3为图1中的制动器1在脱开状态时的结构示意图；

图4为图1中的行星减速机3的结构示意图；

图5为图1中的离合器4在闭合状态的结构示意图；

图6为图1中的离合器4在脱开状态的结构示意图；

图7为图1中的离合器4在制动状态的结构示意图；

图8为本发明应用的液压控制原理图。

五、具体实施方式

如图1所示，本发明由制动器1、卷筒2、行星减速机3、湿式摩擦片离合器4组成。行星减速机3和湿式摩擦片离合器4均置于卷筒2内。卷筒2采用篱笆式卷筒。制动器1通过法兰18用螺栓固定在行星减速机3的三级行星架28上；制动器1上有花键套10用于液压马达7的输出轴与行星减速机3的输入轴25的连接，离合器4的连接轴52与行星减速机3能够旋转的一级二级齿圈外壳42的花键套联结，离合器外壳60通过调心轴承6担在卷筒2的端部，用端盖5对调心轴承6轴向定位，并用螺栓将端盖5与卷筒2固定。

图2、图3分别给出了制动器1的制动和脱开状态。制动器1由定位套9、花键套10、制动油缸、组合弹簧11、摩擦片、内齿套15、球轴承19、法兰18组成。花键套10装于定位套9的定位孔内。起重机的液压马达7的输出轴与花键套10通过花键联结，花键套10的另一端与行星减速机的输入轴通过花键联结。摩擦片为2组，1组为内齿摩擦片17，另一组为外齿摩擦片16，二者组合在一起。花键套10上设有外齿，与内齿摩擦片17啮合，外齿摩擦片16与内齿套15啮合。制动器油缸由制动器缸体14和制动器活塞12组成，缸体14上设有进油口13给制动器缸体供油。制动器油缸通过组合弹簧11压在摩擦片上，使活塞12与摩擦片对正。摩擦片的端部设有法兰18，用于与行星减速机3的联结。法兰18通过球轴承19担在花键套10上，弹性内挡圈20、弹性外挡圈21分别将球轴承19的内、外圈固定。螺栓22将制动器缸体14、内齿套15、法兰18固定在一起，螺栓8将定位套9和制动器缸体14固定在一起。这样，就将制动器1组装成整体。

如图4所示，行星减速机由输入轴25、三级行星减速、二级行星减速、一级行星减速、一级二级齿圈外壳42、无外圈滚子轴承29、减速机外壳38以及球轴承44和端盖41构成。输入轴25与一级太阳轮为一体，一级太阳轮转动带动一级行星轮43围绕一级太阳轮旋转，且一级行星轮43能绕一级行星轴45自转，同时能带动一级行星架46转动；一级内齿圈39与一级二级齿圈外壳42属于过盈配合；一级行星架46通过花键与二级太阳轮47相啮合，二级太阳轮47转动带动二级行星轮49围绕二级太阳轮47旋转，且二级行星轮49能绕二级行星轴48自转，同时能带动二级行星架27转动；二级内齿圈36与二级行星轮49啮合，内六角螺栓37用于将一级二级齿圈外壳42、二级内齿圈36及法兰50连接在一起；二级行星架27通过花键与三级太阳轮26相啮合，三级太阳轮26转动带动三级行星轮23围绕三级太阳轮26旋转，且三级行星轮23能绕三级行星轴24自转，同时能带动三级内齿圈32旋转。球轴承44用于端盖41与一级二级齿圈外壳42之间的支承。端盖41用螺栓40与行星减速机外壳38固定。球轴承51用于行星减速机外壳38与三级行星架28的轴向定位；弹性内挡圈34和弹性外挡圈35分别对球轴承51的内、外圈固定。无外圈滚子轴承29用于三级行星架28与法兰30之间的支承，并用定位螺栓31轴向限位。行星减速机外壳38、三级内齿圈32和法兰30用双头螺柱33固定在一起，法兰30通过螺栓与卷筒2固定连接。三级行星架28是与起重机的旋转平台固定的。

图5、图6、图7给出的是湿式摩擦片离合器4分别处在闭合状态、脱开状态以及制动状态的情况。该离合器4同时采用了常开和常闭式结构，它同时具有制动器油缸和离合器油缸。该离合器4的外壳60作为制动器油缸的缸体，通过球轴承53将外壳60担在连接轴52上；弹性挡圈54对球轴承53的外圈限位。连接轴52通过花键与摩擦轮55联结，摩擦轮55可用于对球轴承53的内圈限位，并用挡板73对摩擦轮55轴向限位，72为固定螺栓。摩擦片为组合摩擦片，由2组组合在一起构成；1组为内齿摩擦片56，与摩擦轮55的外齿啮合；另1组为外齿摩擦片57，与起到制动油缸缸体作用的离合器4的外壳60的内齿啮合。制动器油缸活塞58上有回位弹簧59，其活塞端与组合摩擦片对正，且活塞58坐落在组合弹簧62的弹簧座70上。离合器4的外壳60是作为制动器油缸的缸体，所以在外壳60上设有制动器油缸进油口61。离合器油缸活塞67通过螺栓68与端盖69固定，活塞67上设有进油通道，进油通道的一端与离合器油缸缸体64的腔体连通，其另一端与端盖69上的进油口65连通。组合弹簧62通过离合器油缸缸体64与端盖69定位。端盖69通过螺栓63固定在离合器外壳60的法兰端。由于采用的是湿式摩擦片离合器，该离合器的外壳60上设有通往组合摩擦片的冷却油进口71，其冷却油的回油口66设在端盖69中心部位。

本发明设计合理。将本发明安装在起重设备及其派生产品上，不仅该卷扬机的体积小，结构紧凑，而且还可控制起重机吊钩的速度的平稳下放，实现安全生产。

起重机(卷扬机)在工作时总要分为提升、动力下放、空钩下放等操作步骤，且需控制吊钩的下放速度。下面结合各图说明本发明的工作原理。

(一)提升操作

提升操作时离合器4中的内齿摩擦片56、与外齿摩擦片57必须处于闭合状态，即与内齿摩擦片56相啮合的摩擦轮55、与摩擦轮55相啮合的连接轴52、与连接轴52相啮合的一级二级齿圈外壳42均固定不动(见图4、图5)。从图8中可以看出，当先导阀74中的右侧阀开启时，伺服油在其阀输出口处分成两路，第一路经梭阀82进入制动器油缸80的进油口13，制动器活塞12在伺服油压的作用下，压缩组合弹簧11向左移动，使外齿摩擦片57与内齿摩擦片56脱开；与此同时第二路进入主阀75的右腔推动主阀芯向左移动，主阀75开启，系统油经主阀、平衡阀81中的单向阀推动液压马达7旋转。液压马达7带动花键套10转动，花键套10带动行星减速机3的输入轴25转动，输入轴25与一级行星减速的太阳轮为一体，太阳轮与一级行星轮43相啮合并带动其转动，行星轮43通过一级行星轴45推动一级行星架46转动，实现一级减速。一级行星架46与二级太阳轮47通过花键连接并带动其转动，二级太阳轮47与二级行星轮49相啮合并带动其转动，二级行星轮49通过二级行星轴48推动二级行星架27转动，实现二级减速。二级星行架27与三级太阳轮26通过花键连接并带动其转动，三级太阳轮26与三级行星轮23相啮合并带动其转动，三级行星架28与起重机架相连固定不动，三级行星轮23与三级内齿圈32相啮合并带动其转动，三级内齿圈32通过双头螺柱33与法兰30连接为一体并带动其一起转动，法兰30与卷筒2通过螺栓相连并带动其转动，实现提升操作。

(二)动力下放

动力下放过程与提升过程绝大部分均相同，不同的只是旋转的方向不同，液压油的流向不同，液压系统的操作过程如下：先导阀74中的左侧阀开启，第一路油与提升相同，第二路油进入主阀75的左腔推动主阀芯向右移动，主阀75开启，系统油经主阀从液压马达的左侧油口进油，待系统压力升到一定压力时平衡阀81打开，平衡阀81设有节流口，从而能保证重物平稳下放。

(三)空钩下放

一般情况下，起重机在空钩下放时应停止提升或动力下放操作；但在特殊的情况下(如遇到危险，起重机欲倾翻)，亦可带载空钩下放将货物扔出，从而保护起重机避免更大的损失。当电磁阀79接通电源后，离合器、制动器油压8Mpa进入离合器油缸78的进油口65，离合器缸体64在油压的作用下压缩弹簧向右移动，制动器油缸77的活塞58在回位弹簧59的作用下向右移动，使内齿摩擦片56与外齿摩擦征57分离，即摩擦轮55与离合器外壳60分离(见图6)。卷筒2在吊钩自重的作用下开始转动并带动法兰30转动，法兰30通过螺栓带动三级内齿圈32转动，因三级星行架28固定，三级内齿圈32通过三级行星轮23带动三级太阳轮26转动，三级太阳轮26通过花键带动二级行星架27随之转动，二级行星架27转动必导致一级二级齿圈外壳42转动，一级二级齿圈外壳42通过花键带动连接轴52转动，连接轴52通过花键带动摩擦轮55转动，上面已介绍内齿摩擦片56与外齿摩擦片57已处于分离状态。故可实现空钩下放。

(四)速度控制

用脚踩制动阀76的踏板(此阀为比例阀即输出的油压与踏板转角的大小成正比)，离合器、制动器油压8Mpa进入制动器进油口61，制动器活塞58在油压的作用下压缩回位弹簧59向左移动，并压向内齿摩擦片56外齿摩擦片57，制动器活塞58压在摩擦片上的压力随脚板转角的大小而变化，压力大，内齿摩擦片56与外齿摩擦片57之间的摩擦力亦大，因而吊钩速度就慢，反之吊钩的速度就快，内齿摩擦片56与外齿摩擦片57之间的摩擦扭矩大于吊钩下放所产生的扭矩，吊钩即停止下放。这就控制了吊钩的下放速度。

Claims (2)

1.一种湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机，包括卷筒(2)、湿式摩擦片离合器(4)、安装在卷筒(2)内侧的行星减速机(3)、与行星减速机(3)连接的制动器(1)，制动器(1)通过螺栓固定在行星减速机(3)的三级行星架(28)上，位于制动器(1)端部的液压马达(7)的输出轴通过制动器(1)上的花键套(10)与行星减速机(3)的输入轴(25)连接；其特征是：行星减速机(3)和湿式摩擦片离合器(4)均置于卷筒(2)内，离合器(4)的连接轴(52)与行星减速机(3)能够旋转的一级二级齿圈外壳(42)的花键套联结，离合器的外壳(60)通过调心轴承(6)担在卷筒(2)的端部，用端盖(5)对调心轴承(6)轴向定位。

2.根据权利要求1所述的湿式摩擦片离合器具有空钩下放功能的卷扬机，其特征是：所述的湿式摩擦片离合器(4)是由连接轴(52)、位于外壳(60)内并与连接轴(52)通过花键联结的摩擦轮(55)及摩擦片、制动器油缸(77)、回位弹簧(59)、离合器油缸(78)、组合弹簧(62)和端盖(69)构成；摩擦片采用2组的组合形式；其1组为内齿摩擦片(56)，与摩擦轮(55)的外齿啮合，另1组为外齿摩擦片(57)，与外壳(60)的内齿啮合；离合器油缸的活塞(67)通过螺栓(68)与端盖(69)固定，活塞(67)上设有进油通道，其进油通道的一端与离合器油缸缸体(64)的腔体连通，其另一端与端盖(69)上的进油口(65)连通；组合弹簧(62)通过离合器油缸的缸体(64)与端盖(69)定位；离合器(4)的外壳(60)作为制动器油缸的缸体，制动器油缸的活塞(58)上有回位弹簧(59)，其活塞端与组合摩擦片对正，且活塞(58)坐落在组合弹簧(62)的弹簧座上；湿式摩擦片离合器(4)的外壳(60)上设有制动器油缸进油口(61)和摩擦片的冷却油进口(71)，其冷却油的回油口(66)设在端盖(69)上。

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