CN101285519A - 一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机技术方案，其功率在200KW至1000KW。该方案是将驱动电动机驱动一级伞齿轮减速箱组合体(或一级平行轴输入减速箱组合体)，使转速降下一个等级。其输出轴连接差动减速行星轮系的太阳轮及制动器组合体，即可控的行星轮系差速器，其二级行星架的输出端连接三级行星轮减速箱体组合体的三级太阳轮，其行星架为最终输出端。一级减速后适应中速级摩擦片的线速度，比压的参数要求。并具有摩擦片施压与分离，冷却水分配及循环功能。低速级是大扭矩减速。在实施方案时，较小力矩下用平行轴输出，较大扭矩时用行星轮系输出。壳体设计为防爆型。

Description

一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机

所属技术领域：

本发明涉及的是矿山运输机械设备，尤其是刮板运输机、刮板转载机、破碎机和皮带运输机。

背景技术：

在现有技术中，公知的技术是本申请人申请的ZL200520081476.9号专利，该专利公开了一种行星可控起动传动装置，由前级齿轮传动、行星齿轮传动、后级齿轮传动、制动器、电液控制站组成，本方案的特点在于，与行星齿轮传动的内齿圈齿式联接并有相同转速关系的外壳上制有外齿，与外齿啮合的后级齿轮的轴上联接了逆止器和制动器，制动器转动件与内齿圈间有固定的速比关系，制动器布置在行星可控起动传动装置的箱体外部。但是，由于制动盘是外置式，要用到矿井工作面的尚未实现软起动功能的刮板运输机、破碎机、刮板转载机上，其功率在200KW至1000KW，制动器工作时有能耗，产生热量，并有火花产生的可能性，根据煤矿保安规程的要求，设备的性能要适应爆炸性气体环境，爆炸性粉尘环境，设备的制造要达到(爆炸性环境用电气设备)防爆形式。这是现有技术所存在的不足之处。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种防爆型式摩擦片控制的软起动减速机技术方案，该方案是将驱动电动机驱动一级伞齿轮减速箱组合体(或一级平行轴输入减速箱组合体)，使转速降下一个等级。其输出轴连接二级行星减速器的太阳轮及制动器组合体，这组合体为可控的行星轮系差速器，其二级行星架的输出端连接三级行星轮减速箱体组合体的三级太阳轮，其行星架为最终输出端；(或三级平行轴输出减速箱组合体)的轴齿轮其平行输出轴为最终输出端。

三个组合体各自形成独立大部件。即高速级、中速级、低速级，高速级的功能为减速，降速目的是适应中速级摩擦片的线速度，比压的参数要求。中速级是将摩擦片和行星轮传动机构能组合在强固的圆筒形密封体内，便于按防爆型式设计(隔爆外壳“d”，GB3836.1-2000 GB3836.2-2000)，使其结构具备行星差速减速，摩擦片施压与分离，冷却水分配及循环，制动力矩匹配的功能。

低速级是大扭矩减速，其范围在50～200KN.m区间。在实施方案时，较小力矩下用平行轴输出，较大扭矩时用行星轮系输出。

三级组合便于加工、运输、检修。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

技术措施之一：包括由一轴伞齿轮，轴承杯组件，组合伞齿轮箱体，大伞齿轮，供压油泵，输出轴，形成一级伞齿轮减速箱组合体[或输入轴、小齿轮、大齿轮、供压油泵、输出轴形成一级平行轴减速箱组合体]。

技术措施之二：包括具有内齿的定子支承座壳体，其内齿与多片具有外齿的水冷静摩擦片啮合，其端部装配常开液压缸定位的圆盘式端盖；其另一端部装配空心水冷承压的圆盘式端盖，组成承受扭矩的圆环形箱体静止部件。具有外齿和内齿的制动轮齿部，与多片具有内齿的动摩擦片啮合，组成被制动的旋转体。摩擦副的组合数量可根据要求制动力矩的大小而变动。多个常开液压缸均布定位在圆盘式端盖。

多个常开液压缸送入油压时，活塞压缩分离碟簧组，摩擦副形成制动力矩，反之液压缸失压时，分离碟簧组反弹，活塞回程，分离碟簧组促使动静摩擦片形成间隙，制动力矩消失。

技术措施之三：包括具有水冷系统有总进水软管、总回水软管，多个分接螺旋弹性进水软管，都集成供水箱体，其结构适应摩擦片轴向位移的工作方式。具有外齿的水冷静摩擦片，其心部为环形的空心体，制造成开环形空心体。

技术措施二、三内容由调速控制原件、冷却原件、摩擦原件、液压原件集成一体，并按防爆型设计的防爆“KB”组件。(注“KB”为防爆设备在壳体上的通用标识)

技术措施之四：包括三级太阳轮，三级行星轮，三级内齿圈，三级行星架，三级行星减速箱体，组合的三级行星减速器组合体，承受大扭矩输出传动的功能。

包括三级输入轴，三级传动小齿轮，三级传动大齿轮，三级传动输出轴，三级平行轴传动箱体组合的三级平行轴传动组合体承受较小扭矩输出传动的功能。

技术措施之五：包括一级伞齿轮减速箱体，防爆组件“KB”，三级行星减速器组合体；一级平行轴减速箱体组合体，三级平行轴传动组合体组合成四种模块结构。

技术措施之六：液压系统由常规的液压站组成，其油压的变送有电液比例阀PLC电脑系统组成。由于油压的可控性就能确保工作机械的加速度和减速度。多台工作机处于同一运行系统并联运行时，同样能实施功率平衡。

本方案的有益效果可根据对上述方案的描述得知，三个组合体各自形成独立大部件。即高速级、中速级、低速级、高速级的功能为减速，降速目的是适应中速级摩擦片的线速度，比压的参数要求。中速级是将摩擦片和行星轮传动机构能组合在强固的圆筒形密封体内，便于按防爆型式设计(隔爆外壳“d”，GB3836.1-2000 GB3836.2-2000)，使其结构具备行星差速减速，摩擦片施压与分离，冷却水分配及循环，制动力矩匹配的功能。

低速级是大扭矩减速，其范围在50～200KN.m区间。在实施方案时，较小力矩下用平行轴输出，较大扭矩时用行星轮系输出。由于具有外齿的水冷静摩擦片得到良好的水循环，摩擦副工作中产生的热量、迅速导出，解决了软起动过程中减速机的发热难题，在结构、功率配置输出扭矩上能达到矿山运输设备的技术性能要求，使用电、液控制的防爆型式摩擦片控制的软起动减速机，就能应用于爆炸性气体环境，爆炸性粉尘环境的化工、煤炭、石油等行业中使用。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的效果也是显而易见的。

附图说明：

图1为防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级伞齿轮输入，低速级行星轮输出示意总图A

图2为水冷摩擦片结构示意图

图3为水冷摩擦片结构制动器常开液压缸示意图

图4为水冷摩擦片结构氮气背压常闭液压缸部件示意图

图5为本发明防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级伞齿轮输入，低速级平行轴齿轮输出示意总图B

图6为本发明防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级平行轴齿轮输入，低速级及行星轮输出示意总图C

图7为本发明防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级平行轴齿轮输入，低速级平行轴齿轮输出示意总图D

图中，1为一级伞齿轮减速箱体，1-1为一轴伞齿轮，1-2为轴承杯组件，1-3为大伞齿轮，1-4为供压油泵，1-5为输出轴，1-6为组合伞齿轮箱体，

2为三级行星减速器组合体：2-1为三级太阳轮，2-2为三级行星轮，2-3为三级内齿圈，2-4为三级行星架，2-5为三级行星减速箱体；

3为一级平行轴减速箱体组合体，3-1为输入轴，3-2为小齿轮，3-3为大齿轮，3-4为供压油泵，3-5为输出轴；

4为三级平行轴传动组合体，4-1为三级输入轴，4-2为三级传动小齿轮，4-3为三级传动大齿轮，4-4为三级传动输出轴，4-5为三级平行轴传动箱体；

5为防爆型设计的防爆“KB”组件，6为常开液压缸，6-1为缸体，6-2为活塞，6-3为控制油通道，7为定位液压缸的圆盘式端盖，8为空心水冷承压圆盘式端盖，9为具有内齿外齿的制动轮，10为总进水软管，11为总回水软管，12为定子支承座壳体，13为集成供水箱体，14为碟簧槽形穴，15为分离蝶簧组，16为圆环形箱体静止部件，17为具有内齿的金属片状件，18为复合的干式摩擦材料片，19为环形压力油分接管，20为分接螺旋弹性回水软管，21为分接螺旋弹性供水软管，22为具有外齿的水冷静摩擦片，23具有内齿的动摩擦片，24为氮气背压的常闭液压缸，24-1为缸体，24-2活塞，24-3控制油通道，24-4氮气通道，24-5氮气室。25为二级太阳轮，26为二级行星轮，27为二级行星架。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过附图可以看出，本方案的防爆型式摩擦片控制的软启动减速机分为四种结构形式，分别为图1的本发明大体防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级伞齿轮输入，低速级行星轮输出示意总图A；图5的本发明防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级伞齿轮输入，低速级平行轴齿轮输出示意总图B；图6的本发明防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级平行轴齿轮输入，低速级及行星轮输出示意总图C；图7的本发明防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，高速级平行轴齿轮输入，低速级平行轴齿轮输出示意总图D；

包括由二级太阳轮(25)、二级行星轮(26)、二级行星架(27)、具有内齿外齿的制动轮(9)组成二级行星减速单元。由定位液压缸的圆盘式端盖(7)、常开液压缸(6)，有缸体(6-1)、活塞(6-2)、控制油通道(6-3)组成控制压力单元。空心水冷承压圆盘式端盖(8)、集成供水箱体(13)组成圆环形箱体静止部件(16)。通过轴承定心装配在旋转轴端部位，形成承担制动扭矩的静止体，并兼作为一封闭的防爆箱；由具有内齿外齿的制动轮(9)、具有内齿的金属片状件(17)、复合的干式摩擦材料片(18)组成多片具有内齿的动摩擦片(23)齿啮合，并装配于旋转轴端部形成旋转体制动单元；由具有外齿的水冷静摩擦片(22)、具有内齿的定子支承座壳体(12)啮合，再由分接螺旋弹性回水软管(20)、分接螺旋弹性进水软管(21)、集成供水箱体(13)、总回水软管(11)、总进水软管(10)、圆环形箱体静止部件(16)形成完整水循环的静止摩擦单元。上述的制动器为常开式的制动器，如将其功能改为常闭式的制动器时，则需将常开液压缸(6)置换为氮气背压的常闭液压缸(24)，有缸体(24-1)、活塞(24-2)、控制油通道(24-3)、氮气通道(24-4)、氮气室(24-5)组成。液压缸的管路连接为环形压力油分接管(19)，上述各单元的集成体组成了防爆型设计的防爆“KB”组件(5)。

一轴伞齿轮(1-1)、轴承杯组件(1-2)、大伞齿轮(1-3)、供压油泵(1-4)、输出轴(1-5)、组合伞齿轮箱体(1-6)组成的一级伞齿轮减速箱体(1)。

三级太阳轮(2-1)、三级行星轮(2-2)、三级内齿圈(2-3)、三级行星架(2-4)、三级行星减速箱体(2-5)组成的三级行星减速器组合体(2)。输入轴(3-1)、小齿轮(3-2)、大齿轮(3-3)、供压油泵(3-4)、输出轴(3-5)组成的一级平行轴减速箱体组合体(3)。

由三级输入轴(4-1)、三级传动小齿轮(4-2)、三级传动大齿轮(4-3)、三级传动输出轴(4-4)、三级平行轴传动箱体(4-5)、组成三级平行轴传动组合体(4)。

该实施方式具有鼠笼电动机空载启动，利用机械方式的差动减速轮系实施软启动，相比现有刮板机的齿轮减速器直接启动，其创造性是显而易见的。

本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1、一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，包括一级伞齿轮减速箱体(1)，三级行星减速器组合体(2)，一级平行轴减速箱体组合体(3)，三级平行轴传动组合体(4)，防爆型设计的防爆“KB”组件(5)，常开液压缸(6)，定位液压缸的圆盘式端盖(7)，空心水冷承压圆盘式端盖(8)，具有内齿外齿的制动轮(9)，总进水软管(10)，总回水软管(11)，定子支承座壳体(12)，集成供水箱体(13)，碟簧槽形穴(14)，分离蝶簧组(15)，圆环形箱体静止部件(16)，具有内齿的金属片状件(17)，复合的干式摩擦材料片(18)，环形压力油分接管(19)，分接螺旋弹性回水软管(20)，分接螺旋弹性进水软管(21)，具有外齿的水冷静摩擦片(22)，具有内齿的动摩擦片(23)，氮气背压的常闭液压缸(24)，二级太阳轮(25)，二级行星轮(26)，二级行星架组成(27)。

其特征是：

具有内齿外齿的制动轮(9)，多个具有内齿的动摩擦片(23)组成了旋转的制动盘；

多个具有外齿的水冷静摩擦片(22)，并与多个具有内齿的动摩擦片(23)相邻叠加，并与具有内齿的定子支承座壳体(12)组合形成了多个摩擦副，在多个液压缸轴向力的作用下，形成制动器；

具有二级太阳轮(25)，二级行星轮(26)，二级行星架(27)，具有内齿外齿的制动轮(9)啮合为差动减速行星轮系；

具有一轴伞齿轮(1-1)，轴承杯组件(1-2)，组合伞齿轮箱体(1-6)，大伞齿轮(1-3)，供压油泵(1-4)，输出轴(1-5)，形成一级伞齿轮减速箱组合体(1)；

具有输入轴(3-1)、小齿轮(3-2)、大齿轮(3-3)、供压油泵(3-4)、输出轴(3-5))形成一级平行轴减速箱组合体(3)；

具有三级输入轴(4-1)，三级传动小齿轮(4-2)，三级传动大齿轮(4-3)，三级传动输出轴(4-4)，三级平行轴传动箱体(4-5)组合的三级平行轴传动组合体(4)。

2、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：具有外齿的水冷静摩擦片(22)，其心部为开环形的空心体，并在环端形成进水和回水的通道，外径部位为不完整的齿轮。

3、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：具有内齿的动摩擦片(23)，心部为具有内齿的金属片状件(17)，其两侧面为复合的干式摩擦材料片(18)。

4、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：具有外齿的水冷静摩擦片(22)，多片集状后，总进水软管(10)和总回水软管(11)由分接螺旋弹性进水软管(21)，分接螺旋弹性回水软管(20)，再连接集成供水箱体(13)，在集成供水箱体(13)内部钻有水流分配通孔。

5、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：制动液压缸部件为常开液压缸(6)和氮气背压的常闭液压缸(24)可以置换，而形成常开制动器和常闭制动器。

6、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：集成供水箱体(13)与具有外齿的水冷静摩擦片(22)水路的连接由分接螺旋弹性进水软管(21)和分接螺旋弹性回水软管(20)。

7、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：分离碟簧组(15)在具有内齿的定子支承座壳体(12)上，布置在多个碟簧槽形穴(14)内。

8、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：具有内齿的定子支承座壳体(12)，两端分别连接定位液压缸的圆盘式端盖(7)，空心水冷承压圆盘式端盖(8)，集成供水箱体(13)，槽形穴密封盖，组成全密封静止件。整体成为防爆壳体。(亦可为非防爆壳体)

9、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：一级伞齿轮减速箱体(1)连接防爆型设计的防爆“KB”组件(5)，其输出轴(1-5)连接二级太阳轮(25)，防爆型设计的防爆“KB”组件(5)连接三级行星减速器组合体(2)，二级行星架(27)连接三级太阳轮(2-1)。

10、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：一级伞齿轮减速箱体(1)连接防爆型设计的防爆“KB”组件(5)，其输出轴(1-5)连接二级太阳轮(25)，防爆型设计的防爆“KB”组件(5)连接三级行星减速器组合体(2)，二级行星架(27)连接三级输入轴(4-1)。

11、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：一级平行轴减速箱体组合体(3)连接防爆型设计的防爆“KB”组件(5)，其输入轴(3-1)连接二级太阳轮(25)，防爆型设计的防爆“KB”组件(5)连接三级行星减速器组合体(2)，二级行星架(27)连接三级输入轴(4-1)。

12、根据权利要求1所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：一级平行轴减速箱体组合体(3)连接防爆型设计的防爆“KB”组件(5)，其输出轴(3-5)连接二级太阳轮(25)，防爆型设计的防爆“KB”组件(5)连接三级行星减速器组合体(2)，二级行星架(27)连接三级太阳轮(2-1)。

13、根据权利要求1、9、10、11、12所述的一种防爆型式摩擦片控制的软启动减速机，其特征是：包括一级伞齿轮减速箱体(1)，防爆型设计的“KB”组件(5)，三级行星减速器组合体(2)；一级平行轴减速箱体组合体(3)，三级平行轴传动组合体(4)有选择性的组合成图1、图5、图6、图7四种模块结构。

Images