CN104179947A - 轻量化起重机用圆柱减速器 - Google Patents

轻量化起重机用圆柱减速器 Download PDF

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李志雄
吴晓宇
黄绪林
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Abstract

本发明公开了一种轻量化起重机用圆柱减速器，包括：壳体、齿轮、轴承、低速轴、高速轴、支承铰板和锥形套筒；所述壳体为上下箱体通过螺栓把合而成，壳体的内的轴承座上安装有轴承，高速轴通过多级的齿轮同低速轴传动连接，高速轴端使用拉杆支撑固定；支承铰板由环形板焊接在壳体输出级位置，并且同车架回转副连接在一起，高速轴端电机的连接套筒为锥形套筒。本发明所述的轻量化起重机用圆柱减速器，支撑点只有两个，低速轴端将原来的固定支撑以及浮动支撑合并成一个回转支撑副，保留了高速端拉杆，平衡起升过程中产生的转矩，防止整个起升机构绕x轴旋转，改善了支撑结构柔性，使得减速器既可以实现固定，同时工作过程对载荷的适应性更强。

Description

轻量化起重机用圆柱减速器
技术领域
本发明涉及新型轻量化起重机驱动机构，一种减速器。
背景技术
目前，通用桥式起重机用减速器已应用多年，近年来随着整车简化车架、减轻自重要求的提高，现有技术大多涉及传统三支点减速器的技术提升，针对轻量化起重机配套减速器的专有技术与文献论述较少。同时，由于轻量化起重机用减速器要求功率密度大，传动可靠，传动柔性好，这些要求使得原有技术在结构上已具有局限性：
第一，传统通用桥式起重机用减速器均采用三支点支撑形式，如图1所示，减速器大端由固定支座及浮动支座支撑，图2以及图3分别为这两个支座的详细放大结构图；图4结构为小端高速轴拉杆支撑，图5为其详细放大结构图。这种三支点支撑结构决定了减速器必须和车架固连，导致车架梁系复杂，整个机构外形尺寸和重量均大，与国外同型起重机产品相比其重量大约偏重12％。
第二，作过程中由于连接刚度大产生较强内应力将全部由壳体承受，在峰值载荷和冲击工况下，减速器壳体由于刚性不足引起内部齿轮啮合偏差，容易导致减速器发生早期失效。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种轻量化起重机用圆柱减速器，用以解决现有的减速器，车架梁系复杂，减速器装配以及拆卸难度较大，检修困难的缺点。本发明采用的技术手段如下：
一种轻量化起重机用圆柱减速器，包括：壳体、齿轮、轴承、低速轴、高速轴、支承铰板和锥形套筒；所述壳体为上下箱体通过螺栓把合而成，壳体的内的轴承座上安装有轴承，高速轴通过多级的齿轮同低速轴传动连接，高速轴端使用拉杆支撑固定；支承铰板由环形板焊接在壳体输出级位置，支承铰板伸出壳体部分环板结构的圆形外壁同车架回转副的环形卡孔配合卡接固定，形成回转副连接，高速轴端电机的连接套筒为锥形套筒。
作为优选所述锥形套筒包括：前法兰板、后法兰板、连接圆筒和加强筋板；前法兰板和后法兰板为圆形，并且后法兰板的直径大于前法兰板的直径，前法兰板通过螺栓把合固定在高速轴端的减速器壳体上，前法兰板通过连接圆筒同后法兰板连接固定，连接圆筒外壁上固定有同前法兰板和后法兰板连接固定的楔形加强筋板，后法兰板上通过螺栓把合固定有电机。
作为优选所述环形卡孔为上半环和下半环对接，并通过螺栓固定后形成的圆形通孔，并且下半环底部固定有同下半环所在平面相互垂直的下半环支座。
作为优选所述轴承为双列球面圆柱滚子轴承，并且通过轴肩和端盖轴向定位，轴承内圈同轴段采用过盈配联结。
作为优选支承铰板同壳体之间设置有油封。
与现有技术比较，本发明所述的轻量化起重机用圆柱减速器具有以下优点：
1、本发明所述的轻量化起重机用圆柱减速器，高速轴端使用拉杆支撑固定；支承铰板由环形板焊接在壳体输出级位置，并且同车架回转副连接在一起，通过两点进行支撑，相比于减速器传统的三支撑点的支撑方式，改进后的减速器的支撑点只有两个，低速轴端将原来的固定支撑以及浮动支撑合并成一个回转支撑副，保留了高速端拉杆，平衡起升过程中产生的转矩，防止整个起升机构绕x轴旋转，改善了支撑结构柔性，使得减速器既可以实现固定，同时工作过程对载荷的适应性更强。
2、本发明所述的轻量化起重机用圆柱减速器，高速轴端电机的连接套筒为锥形套筒，使用锥形套筒将高速轴同电机连接在一起，并且减速机壳体工作过程中除了承受扭矩，还需要承受电机产生的弯矩，因此，前法兰板通过连接圆筒同后法兰板连接固定，并且连接圆筒外壁上固定的楔形加强筋板，能够很好的承受工作过程中产生的复合载荷，相比于减速机传统的电机坐于车架上，本发明所述的减速器由于不同小车固定连接，节省了设计空间，方便安装、调试，同时也便于后期的检修或拆卸。
本发明所述的轻量化起重机用圆柱减速器，实现和新式轻量化起重机驱动系统配套，大幅度减轻起重机驱动机构的重量，提高产品经济性及运行稳定性；减速器壳体设计考虑了电机的复合载荷，对壳体结构筋板布置进行了优化，改善了壳体刚度，确保了壳体内部齿轮啮合；提升了整机使用性能，大幅降低起重机驱动机构所需制造材料，节省了成本，具有巨大的直接经济效益；同时，本发明所涉及的支撑方式、壳体设计方法可横向应用于其它型号起重机用减速器设计，具有一定间接经济效益。
本发明设计有望推广我国轻量化桥式起重机及减速器标准系列产品，引导我国起重机械产品向轻量化、节能型方向发展；同时，新型减速器研制开发进一步促进行起重机用减速器行业的技术进步，提升行业产品的国际竞争力。
附图说明
图1是现有技术三支点减速器侧视图。
图2是图1中结构Ⅰ处固定支撑的放大结构示意图。
图3是图1中结构Ⅱ处浮动支撑的放大结构示意图。
图4是现有技术三支点减速器正视图。
图5是图4中结构Ⅲ处拉杆支撑的放大结构示意图。
图6是本发明轻量化起重机用圆柱减速器剖面图。
图7是本发明锥形套筒的放大结构示意图。
图8是车架回转副的正视局部剖视图。
图9是车架回转副的侧视局部剖视图。
其中：1、壳体，2、齿轮，3、轴承，4、低速轴，5、油封，6、支承铰板，
7、锥形套筒，71、前法兰板，72、连接圆筒，73、加强筋板，74、后法兰板，
8、车架回转副，81、上半环，82、环形卡孔，83、螺栓，84、下半环，85、下半环支座，9、高速轴。
具体实施方式
如图6-图9所示，一种轻量化起重机用圆柱减速器，包括：壳体1、齿轮2、轴承3、低速轴4、高速轴9、支承铰板6和锥形套筒7；所述壳体1为上下箱体通过螺栓把合而成，壳体1的内的轴承座上安装有轴承3，为了增大轴承的使用寿命，所述轴承3为双列球面圆柱滚子轴承，并且通过轴肩和端盖轴向定位，轴承3内圈同轴段采用过盈配合联结。高速轴9通过多级的齿轮2同低速轴4传动连接，传动级数根据需要优选能够设计成三级或四级，齿轮2优选采用渐开线圆柱齿轮传递扭矩，用于通用桥式起重机驱动机构，齿轮2与轴段采用过盈配合加键联结。
高速轴9端使用拉杆支撑固定，如图5所示，拉杆下部穿过圆形套筒与小车车架固定连接，上部穿过壳体1结合面通过螺母预紧并使用弹性垫圈防松，防止工作过程齿轮箱承受倾覆力矩发生翻转；支承铰板6由环形板焊接在壳体1输出级位置，支承铰板6伸出壳体部分环板结构的圆形外壁同车架回转副8的环形卡孔82配合卡接固定，形成回转副连接，环形卡孔82和减速器低速端支承铰板6配合起到同时承受径向载荷以及弯矩的作用，如图8和图9所示，车架回转副8包括上半环81、环形卡孔82、螺栓83和下半环84；所述环形卡孔82为上半环81和下半环84对接，并通过螺栓83固定后形成的圆形通孔，并且下半环84底部固定有同下半环84所在平面相互垂直的下半环支座85，车架回转副8通过下半环支座85固定在小车的车架上；减速器低速端的支承铰板6是支撑整个减速器及电机的主要支点，属于悬挂安装方式，因此其几何尺寸需要进行强度、刚度校核，并需要进行全焊缝探伤；相比于减速器传统的三支撑点的支撑方式，改进后的减速器的支撑点只有两个，低速轴4端将原来的固定支撑以及浮动支撑合并成一个回转支撑副，保留了高速端拉杆，平衡起升过程中产生的转矩，防止整个起升机构绕x轴旋转，改善了支撑结构柔性，使得减速器既可以实现固定，同时工作过程对载荷的适应性更强。
支承铰板6同壳体1之间设置有密封用的油封5，避免内部润滑油的泄露。高速轴9端电机的连接套筒为锥形套筒7，并且减速机壳体工作过程中除了承受扭矩，还需要承受电机产生的弯矩，因此，所述锥形套筒7包括：前法兰板71、后法兰板74、连接圆筒72和加强筋板73；前法兰板71和后法兰板74为圆形，并且后法兰板74的直径大于前法兰板71的直径，前法兰板71通过螺栓把合固定在高速轴9端的减速器壳体1上，前法兰板71通过连接圆筒72同后法兰板74连接固定，连接圆筒72外壁上固定有同前法兰板71和后法兰板74连接固定的楔形加强筋板73(如图7所示)，连接圆筒72以及加强筋板73起联结作用同时抵抗电机工作时形成的弯扭符合载荷；后法兰板74上通过螺栓把合固定有电机，能够很好的承受工作过程中产生的复合载荷，相比于减速机传统的电机坐于车架上，本发明所述的减速器不同小车联接后，节省了设计空间，方便安装、调试，同时也便于后期的检修或拆卸。
本发明所述的轻量化起重机用圆柱减速器为专为轻量化起重机配套设计的减速器，支撑形式的改进及壳体刚度的优化设计，既确保减速器自身传动更可靠性、更稳定性，同时确保整机的轻量化设计。
本发明设计采用了新式两支点支撑方式，改善了与整机连接的柔性；减速器壳体设计考虑了输入及输出端的连接特点，使得壳体可以承受复合载荷；设计空间的节约为拆装以及检修提供了便利条件；同时产品的安全性和可靠性得到充分保证；这些措施最终使得本设计具有很强的新颖性和实用性。
本发明设计配套新式轻量化起重机驱动机构，提升了整机使用性能，大幅降低起重机驱动机构所需制造材料，节省了成本，具有巨大的直接经济效益；同时，本发明所涉及的支撑方式、壳体设计方法可横向应用于其它型号起重机用减速器设计，具有一定间接经济效益。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轻量化起重机用圆柱减速器，包括：壳体(1)、齿轮(2)、轴承(3)、低速轴(4)和高速轴(9)，所述壳体(1)为上下箱体通过螺栓把合而成，壳体(1)的内的轴承座上安装有轴承(3)，高速轴(9)通过多级的齿轮(2)同低速轴(4)传动连接，高速轴(9)端使用拉杆支撑固定；
其特征在于还包括：支承铰板(6)和锥形套筒(7)；支承铰板(6)由环形板焊接在壳体(1)输出级位置，支承铰板(6)伸出壳体部分环板结构的圆形外壁同车架回转副(8)的环形卡孔(82)配合卡接固定，形成回转副连接，高速轴(9)端电机的连接套筒为锥形套筒(7)。
2.根据权利要求1所述的轻量化起重机用圆柱减速器，其特征在于：所述锥形套筒(7)包括：前法兰板(71)、后法兰板(74)、连接圆筒(72)和加强筋板(73)；
前法兰板(71)和后法兰板(74)为圆形，并且后法兰板(74)的直径大于前法兰板(71)的直径，前法兰板(71)通过螺栓把合固定在高速轴(9)端的减速器壳体(1)上，前法兰板(71)通过连接圆筒(72)同后法兰板(74)连接固定，连接圆筒(72)外壁上固定有同前法兰板(71)和后法兰板(74)连接固定的楔形加强筋板(73)，后法兰板(74)上通过螺栓把合固定有电机。
3.根据权利要求1所述的轻量化起重机用圆柱减速器，其特征在于：所述环形卡孔(82)为上半环(81)和下半环(84)对接，并通过螺栓(83)固定后形成的圆形通孔，并且下半环(84)底部固定有同下半环(84)所在平面相互垂直的下半环支座(85)。
4.根据权利要求1、2或3所述的轻量化起重机用圆柱减速器，其特征在于：所述轴承(3)为双列球面圆柱滚子轴承，并且通过轴肩和端盖轴向定位，轴承(3)内圈同轴段采用过盈配联结。
5.根据权利要求1、2或3所述的轻量化起重机用圆柱减速器，其特征在于：支承铰板(6)同壳体(1)之间设置有油封(5)。
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