CN104805810A - 双驱动变速闸门启闭机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双驱动变速闸门启闭机。所述启闭机包括高速用电机、低速用电机、承重螺母、螺杆和设置在传动箱内的行星齿轮减速组件、多级减速齿轮组、少齿差减速齿轮组，少齿差减速齿轮组由第一分流齿轮、与第一分流齿轮啮合的惰轮、与惰轮啮合的第二分流齿轮和设在承重螺母外的凸轮机构组成，凸轮机构通过凸轮传动轴分别与第一、第二分流齿轮的传动轴连接，第一分流齿轮与行星齿轮减速组件的末端齿轮啮合；高速用电机与行星齿轮减速组件的行星架输入端连接，低速用电机通过多级减速齿轮组与行星齿轮减速组件的输入端连接。本发明既解决了现有蜗轮蜗杆启闭机构不能启闭大容量下压力闸门的问题，又降低了维护成本。

Description

双驱动变速闸门启闭机

技术领域

本发明涉及水利工程闸门启闭技术，具体是一种可以代替螺杆启闭机和液压启闭机的双驱动变速闸门启闭机。

背景技术

在水利工程金属结构闸门常规启闭技术中，有通过钢丝绳卷扬启闭的机构如门式启闭机、桥式启闭机、台车、固定卷扬机和电动葫芦等，也有通过蜗轮蜗杆传动的螺杆启闭机，还有通过液压泵站控制油缸、活塞杆运动的液压启闭机。

钢丝绳卷扬启闭机是电动机通过制动器和减速器联接卷筒，钢丝绳一端与卷筒相连，另一端与定滑轮组及其动滑轮组相连，动滑轮组再与闸门相连。其行程指示器为旋转编码器，荷载限制器为杠杆原理与接近开关组合应用，常规为单电机单速驱动。但是该启闭机构主要是用于高扬程而且没有下压力的闸门启闭上，并不适用于有下压力的闸门启闭上。螺杆启闭机构其特征是电动机通过制动器和蜗轮蜗杆减速传动，蜗轮带动螺杆作直线运动，螺杆与闸门相连，其行程指示器为旋转编码器，荷载限制器为蜗杆位移与接近开关组合应用，常规为单电机单速驱动，由于该启闭机构是由电动机带动蜗轮蜗杆减速传动，其电动机的输出轴承受能力一般比较小，容量超过20吨便会对启闭机构造成损坏，所以螺杆启闭机构只能用于小容量的有下压力的闸门启闭上，对于大容量的下压力闸门启闭便无法使用。液压启闭机是电动机带动油泵通过液压阀组将液压油高压进入油缸推动活塞杆在油缸内作直线运动，其行程指示器为钢丝绳带动旋转编码器，荷载限制器为液压溢流阀控制，常规为单电机单速驱动，该启闭机可以适用于大容量的有下压力的闸门启闭上，但是液压启闭机构在使用过程中的变速是靠手动变量泵和多电机组合驱动实现的，由于液压油泵、液压阀组是比较精密零件，需要专业技术人工维护，其维护费比较高，特别是对液压油的品质要求更高，每几年要更换一次，在西藏、新疆等偏远地区，一个闸门不可能单独安排人员进行维护。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型可以代替螺杆启闭机和液压启闭机的双驱动变速闸门启闭机，该启闭机将采用双电机驱动，具备多种速度起升和下降，并通过少此差减速器与行星齿轮减速器啮合传动，既能解决现有蜗轮蜗杆启闭机构不能启闭大容量下压力闸门的问题，又能降低维护成本。

本发明提供的技术方案：所述一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：该启闭机包括高速用电机、低速用电机、传动箱、承重螺母和螺杆，所述传动箱内设有行星齿轮减速组件、多级减速齿轮组和少齿差减速齿轮组，所述少齿差减速齿轮组是由第一分流齿轮、惰轮、第二分流齿轮和设在承重螺母外的凸轮机构组成，凸轮机构通过凸轮传动轴分别与第一、第二分流齿轮的转轴连接，少齿差减速齿轮组的第一分流齿轮与外齿行星齿轮减速组件的末端齿轮啮合，惰轮与第一分流齿轮啮合啮合，第二分流齿轮与惰轮啮合，所述凸轮机构在外齿行星齿轮减速组件和第一、第二分流齿轮传动下带动承重螺母转动；所述高速用电机与行星齿轮减速组件的行星架输入端直接连接，低速用电机通过多级减速齿轮组与行星齿轮减速组件的输入端连接，所述螺杆设置在承重螺母的螺孔中，与承重螺母螺纹连接，螺杆上端从传动箱上部伸出，下端从传动箱下部伸出并通过铰接轴与闸门的吊点连接。

本发明进一步的技术方案：所述启闭机还包括荷载限制装置，在传动箱的底部对应承重螺母的位置安装有环形的万向支撑架，荷载限制装置设置在环形万向支撑架上，所述荷载限制装置是由环形液压油缸、环形承重活塞柱和压力传感器组成，环形液压油缸置于环形万向支撑架上，环形承重活塞柱的承重面与承重螺母的底面接触，压力传感器通过油管与环形液压油缸的底部连通，油管的另一端与压力传感器内部压力弹簧相通，压力传感器的信号输出端分别与高速用电机和低速用电机的控制器信号输入端连接，液压油缸在工作过程中，环形承重活塞柱给油缸内的液压油一个压力，压力传感器通过油管感应到液压油缸内的压力信号，并将压力信号输送高速用电机和低速用电机的控制系统；所述螺杆依次穿过环形承重活塞柱、环形液压油缸和万向支撑架的中空部分后与闸门的吊耳板连接。

本发明进一步的技术方案：所述外齿行星齿轮减速组件是由传动架、中心齿轮、多个行星过度齿轮、齿圈和同步齿轮组成，传动架为快速输入，多个行星过度齿轮呈环形等距分布在中心齿轮的外缘，且每个行星过度齿轮均与中心齿轮啮合，齿圈套设在多个行星过度齿轮的外缘，其内表面的齿轮与每个行星过度齿轮啮合，中心齿轮通过中心齿轮传动轴与同步齿轮的中心转轴连接；所述高速用电机通过高速制动器与传动架的输入端连接，传动架的多个输出端分别与每个行星过度齿轮的中心转轴连接，所述少齿差减速齿轮组的第一分流齿轮与行星齿轮减速组件的同步齿轮啮合。

本发明较优的技术方案：所述凸轮机构包括上、下两个薄板偏心套和中间的厚板偏心套，在承重螺母的外表面设有齿轮，两个薄板偏心套和厚板偏心套的内表面也设有与承重螺母外表面相匹配的齿轮，两个薄板偏心套和厚板偏心套重叠套设在承重螺母外，且厚板偏心套与两个薄板偏心套的偏心角度相差180°，在每个薄板偏心套上对称设有两个薄凸轮，在厚板偏心套上对称设有两个厚凸轮，设置在薄板偏心套同侧的两个薄凸轮与设置在厚板偏心套同侧的厚凸轮相互对应；所述惰轮与承重螺母为同心轴，设置在承重螺母的上部，并固定在传动箱内，在惰轮的中心位置开设有螺杆穿孔，螺杆从惰轮的螺杆穿孔穿出，并可在该螺杆穿孔中上下移动，第一、第二分流齿轮分别啮合在惰轮的两侧，并与设置在两个薄板偏心套两侧的薄凸轮以及设置在厚板偏心套两侧的厚凸轮相互对应，且每个分流齿轮的转轴通过一根凸轮传动轴与对应侧的两个薄凸轮以及一个厚凸轮偏心连接。

本发明进一步的技术方案：在螺杆的两侧分别开设有竖向导向槽。

本发明进一步的技术方案：在螺杆露出传动箱的部分外设有防尘罩，所述防尘套为可伸缩的编织罩。

本发明进一步的技术方案：所述万向支承架是由左、右支承架固定体、第一摆动机架、第二摆动机架和支承平台组成，左、右支承架固定体固定安装在传动箱的底部，两固定体的支撑轴分别通过横向摆动球铰与第一摆动机架连接，第一摆动机架通过上、下两个纵向摆动球铰与第二摆动机架连接，支承平台固定安装在第二摆动机架的中心位置。

本发明较优的技术方案：所述多级减速齿轮组是由主动轴、主动轴齿轮、从动齿轮、慢速传动轴和慢速轴齿轮组成，主动轴齿轮和从动轴齿轮为一级减速，慢速轴齿轮和齿圈为二级减速；所述低速用电机通过低速制动器与主动轴的输入端连接，主动轴的输出端与主动轴齿轮的中心转轴连接，主动轴齿轮与从动齿轮啮合，慢速传动轴一端与从动齿轮的中心转轴连接，另一端与慢速轴齿轮的中心轴连接，慢速轴齿轮与外齿行星齿轮减速组件的齿圈外部齿轮啮合。

本发明较优的技术方案：所述高速用电机和低速用电机为伺服电机或常规电机，当高速用电机和低速用电机为伺服电机时，伺服电机自带控制监控螺杆升降高度的功能；当高速用电机和低速用电机为常规电机时，在传动箱外对应螺杆的位置设有高度指示器，在螺杆外其中一侧的竖向导向槽内设有行程刻度值，高度指示器固定在传动箱内，其指示端指向设有行程刻度值的竖向导向槽内。

本发明利用凸轮机构带动承重螺母转动，可以实现低速重载，其主要工作原理是在承重螺母的外表面设有齿轮，可以直接在承重螺母的外表面设置齿轮，也可以在其外部固定套设一个齿轮套，两个薄板偏心套和厚板偏心套的内表面设有与承重螺母外表面齿轮匹配的内齿轮，厚板偏心套与两个薄板偏心套的偏心角度相差180°，在工作时，两个薄板偏心套从左向上做偏心运动，厚板偏心套从右向下作偏心运动，确保承重螺母两侧受力均匀，使承重螺母正常转动，从而带动螺杆升降，由于凸轮机构的结构比较特殊，增加了承重螺母的承重能力。

本发明的低速用电机通过主动轴、主动轴齿轮，从动轴齿轮、慢速传动轴和慢速轴齿轮，带动齿圈运动，从而降低输入速度；高速用电机通过传动架带动行星过度齿轮运动，在齿圈和行星过度齿轮的共同作用下带动中心齿轮转动，再通过中心齿轮传动轴、同步齿轮和惰轮分流传递到分流齿轮，再通过凸轮传动轴、凸轮，连杆带动承重螺母旋转，通过承重螺母旋转，使在其中的螺杆作上下直线运动，带动闸门开启或关闭。改变低速用电机和高速用电机的旋转方向，即正转、反转和停止，在齿圈和传动架共同作用下，中心齿轮可作8种速度旋转，还可以将其中一个电机进行变频控制，使其中心齿轮作无极变速旋转。

本发明的有益效果：

1.本发明采用双电机双驱动输入，其中一个电机直接通过行星齿轮的行星架连接，实现快速输入，另外一个电机通过多个减速齿轮与行星齿轮减速器连接，实现慢速输入，可以根据需要实现速度的改变，使得所吊物体具备多种速度起升和下降，特别是在满载慢速和空载快速启闭工况下更具有实际意义；

2.本发明采用齿圈减速和过度齿轮双输入及连杆减速，省掉了开式齿轮，将一对啮合齿轮变为多对啮合齿轮，使得结构紧凑传递扭矩成倍增大；

3.本发明采用以电极压力传感器控制油压作为荷载限制器，替代常规电子秤，使得其控制精度更精确，可确保整个机构使用更加安全；

4.本发明固定在万向支承架上，螺杆与闸门联接，因万向支承架的调心作用，可消除安装误差；

5.本发明的电机可以选为伺服电机或普通电机，采用伺服电机时，其螺杆行程就可精确控制；采用普通电机的时候可以通过高度指示传感器来控制螺杆的行程。

本发明结构新颖，设计合理，既解决了现有蜗轮蜗杆启闭机构不能启闭大容量下压力闸门的问题，又降低了维护成本，是一种新型水利工程闸门启闭机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是传动箱内部传动机构的结构示意图；

图3是外齿行星齿轮减速组件与少齿差减速齿轮组的传动原理图；

图4是凸轮机构的结构示意图；

图5是外齿行星齿轮减速组件的传动原理图；

图6是荷载限制装置的结构示意图；

图7是万向支撑架结构示意图；

图8是螺杆的截面图；

图9是本发明工作状态图；

图10是本发明的电机为伺服电机的结构示意图。

图中：1—高速用电机，2—低速用电机，3—传动箱，4—螺杆，4-1—竖向导向槽，5—外齿行星齿轮减速组件，5-1—传动架，5-2—中心齿轮，5-3—多个行星过度齿轮，5-4—齿圈，5-5—中心齿轮传动轴，5-6—同步齿轮，6—第一分流齿轮，7—惰轮，8—承重螺母，9—凸轮机构，9-1—薄板偏心套，9-2—厚板偏心套，9-3—薄凸轮，9-4—厚凸轮，10—多级减速齿轮，10-1—主动轴，10-2—主动轴齿轮，10-3—从动齿轮，10-4—慢速轴齿轮，10-5—慢速传动轴，11—第二分流齿轮，12—凸轮传动轴，13—铰接轴，14—闸门，15—荷载限制装置，15-1—环形液压油缸，15-2—环形承重活塞柱，15-3—压力传感器，16—万向支撑架，16-1、16-2—左、右支承架固定体，16-3—第一摆动机架，16-4—第二摆动机架，16-5—支承平台，16-6—支撑轴，16-7—纵向摆动球铰，16-8—横向摆动球铰，17—防尘罩，18—高度指示器，19—润滑泵，20—轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。图1所述的一种双驱动变速闸门启闭机，包括高速用电机1、低速用电机2、传动箱3、承重螺母8和螺杆4，所述高速用电机1和低速用电机2可以是伺服电机也可以是常规电机，当高速用电机和低速用电机为伺服电机时，伺服电机自带控制监控螺杆升降高度的功能；当高速用电机和低速用电机为常规电机时，需要另外配设高度指示器18，并在螺杆其中侧对应设有行程刻度值，高度指示器18可以固定在传动箱上部，其指示端指向设有行程刻度值，并能将行程信号传递给电机的控制器，用于监控螺杆的升降高度。所述承重螺母8设置在传动箱3内，并通过传动箱3内的传动机构控制其转动，螺杆4设置在承重螺母8的螺孔中，与承重螺母8螺纹连接，螺杆4的上端伸出从传动箱3上部伸出，下端从传动箱下部伸出并通过铰接轴13与闸门14的吊耳板连接，螺杆4在承重螺母8的转动下沿着承重螺母8上下移动，带动闸门4开启和关闭；为了避免闸门4开启或关闭时带动螺杆4转动，在螺杆4的两侧分别开设有竖向导向槽4-1，作为限位槽，可以确保螺杆13只能做上下直线运动，不能作旋转运动。当设置高度指示器18时，行程刻度可以设置在其中一个竖向导向槽4-1内。在螺杆4露出传动箱的部分外设有防尘罩17，所述防尘套17为可伸缩的编织罩，主要起到防尘作用。

设置在传动箱3内的传动机构包括行星齿轮减速组件5、多级减速齿轮组10和少齿差减速齿轮组。如图2和图5所示，所述行星齿轮减速组件5是由传动架5-1、中心齿轮5-2、多个行星过度齿轮5-3、齿圈5-4和同步齿轮5-6组成，多个行星过度齿轮5-3呈环形等距分布在中心齿轮5-2的外缘，且每个行星过度齿轮5-3均与中心齿轮5-2啮合，齿圈5-4套设在多个行星过度齿轮5-3的外缘，并与每个行星过度齿轮5-3啮合，中心齿轮5-2通过中心齿轮传动轴5-5与同步齿轮5-6的中心转轴连接；所述高速用电机1通过高速制动器与传动架5-1的输入端连接，传动架5-1的多个输出端分别与每个行星过度齿轮5-3的中心转轴连接，行星齿轮减速组件5的同步齿轮5-6与少齿差减速齿轮组的第一分流齿轮6外部齿轮啮合；高速用电机1工作时，带动传动架5-1转动，传动架5同时带动多个行星过度齿轮5-3，多个行星过度齿轮5-3转动的同时便会带动与其啮合的中心齿轮5-2转动，再通过中心齿轮传动轴5-3带动同步齿轮5-6转动，通过同步齿轮5-6将快速动力传递给少齿差减速齿轮组，实现快速输入。

如图2所示，所述多级减速齿轮组10是由主动轴10-1、主动轴齿轮10-2、从动齿轮10-3、慢速传动轴10-5和慢速轴齿轮10-4组成，所述低速用电机2通过低速制动器与主动轴10-1的输入端连接，主动轴10-1的输出端与主动轴齿轮10-2的中心转轴连接，主动轴齿轮10-2与从动齿轮10-3啮合，慢速传动轴10-5一端与从动齿轮10-3的中心转轴连接，另一端与慢速轴齿轮10-4的中心轴连接，慢速轴齿轮10-4与行星齿轮减速组件5的齿圈5-4啮合，其中主动轴齿轮和从动轴齿轮为一级减速，慢速轴齿轮和齿圈为二级减速，两级减速降低电机的输入速度。所述低速用电机2带动主动轴10-1转动，主动轴10-1主动轴齿轮10-2转动，同时带动与主动轴齿轮10-2啮合的从动齿轮10-3转动，并通过慢速传动轴10-5带动慢速轴齿轮10-4转动，慢速轴齿轮10-4将减速后的动力传递给与其啮合齿圈5-4，齿圈5-4带动与其啮合的多个行星过度齿轮5-3转动，多个行星过度齿轮5-3转动的同时便会带动与其啮合的中心齿轮5-2转动，再通过中心齿轮传动轴5-3带动同步齿轮5-6转动，通过同步齿轮5-6将慢速输入给少齿差减速齿轮组，实现慢速的输入。

如图2、图3和图4所示，所述少齿差减速齿轮组是由第一分流齿轮6、惰轮7、第二分流齿轮11和设在承重螺母8外的凸轮机构9组成，少齿差减速齿轮组的第一分流齿轮6与外齿行星齿轮减速组件5的同步齿轮5-6外部齿轮啮合，第二分流齿轮8与惰轮7啮合。所述凸轮机构9包括上、下两个薄板偏心套9-1和中间的厚板偏心套9-2，在承重螺母8的外表面设有齿轮，两个薄板偏心套9-1和厚板偏心套9-2的内表面设有与承重螺母8外表面齿轮相匹配的齿轮，两个薄板偏心套9-1和厚板偏心套9-2重叠套设在承重螺母8外，且厚板偏心套9-2与两个薄板偏心套9-1的偏心角度相差180°，其中上、下两个薄板偏心套9-1的设置位置一样，中间的厚板偏心套9-2的位置刚好相位差为180°(如图4所示)，确保上、下两个薄板偏心套9-1能够实现从左至上、同时中间的厚板偏心套9-2刚好能够实现从右至下的移动，来实现承重螺母8的转动；在每个薄板偏心套9-1上对称设有两个薄凸轮9-3，两个薄凸轮9-3嵌设在薄片偏心套9-1板内，在厚板偏心套9-2上对称设有两个厚凸轮9-4，两个厚凸轮9-4也嵌设在厚板偏心套9-2板内，设置在薄板偏心套同侧的两个薄凸轮9-3与设置在厚板偏心套同侧的厚凸轮相互对应；所述惰轮7与承重螺母8为同心轴，设置在承重螺母8的上部，并固定在传动箱内，在惰轮7的中心位置开设有螺杆穿孔，该螺杆穿孔与传动箱3内本身开的螺杆孔对应，且孔径大于传动箱3内的螺杆孔，惰轮7通过螺杆穿孔套设在传动箱3本身的螺杆孔孔壁外，为了确保惰轮7正常转动，在惰轮7的螺杆穿孔内壁与传动箱3内螺杆孔外壁之间设有轴承20；螺杆4穿过惰轮7以及传动箱3之后伸出传动箱3的上表面，传动箱3上的螺杆孔孔径大于螺杆4，确保螺杆4可以正常上下移动。所述第一、第二分流齿轮6、11分别啮合在惰轮7的两侧，并与设置在两个薄板偏心套两侧的薄凸轮9-3以及设置在厚板偏心套两侧的厚凸轮相互对应，每个分流齿轮与其中一侧的两个薄凸轮9-3以及一个厚凸轮9-4相互对应，并通过一根凸轮传动轴12与对应侧的两个薄凸轮9-3以及一个厚凸轮9-4偏心连接。通过同步齿轮5-6将动力传递给第一分流齿轮6，第一分流齿轮6带动惰轮7转动，惰轮7同时带动第二分流齿轮11向同一个方向转动，两个分流齿轮分别通过凸轮传动轴12同时带动两个薄板偏心套9-1和一个厚板偏心套9-2两侧的凸轮做偏心运动，在凸轮的作用下，两个薄板偏心套9-1和一个厚板偏心套9-2在承重螺母8外做偏心运动，带动承重螺母8转动。

为了确保整个装置的安全性，所述启闭机还包括荷载限制装置15，如图10所示，在传动箱3的底部对应承重螺母8的位置安装有环形的万向支撑架16，荷载限制装置15设置在环形万向支撑架16上。如图6所示，所述荷载限制装置是由环形液压油缸15-1、环形承重活塞柱15-2和压力传感器15-3组成，环形液压油缸15-1置于环形万向支撑架16上，环形承重活塞柱15-2的承重面与承重螺母8的底面接触，压力传感器15-3通过油管与环形液压油缸15-1的底部连通，其信号输出端分别与高速用电机1和低速用电机2的控制器信号输入端连接；所述螺杆4依次穿过环形承重活塞柱15-2、环形液压油缸15-1和万向支撑架16的中空部分后与闸门14吊耳板连接。压力传感器15-3设置在安全压力的位置，在承重螺母8整个装置下压时，承重螺母8便会给环形承重活塞柱15-2一个向下的压力，使环形承重活塞柱15-2在环形液压油缸15-1内运动，当压力传感器15-3感应到液压油缸内的压力太大(即已经达到了承重极限时)，便会将信号传递给高速用电机1和低速用电机2的控制器，致使高速用电机1和低速用电机2停止工作，不会出现安全事故。

如图7所示，所述万向支承架16是由左、右支承架固定体16-1、16-2、第一摆动机架16-3、第二摆动机架16-4和环形的支承平台16-5组成，左、右支承架固定体16-1、16-2固定安装在传动箱1的底部，两固定体的支撑轴16-6分别通过横向摆动球铰16-8与第一摆动机架16-3连接，第一摆动机架16-3通过上、下两个纵向摆动球铰16-7与第二摆动机架16-4连接，支承平台16-5固定安装在第二摆动机架16-4的中心位置。整个万向支撑架16可以随意改动方向。

本发明可以通过改变低速用电机2和高速用电机1的旋转方向，即正转、反转和停止，在齿圈5-4和传动架5-1共同作用下，中心齿轮5-2可作8种速度旋转，还可以将其中一个电动机进行变频控制，使其中心齿轮10作无极变速旋转。

下面结合实施例对本发明进一步说明，如实施例所述的一台双驱动变速启闭机的额定启门载荷为10000kN，闭门载荷为4000kN，行程H＝15米，启闭速度Vmin＝0.2m/min，Vmax＝3.2m/min。采用多速减速器直接驱动。启闭机载荷为：闸门开启时载荷最大，Qmax＝10000KN；闸门离开水面时载荷最小，Qmin＝2300KN。

计算双电机基本工作速度：V1＝0.2m/min；V3＝3.0m/min；对应8种启闭闸门速度为：V1＝0.2m/min；V2＝2.8m/min；V3＝3.0m/min；V4＝3.2m/min；V5＝-0.2m/min；V6＝-2.8m/min；V7＝-3.0m/min；V8＝-3.2m/min。

其中V1和V3为开启闸门的基准速度，V2和V4为开启闸门的合成速度；V5和V7为关闭闸门的基准速度，V6和V8为关闭闸门的合成速度。

将15米行程分为0.5，1.0，1.5，13.5，14，14.5，15共七段，根据闸门运行荷载，分别给出开启闸门时的运行速度为：0.2m/min，2.8m/min，3.0m/min，3.2m/min，3.0m/min，2.8m/min，0.2m/min和关闭闸门时的运行速度为：-0.2m/min，-2.8m/min，-3.0m/min，-3.2m/min，-3.0m/min，-2.8m/min，-0.2m/min。

选伺服电机为动力输入电动机，由于伺服电机可控制速度，位置精度非常准确，即可将电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，替代行程传感器。

选柱塞油缸油压20.0MPa为电极压力传感器动作油压，当启门力超过启门载荷10000kN额定值时，电极压力传感器动作，动力输入电动机停止工作，或者当闸门下压力超过闭门载荷4000kN额定值时，电极压力传感器动作，动力输入电动机停止工作。

Claims (9)

1.一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：该启闭机包括高速用电机(1)、低速用电机(2)、传动箱(3)、承重螺母(8)和螺杆(4)；所述传动箱(3)内设有行星齿轮减速组件(5)、多级减速齿轮组(10)和少齿差减速齿轮组，所述少齿差减速齿轮组是由第一分流齿轮(6)、惰轮(7)、第二分流齿轮(11)和设在承重螺母(8)外的凸轮机构(9)组成，凸轮机构(9)通过凸轮传动轴(12)分别与第一、第二分流齿轮(6、11)的转轴连接，少齿差减速齿轮组的第一分流齿轮(6)与行星齿轮减速组件(5)的末端齿轮啮合，惰轮(7)与第一分流齿轮啮合(6)啮合，第二分流齿轮(8)与惰轮(7)啮合，所述凸轮机构(9)在行星齿轮减速组件(5)和第一、第二分流齿轮(6、11)传动下带动承重螺母(8)转动；所述高速用电机(1)与行星齿轮减速组件(5)的行星架输入端直接连接，低速用电机(2)通过多级减速齿轮组(7)与行星齿轮减速组件(5)的输入端连接，所述螺杆(4)设置在承重螺母(8)的螺孔中，与承重螺母(8)螺纹连接，其上端从传动箱(3)上部伸出，下端从传动箱下部伸出并通过铰接轴(13)与闸门(14)的吊点连接。

2.根据权利要求1所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：所述启闭机还包括荷载限制装置(15)，在传动箱(3)的底部对应承重螺母(8)的位置安装有环形的万向支撑架(16)，荷载限制装置(15)设置在环形万向支撑架(16)上，所述荷载限制装置是由环形液压油缸(15-1)、环形承重活塞柱(15-2)和压力传感器(15-3)组成，环形液压油缸(15-1)置于环形万向支撑架(16)上，环形承重活塞柱(15-2)的承重面与承重螺母(8)的底面接触，压力传感器(15-3)通过油管与环形液压油缸(15-1)的底部连通，压力传感器(15-3)的信号输出端分别与高速用电机(1)和低速用电机(2)的控制器信号输入端连接；所述螺杆(4)依次穿过环形承重活塞柱(15-2)、环形液压油缸(15-1)和万向支撑架(16)的中空部分后与闸门(14)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：所述行星齿轮减速组件(5)是由传动架(5-1)、中心齿轮(5-2)、多个行星过度齿轮(5-3)、齿圈(5-4)和同步齿轮(5-6)组成，多个行星过度齿轮(5-3)呈环形等距分布在中心齿轮(5-2)的外缘，且每个行星过度齿轮(5-3)均与中心齿轮(5-2)啮合，齿圈(5-4)套设在多个行星过度齿轮(5-3)的外缘，并与每个行星过度齿轮(5-3)啮合，中心齿轮(5-2)通过中心齿轮传动轴(5-5)与同步齿轮(5-6)的中心转轴连接；所述高速用电机(1)通过高速制动器与传动架(5-1)的输入端连接，传动架(5-1)的多个输出端分别与每个行星过度齿轮(5-3)的中心转轴连接，所述少齿差减速齿轮组的第一分流齿轮(6)与行星齿轮减速组件(5)的同步齿轮(5-6)啮合。

4.根据权利要求1或2所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：所述凸轮机构(9)包括上、下两个薄板偏心套(9-1)和中间的厚板偏心套(9-2)，在承重螺母(8)的外表面设有齿轮，在两个薄板偏心套(9-1)和厚板偏心套(9-2)的内表面设有与承重螺母(8)外表面齿轮相匹配的齿轮，两个薄板偏心套(9-1)和厚板偏心套(9-2)重叠套设在承重螺母(8)外，且厚板偏心套(9-2)与两个薄板偏心套(9-1)的偏心角度相差180°，在每个薄板偏心套(9-1)上对称设有两个薄凸轮(9-3)，在厚板偏心套(9-2)上对称设有两个厚凸轮(9-4)，设置在薄板偏心套同侧的两个薄凸轮(9-3)与设置在厚板偏心套同侧的厚凸轮相互对应；所述惰轮(7)与承重螺母(8)为同心轴，设置在承重螺母(8)的上部，并固定在传动箱内，在惰轮(7)的中心位置开设有螺杆穿孔，螺杆(4)从惰轮(7)的螺杆穿孔穿出，并可在该螺杆穿孔中上下移动，第一、第二分流齿轮(6、11)分别啮合在惰轮(7)的两侧，并与设置在两个薄板偏心套两侧的薄凸轮(9-3)以及设置在厚板偏心套两侧的厚凸轮相互对应，且每个分流齿轮的转轴过一根凸轮传动轴(12)与对应侧的两个薄凸轮(9-3)以及一个厚凸轮(9-4)偏心连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：在螺杆(4)的两侧分别开设有竖向导向槽(4-1)。

6.根据权利要求1或2所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：在螺杆(4)露出传动箱的部分外设有防尘罩(17)，所述防尘套(17)为可伸缩的编织罩。

7.根据权利要求2所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：所述万向支承架(16)是由左、右支承架固定体(16-1、16-2)、第一摆动机架(16-3)、第二摆动机架(16-4)和环形的支承平台(16-5)组成，左、右支承架固定体(16-1、16-2)固定安装在传动箱(1)的底部，两固定体的支撑轴(16-6)分别通过横向摆动球铰(16-8)与第一摆动机架(16-3)连接，第一摆动机架(16-3)通过上、下两个纵向摆动球铰(16-7)与第二摆动机架(16-4)连接，支承平台(16-5)固定安装在第二摆动机架(16-4)的中心位置。

8.根据权利要求3所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：所述多级减速齿轮组(10)是由主动轴(10-1)、主动轴齿轮(10-2)、从动齿轮(10-3)、慢速传动轴(10-5)和慢速轴齿轮(10-4)组成，所述低速用电机(2)通过低速制动器与主动轴(10-1)的输入端连接，主动轴(10-1)的输出端与主动轴齿轮(10-2)的中心转轴连接，主动轴齿轮(10-2)与从动齿轮(10-3)啮合，慢速传动轴(10-5)一端与从动齿轮(10-3)的中心转轴连接，另一端与慢速轴齿轮(10-4)的中心轴连接，慢速轴齿轮(10-4)与行星齿轮减速组件(5)的齿圈(5-4)啮合。

9.根据权利要求4所述的一种双驱动变速闸门启闭机，其特征在于：所述高速用电机(1)和低速用电机(2)为伺服电机或常规电机，当高速用电机(1)和低速用电机(2)为常规电机时，在传动箱(3)外对应螺杆的位置设有高度指示器，在螺杆(4)其中一侧的竖向导向槽(4-1)内设有行程刻度值，高度指示器(18)固定在传动箱(3)上，其指示端指向设有行程刻度值的竖向导向槽(4-1)内。