CN106122453A - 一种行走卷扬减速器、行走卷扬装置和旋挖钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种行走卷扬减速器、行走卷扬装置和旋挖钻机，行走卷扬减速器包括动力输入件和动力输出件，动力输入件与动力输出件通过滚动轴承联接；动力输入件包括壳体，壳体内设有一花键套，花键套与输入电机的电机轴联接；壳体内还设有一油压制动装置，油压制动装置与花键套相配合；动力输出件包括法兰盘、固定在法兰盘上的内齿圈和扣合在内齿圈上的减速器后盖；动力输出件内设置有差动轮系减速机构和用于带动差动轮系减速机构运转的转动轴，转动轴的一端套插在花键套内；其行走卷扬装置和旋挖钻机具有该行走卷扬减速器。本发明制得的行走卷扬减速器、行走卷扬装置和旋挖钻机结构紧凑、减速比高、传递扭矩大，且具有较强的制动作用。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种行走卷扬减速器、行走卷扬装置和旋挖钻机。
背景技术
目前行走减速器广泛应用于工程起重机械的主副卷扬和变幅卷扬中；如：汽车起重机、履带式起重机、铁路起重机、旋挖钻机、舰船甲板、码头和集装箱起重机等；在工程机械等关键零部件国产化的背景下，现有的行走卷扬减速器虽结构较为紧凑，但其在输出时，采用行星架作为输出，其输出转矩和传递扭矩均会受到一定限制，减速比低；同时，加工复杂，常存在同轴精度低，制动效果差的问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的行走卷扬减速器、行走卷扬装置和旋挖钻机结构紧凑、减速比高、传递扭矩大，且具有较强的制动作用。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：提供一种行走卷扬减速器，其包括动力输入件和动力输出件，动力输入件与动力输出件通过滚动轴承联接；动力输入件包括壳体，壳体内设有一花键套，花键套与输入电机的电机轴联接；壳体内还设有一用于控制动力输出件转动的油压制动装置，油压制动装置与花键套相配合；
动力输出件包括法兰盘、固定在法兰盘上的内齿圈和扣合在内齿圈上的减速器后盖；动力输出件内设置有差动轮系减速机构和用于带动差动轮系减速机构运转的转动轴，转动轴的一端套插在花键套内；
差动轮系减速机构包括依次啮合的一级行星轮系、二级行星轮系和三级行星轮系；一级行星轮系包括一级行星轮和一级行星架；转动轴与一级行星轮通过直齿啮合，一级行星架上设有第一内齿；二级行星轮系包括二级太阳轮、二级行星轮和二级行星架；二级太阳轮、二级行星轮和内齿圈通过直齿相互啮合，二级行星架上设有第二内齿；
三级行星轮系包括三级太阳轮、三级行星轮和三级行星架；三级太阳轮、三级行星轮和内齿圈通过直齿相互啮合，三级行星架上设有第三内齿； 第一内齿与二级太阳轮上的外齿啮合，第二内齿与三级太阳轮上的外齿啮合；壳体上设有一外齿圈，第三内齿与外齿圈相啮合。
进一步地，油压制动装置与壳体之间形成有一腔体，壳体上设有一油道，油道的一端与腔体连通，油道的另一端与外部油压装置联接；
油压制动装置包括制动活塞、位于制动活塞内的弹簧，以及设置在制动活塞上端的制动片组；制动片组包括依次间隔组装的对藕片和摩擦片，设置在摩擦片上的外渐开线花键与设置在壳体上的内花键联接，设置在对藕片上的内渐开线花键与设置在花键套上的外渐开线花键联接。
进一步地，一级行星轮为3个，且均匀分布安装在一级行星架上，每个一级行星轮与一级行星架之间通过一个无外圈的单列圆柱滚子轴承联接；一级行星轮上设有孔用弹性挡圈，一级行星架上设有轴用弹性挡圈。
进一步地，二级行星轮为3个，且均匀分布安装在二级行星架上，每个二级行星轮与二级行星架之间通过一个无外圈的双列圆柱滚子轴承联接；二级行星轮上设有孔用弹性挡圈，二级行星架上设有轴用弹性挡圈。
进一步地，三级行星轮为5个，且均匀分布安装在三级行星架上，每个三级行星轮与三级行星架之间通过两个无外圈的双列圆柱滚子轴承联接；三级行星轮上设有孔用弹性挡圈，三级行星架上设有轴用弹性挡圈。
进一步地，减速器后盖内设有齿圈，齿圈与一级行星轮相啮合。
进一步地，转动轴的两端均设置有齿部，设置在转动轴其中一端的齿部与设置在花键套内的内渐开线花键啮合，设置在转动轴另一端的齿部与一级行星轮啮合；转动轴贯穿差动轮系减速机构，转动轴的上端设有一球体，减速器后盖上设有一用于套设球体的凹槽。
进一步地，滚动轴承包括背向设置的第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承，第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承的结合面装配有浮动密封圈，浮动密封圈内设有一橡胶圈。
进一步地，壳体上设有用于安装输入电机的安装螺栓孔和安装止口；壳体和减速器后盖上均设有螺塞孔。
进一步地，内齿圈与法兰盘和减速器后盖均通过螺栓联接。
本发明的有益效果为：
1、一级行星轮系、二级行星轮系和三级行星轮系依次齿接，以齿接的方式作为动力输出传递，与现有技术中采用行星架作为动力输出传递的方式相比，提高了减速比，增大了传递扭矩，提高了差动轮系减速机构的整体强度。
2、二级行星轮和三级行星轮均与内齿圈啮合，其采用共用内齿圈的方式，节省了加工，减小了组装难度，缩小了体积，提高了运转的平稳度。
3、壳体内设有一油压制动装置，其采用油压制动，具有较强的制动效果，既能保证停车时自动刹车，又能在装置需要制动时，及时有效的进行制动，安全可靠、使用寿命长。
4、在浮动密封圈中橡胶圈的作用下，会在第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承的结合面上产生较大压力；当该行走卷扬减速器进行减速运转时，会在结合面上形成油膜，起到强有力的密封作用，有效地防止该行走卷扬减速器内部的润滑油发生泄漏。
5、一级行星轮、二级行星轮和三级行星轮上均设有孔用弹性挡圈，一级行星架、二级行星架和三级行星架上均设有轴用弹性挡圈；通过孔用弹性挡圈和轴用弹性挡圈达到定位效果，安装方便、结构紧凑、功能可靠。
6、转动轴贯穿差动轮系减速机构，进一步节约了安装空间；转动轴的上端设有一球体，减速器后盖上设有一用于套设球体的凹槽，将球体置于凹槽内，对转动轴进行了定位，提高了运转的平稳度。
7、壳体和减速器后盖上均设有螺塞孔，用于填充或泄放润滑油，保证该行走卷扬减速器内各部件的高效运转，既提高了装置的使用寿命，又降低了运转噪音。
8、三级行星轮设置为5个，在该行走卷扬减速器运转时，使其能够承受较大的力矩。
附图说明
图1为行走卷扬减速器的剖视图。
图2为行走卷扬减速器的俯视图。
图3为行走卷扬减速器的仰视图。
图4为行走卷扬减速器的一级行星架装配示意图。
图5为行走卷扬减速器的二级行星架装配示意图。
图6为行走卷扬减速器的三级行星架装配示意图。
图7为行走卷扬减速器的油压制动装置的结构示意图。
图8为行走卷扬减速器的花键套的结构示意图。
图9为行走卷扬减速器的花键套的左视图。
其中：1、壳体；2、花键套；3、法兰盘；4、内齿圈；5、减速器后盖；6、转动轴；7、一级行星轮；8、一级行星架；9、二级太阳轮；10、二级行星轮；11、二级行星架；12、三级太阳轮；13、三级行星轮；14、三级行星架；15、对藕片；16、摩擦片；17、弹簧；18、制动活塞；19、腔体；20、球体；21、凹槽；22、第一圆锥滚子轴承；23、第二圆锥滚子轴承；24、浮动密封圈；25、油道；26、螺塞孔；27、安装止口；28、安装螺栓孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一种实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为简单起见，以下内容中省略了该技术领域技术人员所公知的技术常识。
如图1~图9所示，该行走卷扬减速器包括动力输入件和动力输出件，动力输入件与动力输出件通过滚动轴承联接；在具体实施中，滚动轴承包括背向设置的第一圆锥滚子轴承22和第二圆锥滚子轴承23，第一圆锥滚子轴承22和第二圆锥滚子轴承23的结合面装配有浮动密封圈24，浮动密封圈24内设有一橡胶圈。
在具体实施中，动力输入件和动力输出件在滚动轴承的作用下能够相对转动，且滚动轴承能够对动力输入件和动力输出件进行轴向定位；同时，由于浮动密封圈24中橡胶圈的作用，会在结合面上产生较大压力；当该行走卷扬减速器进行减速运转时，会在结合面上形成油膜，起到强有力的密封作用，有效地防止该行走卷扬减速器内部的润滑油发生泄漏。
动力输入件包括壳体1，壳体1内设有一花键套2，花键套2与输入电机的电机轴联接；在具体实施中，壳体1上设有用于安装输入电机的安装螺栓孔28和安装止口27；其中，通过安装止口27对输入电机进行定位，通过安装螺栓孔28对输入电机进行固定安装，便于对输入电机的安装。
壳体1内还设有一油压制动装置，用于控制动力输出件转动，油压制动装置与花键套2相配合；在具体实施中，采用油压制动的方法，使该行走卷扬减速器具有极强的制动作用，及时有效。
油压制动装置与壳体1之间形成有一腔体19，壳体1上设有一油道25，油道25的一端与腔体19连通，油道25的另一端与外部油压装置联接；在具体实施中，外部油压装置通过油道25调节腔体19内的油压，进而实现制动。
如图1和图7所示，油压制动装置包括制动活塞18、位于制动活塞18内的弹簧17，以及设置在制动活塞18上端的制动片组；制动片组包括依次间隔组装的对藕片15和摩擦片16，设置在摩擦片16上的外渐开线花键与设置在壳体1上的内花键联接，设置在对藕片15上的内渐开线花键与设置在花键套2上的外渐开线花键联接。
在具体实施中，当该行走卷扬减速器不工作或紧急刹车时，外部油压装置泄压，此时，腔体19内油压为零，处于压缩状态的弹簧17将对制动活塞18施压，使制动活塞18压迫在制动片组上，导致对藕片15与摩擦面紧密贴合在一起；在实际实验中得出，当腔体19内油压为零时，该油压制动装置可以产生800N.m左右的制动扭矩，从而达到强力制动作用。
当该行走卷扬减速器工作时，外部油压装置对腔体19进行加压，此时，腔内油压逐渐升高，制动活塞18压迫在制动片组上的压力愈来愈小；在实际操作中，当腔体19内的油压增加到1.8Mpa时，制动活塞18对制动片组的压力为零，此时，该行走卷扬减速器可正常运转；该油压制动装置采用油压控制，既能保证停车时自动刹车，又能在装置需要制动时，及时、有效的制动，安全可靠、使用寿命长且结构十分紧凑。
该行走卷扬减速器的动力输出件包括法兰盘3、固定在法兰盘3上的内齿圈4和扣合在内齿圈4上的减速器后盖5；内齿圈4与法兰盘3和减速器后盖5均通过螺栓联接，联接快速有效、方便拆接；动力输出件内设置有差动轮系减速机构和转动轴6，其中，转动轴6用于带动差动轮系减速机构运转，转动轴6的一端套插在花键套2内。
如图1~图4所示，差动轮系减速机构包括依次啮合的一级行星轮7系、二级行星轮系和三级行星轮系；一级行星轮系包括一级行星轮7和一级行星架8；转动轴6与一级行星轮7通过直齿啮合，从而实现一级行星轮系中的动力的传递；在减速器后盖5内设有齿圈，齿圈与一级行星轮7相啮合。
在具体实施中，一级行星轮7为3个，且均匀分布安装在一级行星架8上，每个一级行星轮7与一级行星架8之间通过一个无外圈的单列圆柱滚子轴承联接；一级行星轮7上设有孔用弹性挡圈，一级行星架8上设有轴用弹性挡圈；通过孔用弹性挡圈和轴用弹性挡圈达到定位效果，安装方便、结构紧凑、功能可靠。
二级行星轮系包括二级太阳轮9、二级行星轮10和二级行星架11；二级太阳轮9、二级行星轮10和内齿圈4通过直齿相互啮合，从而实现二级行星轮系中的动力的传递。
在具体实施中，二级行星轮10为3个，且均匀分布安装在二级行星架11上，每个二级行星轮10与二级行星架11之间通过一个无外圈的双列圆柱滚子轴承联接；二级行星轮10上设有孔用弹性挡圈，二级行星架11上设有轴用弹性挡圈；通过孔用弹性挡圈和轴用弹性挡圈达到定位效果，安装方便、结构紧凑、功能可靠。
三级行星轮系包括三级太阳轮12、三级行星轮13和三级行星架14；三级太阳轮12、三级行星轮13和内齿圈4通过直齿相互啮合，从而实现三级行星轮系中的动力的传递。
由于三级行星轮系所受力矩最大，因此，在实际操作中，将三级行星轮13设置为5个，使其能够承受较大的力矩；5个三级行星轮13均匀分布安装在三级行星架14上，每个三级行星轮13与三级行星架14之间通过两个无外圈的双列圆柱滚子轴承联接；三级行星轮13上设有孔用弹性挡圈，三级行星架14上设有轴用弹性挡圈；通过孔用弹性挡圈和轴用弹性挡圈达到定位效果，安装方便、结构紧凑、功能可靠。
一级行星架8上设有第一内齿，第一内齿与二级太阳轮9上的外齿啮合，从而达到联接一级行星轮系和二级行星轮系的目的；二级行星架11上设有第二内齿，第二内齿与三级太阳轮12上的外齿啮合，从而达到联接二级行星轮系和三级行星轮系的目的。
三级行星架14上设有第三内齿，壳体1上设有一外齿圈，第三内齿与外齿圈相啮合，从而达到固定支撑和联接三级行星轮系和壳体1的目的，进而驱动动力输入件与动力输出件之间的相对转动。
在具体实施中，由于采用了一级行星轮系、二级行星轮系和三级行星轮系依次齿接的减速方式，以齿接的方式作为动力输出传递，与现有技术中采用行星架作为动力输出传递的方式相比，提高了减速比，增大了传递扭矩，提高了差动轮系减速机构的整体强度；同时，二级行星轮10和三级行星轮13均与内齿圈4啮合，其采用共用内齿圈4的方式，节省了加工，减小了组装难度，缩小了体积，提高了运转的平稳度。
在具体实施中，转动轴6的两端均设置有齿部，设置在转动轴6其中一端的齿部与设置在花键套2内的内渐开线花键啮合，设置在转动轴6另一端的齿部与一级行星轮7啮合。
当启动电机，带动花键套2转动后，转动轴6也做同步转动，进而将动力传递给一级行星轮7；转动轴6贯穿差动轮系减速机构，进一步节约了安装空间；转动轴6的上端设有一球体20，减速器后盖5上设有一用于套设球体20的凹槽21，将球体20至于凹槽21内，对转动轴6进行了定位，提高了运转的平稳度。
如图2和图3所示，该行走卷扬减速器的壳体1和减速器后盖5上均设有螺塞孔26，用于填充或泄放润滑油，保证该行走卷扬减速器内各部件的高效运转，既提高了装置的使用寿命，又降低了运转噪音；在具体实施中，可从设置在减速器后盖5上的螺塞孔26向减速器内加油，从设置在壳体1上的螺塞孔26泄油，防止油量过多。
本发明实施例还提供一种行走卷扬装置，该行走卷扬装置设置有上述的行走减速器，由于上述的行走减速器具有上述技术效果，所以安装有上述行走减速器的行走卷扬装置也同样具有相应的技术效果，其具体实施例与上述类似，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种旋挖钻机，该旋挖钻机设置有上述的行走卷扬装置，而上述的行走卷扬装置设置有上述的行走减速器；由于上述的行走减速器具有上述技术效果，所以安装有上述行走卷扬装置的旋挖钻机也同样具有相应的技术效果，其具体实施例与上述类似，在此不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将使显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制与本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
Claims (12)
1.一种行走卷扬减速器，其特征在于：包括动力输入件和动力输出件，所述动力输入件与所述动力输出件通过滚动轴承联接；
所述动力输入件包括壳体，所述壳体内设有一花键套，所述花键套与所述输入电机的电机轴联接；所述壳体内还设有一用于控制动力输出件转动的油压制动装置，所述油压制动装置与所述花键套相配合；
所述动力输出件包括法兰盘、固定在法兰盘上的内齿圈和扣合在内齿圈上的减速器后盖；所述动力输出件内设置有差动轮系减速机构和用于带动差动轮系减速机构运转的转动轴，所述转动轴的一端套插在所述花键套内；
所述差动轮系减速机构包括依次啮合的一级行星轮系、二级行星轮系和三级行星轮系；
所述一级行星轮系包括一级行星轮和一级行星架；所述转动轴与一级行星轮通过直齿啮合，所述一级行星架上设有第一内齿；
所述二级行星轮系包括二级太阳轮、二级行星轮和二级行星架；所述二级太阳轮、二级行星轮和所述内齿圈通过直齿相互啮合，所述二级行星架上设有第二内齿；
所述三级行星轮系包括三级太阳轮、三级行星轮和三级行星架；所述三级太阳轮、三级行星轮和所述内齿圈通过直齿相互啮合，所述三级行星架上设有第三内齿；
所述第一内齿与二级太阳轮上的外齿啮合，所述第二内齿与三级太阳轮上的外齿啮合；所述壳体上设有一外齿圈，所述第三内齿与所述外齿圈相啮合。
2.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述油压制动装置与所述壳体之间形成有一腔体，所述壳体上设有一油道，所述油道的一端与所述腔体连通，油道的另一端与外部油压装置联接；
所述油压制动装置包括制动活塞、位于制动活塞内的弹簧，以及设置在制动活塞上端的制动片组；
所述制动片组包括依次间隔组装的对藕片和摩擦片，设置在摩擦片上的外渐开线花键与设置在壳体上的内花键联接，设置在对藕片上的内渐开线花键与设置在花键套上的外渐开线花键联接。
3.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述一级行星轮为3个，且均匀分布安装在一级行星架上，每个一级行星轮与所述一级行星架之间通过一个无外圈的单列圆柱滚子轴承联接；所述一级行星轮上设有孔用弹性挡圈，所述一级行星架上设有轴用弹性挡圈。
4.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述二级行星轮为3个，且均匀分布安装在二级行星架上，每个二级行星轮与所述二级行星架之间通过一个无外圈的双列圆柱滚子轴承联接；所述二级行星轮上设有孔用弹性挡圈，所述二级行星架上设有轴用弹性挡圈。
5.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述三级行星轮为5个，且均匀分布安装在三级行星架上，每个三级行星轮与所述三级行星架之间通过两个无外圈的双列圆柱滚子轴承联接；所述三级行星轮上设有孔用弹性挡圈，所述三级行星架上设有轴用弹性挡圈。
6.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述减速器后盖内设有齿圈，所述齿圈与所述一级行星轮相啮合。
7.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述转动轴的两端均设置有齿部，设置在转动轴其中一端的齿部与设置在花键套内的内渐开线花键啮合，设置在转动轴另一端的齿部与一级行星轮啮合；所述转动轴贯穿所述差动轮系减速机构，所述转动轴的上端设有一球体，所述减速器后盖上设有一用于套设所述球体的凹槽。
8.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述滚动轴承包括背向设置的第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承，所述第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承的结合面装配有浮动密封圈，所述浮动密封圈内设有一橡胶圈。
9.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述壳体上设有用于安装输入电机的安装螺栓孔和安装止口； 所述壳体和减速器后盖上均设有螺塞孔。
10.根据权利要求1所述的行走卷扬减速器，其特征在于：所述内齿圈与法兰盘和减速器后盖均通过螺栓联接。
11.一种行走卷扬装置，其特征在于：所述行走卷扬装置设置有上述权利要求1~10中所述的行走卷扬减速器。
12.一种旋挖钻机，其特征在于：所述旋挖钻机设置有上述权利要求11中所述的行走卷扬装置。
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