CN108412963A - 一种大转矩驱动和大推力加载一体式装置 - Google Patents

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钟选淇
吉鑫
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Abstract

本发明公开了一种大转矩驱动和大推力加载一体式装置。该装置克服了现有加载装置能对转轴进行加载而不能大转矩驱动转轴的缺点，以及减速装置仅能增大驱动转矩却不能轴向加载的缺点，同时实现增大转矩和轴向加载功能。增大转矩部分采用单级行星减速方式实现，包括输入轴、输出轴、行星架、太阳轮、行星轮和内齿圈等。加载部分包括环形加载油缸、环形活塞、高接管等。液压油经加载油道进入环形加载油缸，油压压力作用在环形活塞上，进而给行星架和输出轴结构提供轴向加载力。行星架相当于推力盘，且与环形活塞之间形成静压轴承结构。本发明的有益效果是它使大转矩驱动和大推力加载这两种功能结合，整体结构紧凑，成本低，具有较大的工程应用价值。

Description

一种大转矩驱动和大推力加载一体式装置
技术领域
本发明涉及大转矩驱动和大推力加载技术领域。
背景技术
在工程实践中，有些装备在工作中即要承受较大的推力，同时要承受较大的转矩，如舰船装备中的推进系统、冶金中的轧机、道路工程装备中的掘进系统、核岛中的冷却水泵送系统以及石油钻机等。如果需要对上述装备开展性能实验，需要大转矩驱动的同时又要轴向加载。现有加载装置通常只能满足轴向加载要求而不能实现对转动部件减速而增大转矩的功能，或减速装置只能满足增大转矩的要求而不能实现对转动部件加载大推力的功能，即没有具备大转矩驱动和大推力加载双重功能的一体化装置。
电机驱动转动部件时，由于电机的额定功率和转速所限，输出的转矩并不能满足使用要求，需要使用减速装置，另外还需配备轴向加载装置。减速装置和轴向加载装置的分开配置，使得加载装置整体结构不紧凑，增加成本，不利于实际生产。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种大转矩驱动和大推力加载一体式装置。该装置不仅具有减速、增大转矩的功能，同时又有单向、重载、平稳、线性可调的轴向推力功能，而且应用范围广，通用性强，便于应用推广。
为了实现上述目的，一种用于大转矩驱动大推力加载一体式装置，主要包括增大转矩和液压加载两个部分。增大转矩部分包括输入轴、输出轴、行星轮轴、行星架、太阳轮、行星轮和内齿圈，其中挡块固定在行星架上，挡块限制行星轮轴轴向位移及其转动，输入轴与太阳轮一体，输出轴与行星架采用花键连接，该行星减速部分实现了大转矩驱动的功能。液压加载部分包括环形活塞、环加载油缸等，环形加载油缸固定在箱体上，环形活塞和环形加载油缸之间设置至少3根高接管，箱体处设置润滑油道和加载油道，环形活塞上镀有巴氏合金。润滑油经润滑油道和高接管到达环形活塞与行星架间隙处，此时，行星架与环形活塞之间形成静压轴承结构。另液压油经加载油道进入环形加载油缸，油压压力作用在环形活塞上，环形活塞推动行星架，行星架再推动输出轴，实现加载功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是它克服了现有加载装置或减速装置仅能对部件进行大推力加载而不能大转矩驱动部件的缺点，以及仅能增大转动部件转矩而不能对其进行大推力加载的缺点。实现增大转轴驱动转矩功能的同时，通过液压加载的方式对转轴进行轴向加载。大转矩驱动大推力加载一体式装置结合了增大驱动转矩和轴向加载两种功能，使整体结构更紧凑，并减少空间，降低成本，具有很大的工程应用价值。
附图说明
图1为本发明大转矩驱动和大推力加载一体式装置全剖视图。
图2为加载及润滑油路布置图。
具体实施方式
一种用于大转矩驱动和大推力加载一体式装置，增大转矩部分采用单级NGW减速增大转矩方式，内齿圈（18）固定在箱体（3）上，挡块（24）固定在行星架（15）上，挡块（24）限制行星轮轴（20）轴向位移及其转动，行星架（15）与输出轴（13）通过花键连接，太阳轮（16）与输入轴（1）一体，行星轮（17）与行星轮轴（20）间有调心滚子轴承（19）。
加载部分包括环形加载油缸（6）、环形活塞（10）和高接管（7）等，环形加载油缸（6）固定在箱体（3）上，环形活塞（10）和环形加载油缸（6）之间设置至少3根高接管（7）。从润滑油道（4）供油，润滑油经过箱体（3）、高接管（7），最后到达环形活塞（10）与行星架（17）间隙，使行星架（17）与环形活塞（10）之间形成静压轴承结构，多余的润滑油经出油口（23）流出。从加载油道（5）供油，液压油经过箱体（3）、进入环形加载油缸（6），油压压力推动环形活塞（10）向上移动，进而为行星架（15）及输出轴（13）结构提供轴向推力，实现加载。
油道布置见附图2，加载油道（5）设置1个，润滑油道（4）设置至少3个以上，使加载平稳，润滑更充分。环形加载油缸（6）和环形活塞（10）间设有密封圈（8）、密封圈（21）、挡圈（9）和挡圈（22）。
对输出轴（13）加载的过程中，输出轴（13）会有2-3mm轴向位移，所以输出轴（13）采用内圈无挡边圆柱滚子轴承（14）支承，可以允许输出轴（13）有轴向2-3mm位移。
箱体（3）及箱盖（25）上设有销孔，加工箱体（3）及箱盖（25）上轴承孔前，箱体（3）和箱盖（25）用销（12）固定，一体加工轴承孔，提高输入轴（1）与输出轴（13）同轴度。
内齿圈（18）用键固定在箱体（3）上，也可用焊接或其它方式固定。

Claims (2)

1.一种大转矩驱动和大推力加载一体式装置，行星减速部分可以降低输出轴转速，增大输出轴驱动转矩；液压加载部分使输出轴获得较大轴向推力，其特征在于它主要包括：由行星架（15）、太阳轮（16）、行星轮（17）、内齿圈（18）、调心滚子轴承（19）以及输入轴（1）、行星轮轴（20）和输出轴（13）组成的行星减速部分；输入轴（1）通过行星减速部分使得输出轴（13）的转速降低、转矩增大；包括环形的加载油缸（6）和环形活塞（10），环形活塞（10）上装有密封圈（8）、挡圈（9）及密封圈（21）、挡圈（22）；箱体（3）上设有润滑油道（4）和加载油道（5），润滑油道（4）经箱体（3）、高接管（7）到达行星架（15）与环形活塞（10）间隙处，加载油道（5）经箱体（3）到达环形加载油缸（6）。
2.根据权利要求1所述的大转矩驱动和大推力加载一体式装置，其特征在于增大转矩部分采用单级NGW减速增大转矩方式，内齿圈（18）通过键连接固定在箱体（3）上，太阳轮（16）输入，行星架（15）输出，行星架（15）与输出轴（13）通过花键连接，端面限止，即能传递转矩又能传递推力；润滑油通过润滑油道（4）和高接管（7），到达端面镀有巴氏合金的环形活塞（10）与行星架（15）间隙处，使行星架（15）与环形活塞（10）之间形成静压轴承结构，行星架（15）相当于推力盘，环形活塞（10）相当于推力瓦；对加载油道（5）进行供油，液压油经过加载油道（5）进入环形加载油缸（6），油压压力推动环形活塞（10），进而给行星架（15）及输出轴（13）加载，输出轴（13）可同时输出大转矩和大推力。
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