CN110282570A - 内平动电动葫芦卷扬装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内平动电动葫芦卷扬装置及其工作方法，一种内平动电动葫芦卷扬装置，包括薄壁筒状的葫芦壳体，葫芦壳体内部设有卷筒，葫芦壳体一端通过壳体法兰与电机法兰连接，另一端通过壳体法兰与安全制动器连接；电机法兰的内端面安装盘式制动电机，其电机轴通过电机轴承与焊接在卷筒内壁的卷筒法兰连接，电机轴输出端通过中间轴与内平动减速器连接，内平动减速器与所述安全制动器连接。本发明从而有效提高过载能力、防止断轴，大大提高了安全性能和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及卷扬装置技术领域，尤其是一种内平动电动葫芦卷扬装置及其工作方法。
背景技术
现有的钢丝绳电动葫芦卷扬装置由锥形转子电机、卷筒、减速机组成，三者串联成一条直线，锥形转子电动机位于卷筒的一端，减速机位于卷筒的另一端，通过轴和联轴器相连，其存在的问题：轴向尺寸长，车间利用率低，由于两端分别布置有锥形电机和减速机，使得电动葫芦至少1/3的空间到不了车间两侧，大大降低了车间的利用率；轴系长，断轴风险大，传统的钢丝绳电动葫芦传动系统为锥形电机轴传给卷筒轴，再传给减速机轴；效率低，锥形转子电机效率偏低，工作效率也偏低；安全性不够，传动系较长，断轴风险大，且没有低速轴安全制动器；净空高度低，传统的钢丝绳电动葫芦上方的挂板和电动小车垂直高度大，吊钩下方的净空高度低，为了起吊大尺寸重物，厂房高度需要加高；起升速度受限，受目前锥形转子电动机的限制，传统钢丝绳电动葫芦的起升速度很难再提升。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的内平动电动葫芦卷扬装置及其工作方法，从而有效提高过载能力、防止断轴，大大提高了安全性能和生产效率。
本发明所采用的技术方案如下：
一种内平动电动葫芦卷扬装置，包括薄壁筒状的葫芦壳体，葫芦壳体内部设有卷筒，葫芦壳体一端通过壳体法兰与电机法兰连接，另一端通过壳体法兰与安全制动器连接；电机法兰的内端面安装盘式制动电机，其电机轴通过电机轴承与焊接在卷筒内壁的卷筒法兰连接，电机轴输出端通过中间轴与内平动减速器连接，内平动减速器与所述安全制动器连接；内平动减速器的结构为：包括与中间轴连接的减速装置输入轴，其上依次连接有一级分流减速装置和主减速装置，一级分流减速装置与套设在减速装置输入轴上的外齿法兰板连接，外齿法兰板外圈套设有与其配合传动的内齿圈，内齿圈外圈固定连接在卷筒内壁上；还包括减速装置输出轴，其连接在主减速装置上，并与安全制动器连接。
作为上述技术方案的进一步改进：
盘式制动电机结构为：包括固定安装在电机法兰上的盘式制动器，其与盘式电机连接成一整体。
外齿法兰板的结构为：包括圆形本体，其中部开有用于安装减速装置输入轴的轴承孔，轴承孔外圈的圆形本体上均布有沉头螺栓孔，沿圆形本体的圆周外圈设有外齿；所述内齿圈呈圆环形结构，其外圈焊接在卷筒内壁上，沿内齿圈的圆周内圈设有与外齿啮合传动的第一内齿。
外齿法兰板通过连接螺栓与一级分流减速装置固定连接。
卷筒的结构为：包括呈圆柱管状的本体，其外表面上沿圆周方向开有沿轴向均匀延伸的绳槽。
葫芦壳体内部两端的壳体法兰分别通过沉头螺栓与电机法兰及安全制动器连接。
中间轴的两端分别通过一个弹性联轴器与电机轴及减速装置输入轴连接；弹性联轴器的结构为：包括两个相互啮合的十字齿，两个十字齿之间间隔处安装弹性垫，其中部开有圆形的变形孔，十字齿沿轴向延伸有内部带有第二内齿的孔轴。
一种内平动电动葫芦卷扬装置的工作方法，包括以下流程：
盘式电机通电，盘式制动器和安全制动器开闸；
盘式电机的转速和扭矩通过电机轴传给弹性联轴器，再通过中间轴和另一弹性联轴器，传给减速装置输入轴；
通过内平动减速器的一级分流减速装置，转速一级减速，功率分流，再通过内平动减速器的主减速装置，转速进一步降低，减速装置输出轴及外齿法兰板连同内平动减速器的外壳一起转动，外齿法兰板与内齿圈啮合，将转速和扭矩传给卷筒，从而驱动卷筒旋转；
盘式电机断电，盘式制动器和安全制动器上闸；
上述流程中，正常工作时，启动时，安全制动器先开闸，盘式制动器后开闸；制动时，盘式制动器先上闸，安全制动器后上闸；急制动时，安全制动器立即上闸。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，具有如下优点：
1、体积小、重量轻、结构紧凑。电机采用特种盘式电机，体积小，轴向尺寸短，功率密度高，与同功率的电机相比体积为传统电机的1/5左右，重量为传统电机的1/19左右,并且励磁系统没有损耗，效率高；减速器采用内平动减速器，体积小，轴向尺寸短，传动比大，两级减速，速比可达1000；另外，电机和减速器均布置在卷筒内，从外面看是规则的圆柱结构，外形美观整齐。
2、轴向尺寸小，车间利用率高。与传统的钢丝绳电动葫芦相比，电机和减速装置均布置在卷筒内，轴向节省了电动机和减速器的尺寸，使得电动葫芦沿工字钢运行的有效距离更大，电动葫芦吊钩可以更接近车间两侧，使得车间利用率得到了大大提高；断轴风险低，由于电机和减速机均在卷筒内部，使得电机、卷筒、减速机传动系统长度大大减小，断轴风险大大降低。
3、过载能力强，卷筒强度增加。由于卷筒两端的法兰和第一内齿、第二内齿远离卷筒边缘，使得卷筒壁的支撑更合理，卷筒的承载能力得到提高。
4、制动安全。有两级制动，第一级布置在高速轴，即盘式电机轴上，用于减速制动和支持制动；第二级布置在低速轴上，即直接通过减速器输出轴制动卷筒。
5、效率高，由于电机、减速器的效率高，制动器采用电磁圆盘制动器，所以整个传动效率和工作效率都大幅提高；起升速度得到综合提高，可以通过增加卷筒直径、增加电机转速等方式提高起升速度。
6、适合环境恶劣的场合。由于卷筒和电机均布置在卷筒内部，可以实现与环境的隔离，特别适合用在防爆场合、高温场合、低温场合、腐蚀性场合、潮湿场合、多雨雪场合环境恶劣的场合。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明外齿法兰板的结构示意图。
图3为图1中卷筒的左视图。
图4为本发明弹性连轴器的结构示意图。
图5为图4中沿A-A截面的剖视图。
图6为图4中沿B-B截面的剖视图。
其中：1、盘式电机；2、盘式制动器；3、电机法兰；4、制动电机；5、沉头螺栓；6、壳体法兰；7、电机轴承；8、卷筒法兰；9、电机轴；10、弹性联轴器；11、中间轴；12、葫芦壳体；13、卷筒；15、内齿圈；16、安全制动器；18、减速装置输出轴；19、内平动减速器；20、一级分流减速装置；21、外齿法兰板；22、连接螺栓；23、减速装置输入轴；24、卷筒外圈；25、卷筒绳槽根圆；26、卷筒内圆；27、第一内齿；28、轴承孔；29、外齿；30、沉头螺栓孔；31、弹性垫；32、变形孔；33、十字齿；34、第二内齿。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本实施例的内平动电动葫芦卷扬装置，包括薄壁筒状的葫芦壳体12，葫芦壳体12内部设有卷筒13，葫芦壳体12一端通过壳体法兰6与电机法兰3连接，另一端通过壳体法兰6与安全制动器16连接；电机法兰3的内端面安装盘式制动电机4，其电机轴9通过电机轴承7与焊接在卷筒13内壁的卷筒法兰8连接，电机轴9输出端通过中间轴11与内平动减速器19连接，内平动减速器19与所述安全制动器16连接；
内平动减速器19的结构为：包括与中间轴11连接的减速装置输入轴23，其上依次连接有一级分流减速装置20和主减速装置，一级分流减速装置20与套设在减速装置输入轴23上的外齿法兰板21连接，外齿法兰板21外圈套设有与其配合传动的内齿圈15，内齿圈15外圈固定连接在卷筒13内壁上；还包括减速装置输出轴18，其连接在主减速装置上，并与安全制动器16连接。
盘式制动电机4结构为：包括固定安装在电机法兰3上的盘式制动器2，其与盘式电机1连接成一整体。
如图2所示，外齿法兰板21的结构为：包括圆形本体，其中部开有用于安装减速装置输入轴23的轴承孔28，轴承孔28外圈的圆形本体上均布有沉头螺栓孔30，沿圆形本体的圆周外圈设有外齿29；内齿圈15呈圆环形结构，其外圈焊接在在卷筒13内壁上，沿内齿圈15的圆周内圈设有与外齿29啮合传动的第一内齿27。
外齿法兰板21通过连接螺栓22与一级分流减速装置20固定连接。
如图3所示，卷筒13的结构为：包括呈圆柱管状的本体，其外表面上沿圆周方向开有沿轴向均匀延伸的绳槽。其中，卷筒外圈24，为绳槽的槽顶圆；卷筒绳槽根圆25，为卷筒绳槽低的圆面；卷筒内圆26，为卷筒内表面圆面。
如图1所示，葫芦壳体12内部两端的壳体法兰6分别通过沉头螺栓5与电机法兰3及安全制动器16连接。
如图4-图6所示，中间轴11的两端分别通过一个弹性联轴器10与电机轴9及减速装置输入轴23连接；弹性联轴器10的结构为：包括两个相互啮合的十字齿33，两个十字齿33之间间隔处安装弹性垫31，其中部开有圆形的变形孔32，十字齿33沿轴向延伸有内部带有第二内齿34的孔轴。
本实施例的内平动电动葫芦卷扬装置的工作方法如下：
盘式电机1通电后，盘式制动器2和安全制动器16开闸，转速和扭矩通过电机轴9传给弹性联轴器10，进而传给中间轴11，再通过另一弹性联轴器10，传给减速装置输入轴23，通过内平动减速器19的一级分流减速装置20，转速一级减速，功率分流，再通过内平动减速器19的主减速装置，转速进一步降低，减速装置输入轴23的转动，转换成了内平动减速器19外壳的转动，减速装置输出轴18与内平动减速器19一起转动，外齿法兰板21连同内平动减速器19的外壳一起转动，外齿法兰板21与内齿圈15啮合，将转速和扭矩传给卷筒13，从而驱动卷筒13。
正常工作时，启动时，安全制动器16先开展，盘式制动器2后开闸；制动时，盘式制动器2先上闸，安全制动器16后上闸。紧急制动时，安全制动器16立即上闸。
盘式电机1断电后，盘式制动器2和安全制动器16上闸。盘式制动器2、电机法兰3、制动电机4、沉头螺栓5、壳体法兰6、葫芦壳体12，构成了制动系统，制动扭矩最终由葫芦壳体12承载。减速装置输出轴18、安全制动器16、壳体法兰6、葫芦壳体12构成了安全制动系统，制动扭矩最终由葫芦壳体12承载。
本发明的设计原理：
电机轴承7，套在电机轴9上与电机轴9过盈配合，外表面与卷筒法兰8的内孔过盈配合，支撑电机轴9；
卷筒法兰8，为中部开有轴承孔的圆板，外侧焊接在卷筒13的内壁上，内孔用于安装电机轴承7，卷筒法兰8起到固定和支撑电机轴承7和支撑卷筒壁的作用；
电机轴9，为盘式电机1的输出轴，通过电机轴承7支撑，通过弹性联轴器10与中间轴11相连，使盘式电机1的转速和扭矩传递出去；
中间轴11，位于电机轴9和减速装置输入轴23之间，通过弹性联轴器10使得整个传动系统串联；
葫芦壳体12，为钢板卷制焊接或者钢管，是不旋转部分，起到支撑和固定整个葫芦其他部件的作用；
卷筒13采用无缝钢管制作；
安全制动器16，为低速轴制动器，制动盘通过内齿花键轴套连接减速装置输出轴18，外壳部分通过沉头螺栓17固定在壳体法兰6上，通过制动减速装置输出轴18，进而制动卷筒13；
减速装置输出轴18，通过平键轴与安全制动器16的外花键平键轴套配合；通过安全制动器16制动卷筒13；
弹性垫31，在两个十字齿之间，起到缓冲作用；变形孔32，为弹性垫31中间开孔，弥补变形量；内平动减速器19的特点是减速机的外壳连同减速装置输出轴18一同旋转。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
Claims (8)
1.一种内平动电动葫芦卷扬装置，其特征在于：包括薄壁筒状的葫芦壳体(12)，葫芦壳体(12)内部设有卷筒(13)，葫芦壳体(12)一端通过壳体法兰(6)与电机法兰(3)连接，另一端通过壳体法兰(6)与安全制动器(16)连接；电机法兰(3)的内端面安装盘式制动电机(4)，其电机轴(9)通过电机轴承(7)与焊接在卷筒(13)内壁的卷筒法兰(8)连接，电机轴(9)输出端通过中间轴(11)与内平动减速器(19)连接，内平动减速器(19)与所述安全制动器(16)连接；
内平动减速器(19)的结构为：包括与中间轴(11)连接的减速装置输入轴(23)，其上依次连接有一级分流减速装置(20)和主减速装置，一级分流减速装置(20)与套设在减速装置输入轴(23)上的外齿法兰板(21)连接，外齿法兰板(21)外圈套设有与其配合传动的内齿圈(15)，内齿圈(15)外圈固定连接在卷筒(13)内壁上；还包括减速装置输出轴(18)，其连接在主减速装置上，并与安全制动器(16)连接。
2.如权利要求1所述的内平动电动葫芦卷扬装置，其特征在于：盘式制动电机(4)的结构为：包括固定安装在电机法兰(3)上的盘式制动器(2)，其与盘式电机(1)连接成一整体。
3.如权利要求1所述的内平动电动葫芦卷扬装置，其特征在于：外齿法兰板(21)的结构为：包括圆形本体，其中部开有用于安装减速装置输入轴(23)的轴承孔(28)，轴承孔(28)外圈的圆形本体上均布有沉头螺栓孔(30)，沿圆形本体的圆周外圈设有外齿(29)；
所述内齿圈(15)呈圆环形结构，其外圈焊接在卷筒(13)内壁上，沿内齿圈(15)的圆周内圈设有与外齿(29)啮合传动的第一内齿(27)。
4.如权利要求3所述的内平动电动葫芦卷扬装置，其特征在于：外齿法兰板(21)通过连接螺栓(22)与一级分流减速装置(20)固定连接。
5.如权利要求1所述的内平动电动葫芦卷扬装置，其特征在于：卷筒(13)的结构为：包括呈圆柱管状的本体，其外表面上沿圆周方向开有沿轴向均匀延伸的绳槽。
6.如权利要求1所述的内平动电动葫芦卷扬装置，其特征在于：葫芦壳体(12)内部两端的壳体法兰(6)分别通过沉头螺栓(5)与电机法兰(3)及安全制动器(16)连接。
7.如权利要求1所述的内平动电动葫芦卷扬装置，其特征在于：中间轴(11)的两端分别通过一个弹性联轴器(10)与电机轴(9)及减速装置输入轴(23)连接；弹性联轴器(10)的结构为：包括两个相互啮合的十字齿(33)，两个十字齿(33)之间间隔处安装弹性垫(31)，其中部开有圆形的变形孔(32)，十字齿(33)沿轴向延伸有内部带有第二内齿(34)的孔轴。
8.一种利用如权利要求1所述的内平动电动葫芦卷扬装置的工作方法，其特征在于：包括以下流程：
盘式电机(1)通电，盘式制动器(2)和安全制动器(16)开闸；
盘式电机(1)的转速和扭矩通过电机轴(9)传给弹性联轴器(10)，再通过中间轴(11)和另一弹性联轴器(10)，传给减速装置输入轴(23)；
通过内平动减速器(19)的一级分流减速装置(20)，转速一级减速，功率分流，再通过内平动减速器(19)的主减速装置，转速进一步降低，减速装置输出轴(18)及外齿法兰板(21)连同内平动减速器(19)的外壳一起转动，外齿法兰板(21)与内齿圈(15)啮合，将转速和扭矩传给卷筒(13)，从而驱动卷筒(13)旋转；
盘式电机(1)断电，盘式制动器(2)和安全制动器(16)上闸；
上述流程中，正常工作时，启动时，安全制动器(16)先开闸，盘式制动器(2)后开闸；制动时，盘式制动器(2)先上闸，安全制动器(16)后上闸；急制动时，安全制动器(16)立即上闸。
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