CN115258984A - 一种用于智能塔吊的回转动力模块总成及智能塔吊 - Google Patents
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Abstract
本发明属于塔吊设备技术领域,具体涉及一种用于智能塔吊的回转动力模块总成及智能塔吊,回转动力模块总成安装于塔吊主体上,并包括外壳、动力单元和输出齿轮,外壳呈圆柱形,并内设收容腔;动力单元设于收容腔中,并包括相连接的外转子电机和二级减速箱,外转子电机和二级减速箱均具有圆柱安装面,并通过圆柱安装面与外壳内壁连接,二级减速箱的输出端自收容腔伸出所述外壳;输出齿轮设于外壳外侧,并安装于二级减速箱的输出端。上述结构不仅降低了回转动力模块总成的体积和占地面积,还避免了各结构因位置分散而出现的固定问题和变位问题,进而避免了因固定问题和变位问题而引起的其他问题,从而增加了使用维护周期。
Description
技术领域
本发明属于塔吊设备技术领域,具体涉及一种用于智能塔吊的回转动力模块总成及智能塔吊。
背景技术
随着建筑业的发展,建筑施工的机械化程度逐年提高,塔式起重机(简称塔吊)作为一种能够实现垂直和水平运输物料的机械,特别是因其起升高度高、起升重量大、工作幅度大等特点,在建筑业得到了广泛的应用。
回转机构作为驱动塔吊主体旋转的驱动设备,为塔吊的重要组成部分。现有的回转机构的卷扬动力机构主要包括输出齿轮、电机、减速箱和制动组件等结构,其中,电机、减速箱、制动组件分别固定后再通过联轴器连接以实现动力的传递。但是上述连接方式使得回转机构存在体积较大且相互链接麻烦的问题,进而导致整体结构容易出现固定问题和变位问题,例如因电机固定偏移导致的联轴器损坏、减速箱松动、制动组件松动等。因此,如何提高回转动力机构的稳定性是当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于智能塔吊的回转动力模块总成及智能塔吊,以至少解决部分上述的问题。
本发明提供了一种用于智能塔吊的回转动力模块总成,所述的回转动力模块总成安装于塔吊主体上,并包括:
外壳,所述外壳呈圆柱形,且内设收容腔;
动力单元,设于所述收容腔中,并包括相连接的外转子电机和二级减速箱,所述外转子电机和所述二级减速箱均具有圆柱安装面,并通过所述圆柱安装面与所述外壳内壁连接,所述二级减速箱的输出端自所述收容腔伸出所述外壳;
输出齿轮,所述输出齿轮设于所述外壳外侧,并安装于所述二级减速箱的输出端,适于与所述塔吊主体的回转齿圈啮合传动。
本发明提供的回转动力模块总成通过设置外壳、动力单元和输出齿轮,动力单元设置外壳的收容腔中,并包括相连接的外转子电机和二级减速箱,且二级减速箱的输出端伸出外壳并与输出齿轮连接,以使的当外壳与塔吊主体的固定部连接时,其输出齿轮可以与塔吊主体的回转部齿轮啮合传动连接,进而通过动力单元带动输出齿轮旋转,再通过输出齿轮带动塔吊主体的回转部旋转,从而实现塔吊主体的回转控制。同时上述结构通过将为外转子电机和二级减速箱设置圆柱安装面并通过圆柱安装面安装于圆柱形外壳的内壁上,不仅使外转子电机、二级减速箱与外壳共享空间并相互支撑,不仅降低了回转动力模块总成的体积和占地面积,同时还通过圆柱形壳体作为基准以限定外转子电机和二级减速箱的位置,进而提高外转子电机和二级减速箱的连接强度,避免了各结构因位置分散而出现的固定问题和变位问题,进而同时避免了因固定问题和变位问题而引起的联轴器损坏、减速箱松动、输出齿轮松动等问题,进而增加了回转动力模块总成的使用维护周期。
本发明提供的回转动力模块总成还可具有以下附加技术特征:
在本发明的一个具体实施方式中,所述外转子电机包括输出轴、套装于所述输出轴上的定子组件、套装于所述定子组件外侧并与所述输出轴连接的转子组件、以及套设于所述转子组件外侧并具有所述圆柱安装面的机壳;所述输出轴上设有第一太阳轮。
在本发明的一个具体实施方式中,所述二级减速箱包括一级减速组件和二级减速组件,所述一级减速组件的输入端与所述输出轴连接,输出端与所述二级减速组件的输入端连接,所述二级减速组件的输出端与所述输出齿轮连接。
在本发明的一个具体实施方式中,所述一级减速组件包括第一内齿环和第一行星组件;所述第一行星组件包括第一行星架和分设于所述第一行星架两侧的第二太阳轮和第一行星轮,所述第一行星轮与所述第一太阳轮啮合传动,所述第一内齿环套装于所述第一行星轮外侧并与其啮合传动;
所述二级减速组件包括第二内齿环和第二行星组件;所述第二行星组件包括第二行星架和分设于所述第二行星架两侧的第二行星轮和旋转轴,所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和第二内齿环啮合传动,所述旋转轴伸出所述外壳并与所述输出齿轮连接,所述第二内齿环套装于所述第二行星轮外侧并与其啮合传动。
在本发明的一个具体实施方式中,所述动力单元还包括位于所述收容腔中的制动组件,所述制动组件设于所述外转子电机相对于所述二级减速箱的另一侧,并包括制动卡钳和制动盘,所述制动卡钳安装于所述外壳上,所述制动盘安装于所述输出轴上。
在本发明的一个具体实施方式中,所述制动组件还包括齿轮泵、储油箱和第一电控阀;所述储油箱分别与所述齿轮泵的入口和出口连通;所述第一电控阀设于所述储油箱与所述齿轮泵的入口之间;所述齿轮泵位于所述外壳内,且其主动齿轮与所述外转子电机的输出轴连接。
在本发明的一个具体实施方式中,所述制动组件还包括依次连接的蓄能器、第二电控阀和驱动器,所述蓄能器连接于所述齿轮泵出口和所述储油箱之间,所述驱动器的输出端与所述制动卡钳对应设置,适于驱动所述制动卡钳与制动盘接触制动。
在本发明的一个具体实施方式中,所述动力单元还包括套装于所述输出轴上的驱动板,所述驱动板分别与所述外转子电机和所述第一电控阀、蓄能器、第二电控阀电连接。
在本发明的一个具体实施方式中,所述外壳包括套筒、盖板和法兰盘,所述套筒的两端开口,且一端与所述盖板连接,另一端与所述法兰盘连接;所述减速向的输出端自所述法兰盘伸出所述外壳并与所述输出齿轮连接。
本发明还提供了一种智能塔吊,所述智能塔吊包括上述中任意一项所述的回转动力模块总成。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个具体实施方式中回转动力模块总成的立体结构示意图;
图2为图1中回转动力模块总成另一角度的立体结构示意图;
图3为图1的主视图;
图4为图1的结构爆炸图;
图5为图1中回转动力模块总成与塔吊主体的连接示意图;
图6为制动组件的部分结构示意图。
附图标记说明:
1-套筒,2-法兰盘,3-盖板,4-外转子电机,5-输出轴,6-第一太阳轮,7-圆柱形壳体,8-端板,9-第一内齿环,10-第一行星架,11-第一行星轮,12-第二太阳轮,13-第二内齿环,14-第二行星架,15-第二行星轮,16-旋转轴,17-输出齿轮,18-齿轮泵,19-制动盘,20-制动卡钳,21-驱动板,22-回转齿圈,23-储油箱,24-第一电控阀,25-蓄能器,26-第二电控阀,27-驱动器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置翻转,那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
本发明提供了一种回转动力模块总成,其用于智能塔吊中,适于驱动塔吊旋转。
具体的,如图1-6所示,在本发明的一个具体实施方式中,回转动力模块总成,安装于塔吊主体上,并包括:
外壳,外壳呈圆柱形,且内设收容腔;
动力单元,设于收容腔中,并包括相连接的外转子电机4和二级减速箱,所述外转子电机和所述二级减速箱的均具有圆柱安装面,并通过所述圆柱安装面与所述外壳内壁连接,且所述二级减速箱的输出端自收容腔伸出外壳;
输出齿轮17,输出齿轮17设于外壳外侧,并安装于二级减速箱的输出端,适于与塔吊主体的回转齿圈22啮合传动。
本发明提供的回转动力模块总成通过设置外壳、动力单元和输出齿轮17,动力单元设置外壳的收容腔中,并包括相连接的外转子电机4和二级减速箱,且二级减速箱的输出端伸出外壳并与输出齿轮17连接,以使的当外壳与塔吊主体的固定部连接时,其输出齿轮17可以与塔吊主体的回转部齿轮啮合传动连接,进而通过动力单元带动输出齿轮17旋转,再通过输出齿轮17带动塔吊主体的回转部旋转,从而实现塔吊主体的回转控制。同时上述结构通过将为外转子电机和二级减速箱设置圆柱安装面并通过圆柱安装面安装于圆柱形外壳的内壁上,不仅使外转子电机、二级减速箱与外壳共享空间并相互支撑,不仅降低了回转动力模块总成的体积和占地面积,同时还通过圆柱形壳体作为基准以限定外转子电机和二级减速箱的位置,进而提高外转子电机和二级减速箱的连接强度,避免了各结构因位置分散而出现的固定问题和变位问题,进而同时避免了因固定问题和变位问题而引起的联轴器损坏、减速箱松动、输出齿轮松动等问题,进而增加了回转动力模块总成的使用维护周期。
如图4所示,在本发明的一个具体实施方式中,外转子电机4包括输出轴5、套装于输出轴5上的定子组件、套装于定子组件外侧并与输出轴5连接的转子组件、以及套设于转子组件外侧并具有圆柱安装面的机壳;输出轴5上设有第一太阳轮6。
具体的,外转子电机4为主要包括输出轴5、定子组件和转子组件等结构的外转子永磁电机,其中,输出轴5位于外转子电机的中心,且靠近二级减速箱的一端外设有与输出轴5一起转动的第一太阳轮6。定子组件包括环形的且外圆周设有多个定子凸极的定子铁心和绕设于定子凸极上的励磁线圈,定子铁心通过轴承套装于输出轴16上,励磁线圈用于产生旋转磁场。转子组件包括套装于定子组件外侧的圆环以及设于圆环内圆周的多个圆弧片状磁极;圆环采用导磁材料制成,以作为磁轭提供转子磁路,同时圆环靠近二级减速箱的一端向内延伸并与输出轴5固定连接;磁极采用强永磁材料制成,磁场方向为径向,通电情况下,圆弧片状磁极能够在励磁线圈形成的磁场中转动以带动圆环一起转动,圆环转动并带动输出轴5转动,输出轴5转动带动第一太阳轮6转动,从而实现动力输出。
机壳为圆柱形,其外壁面为圆柱安装面,机壳包括一端开口的圆柱形壳体7以及与圆柱形壳体7的开口端适配固接的端板8,且圆柱形壳体7的封口端和端板8的中心设有属于输出轴5穿过的通孔,以使于输出轴5、定子组件和转子组件收容于圆柱形壳体7和端板8形成收容腔时,输出轴5的端部能伸出外壳之外。端板8位于朝向二级减速箱的一侧,并与二级减速箱的部分结构连接以提高二级减速箱的稳定性。
如图4所示,在本发明的一个具体实施方式中,二级减速箱包括一级减速组件和二级减速组件,一级减速组件的输入端与输出轴5连接,输出端与二级减速组件的输入端连接,二级减速组件的输出端与输出齿轮17连接。
塔吊主体的回转角度为一周,即0-360°,而通过设置两级减速组件适于获取更大的传动比,进而将外转子电机4的转速降至限定范围,进而同步提高塔吊主体的回转精度。
如图4所示,在本发明的一个具体实施方式中,一级减速组件包括第一内齿环9和第一行星组件;第一行星组件包括第一行星架10和分设于第一行星架10两侧的第二太阳轮12和第一行星轮11,第一行星轮11与第一太阳轮6啮合传动,第一内齿环9套装于第一行星轮11外侧并与其啮合传动;
二级减速组件包括第二内齿环13和第二行星组件;第二行星组件包括第二行星架14和分设于第二行星架14两侧的第二行星轮15和旋转轴16,第二行星轮15分别与第二太阳轮12和第二内齿环13啮合传动,旋转轴16伸出外壳并与输出齿轮17连接,第二内齿环13套装于第二行星轮15外侧并与其啮合传动。
一级减速组件中,第一内齿环9具有圆柱安装面并与外壳的内壁固定连接,第一行星架10包括侧板以及设于侧板两侧的撑柱,其中一侧的撑柱数量为三个,并各连接一个第一行星轮11,另一侧的撑柱为一个,并连接有第二太阳轮12,三个第一行星轮11分别与第一太阳轮6和第一内齿环9啮合传动,适于在第一太阳轮6的驱动下在第一内齿环9中转动,进而带动第一行星架10和第二太阳轮12转动,以实现动力的传递。
二级减速组件中,第二内齿环13具有圆柱安装面并与外壳的内壁固定连接,第二行星架14与第一行星架10结构类似,也包括侧板以及设于侧板两侧的撑柱,其中一侧的撑柱数量为三个,并各连接一个第二行星轮15,另一侧的撑柱为旋转轴16,并伸出外壳,三个第二行星轮15分别与第二太阳轮12和第二内齿环13啮合传动,适于在第二太阳轮12的驱动下在第二内齿环13中转动,进而带动第二行星架14和旋转轴16转动,以实现动力的传递。
如图4所示,在本发明的一个具体实施方式中,动力单元还包括位于收容腔中的制动组件,制动组件设于外转子电机4相对于二级减速箱的另一侧,并包括制动卡钳20和制动盘19,制动卡钳20安装于外壳上,制动盘19安装于输出轴5上。具体的,制动卡钳20可在外力作用下与固定连接在输出轴5上的制动盘19接触以形成摩擦力,以使输出轴5在摩擦作用下停止转动,进而实现回转动力模块总成的制动。
如图4所示,在本发明的一个具体实施方式中,制动组件还包括齿轮泵18、储油箱23和第一电控阀24;储油箱23分别与齿轮泵18的入口和出口连通;第一电控阀24设于储油箱23与齿轮泵18的入口之间;齿轮泵18位于外壳内,且其主动齿轮与外转子电机4的输出轴5连接。
齿轮泵18是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵,其入口和出口分别储油箱23连通进而形成密封的通路,第一电控阀24为常开阀门,并设于其中一个通路上,当第一电控阀24打开时,齿轮泵18与储油箱23之间的通路打开,进而当齿轮泵18的主动齿轮与外转子电机4的输出轴5连接并在输出轴5的带动下旋转时,液压油可在齿轮泵18的泵缸和储油箱23中顺畅的往复输送,而当第一电控阀24关闭时,齿轮泵18与储油箱23之间的通路关闭,齿轮泵18中主动轮旋转使泵缸入口端压强降低而出口端压强增加,压强差可构成主动轮的旋转阻力,且随主动轮的转动压强差也逐渐增大直至主动轮停止转动,进而带动输出轴5停止转动,从而实现卷扬动力模块总成的制动。上述结构提供了又一种制动方式,与制动盘19、制动卡钳20配合使用使回转动力模块总成具有两种制动方式,进而降低了制动的故障率。
如图6所示,在本发明的一个具体实施方式中,制动组件还包括依次连接的蓄能器25、第二电控阀26和驱动器27,蓄能器25连接于齿轮泵18出口和储油箱23之间,驱动器27的输出端与制动卡钳20对应设置,适于驱动制动卡钳20与制动盘19接触制动。具体的,蓄能器25与储油箱23之间还设有限压阀和泄压阀。驱动器27为将压力转化为驱动力的结构,诸如液压缸等。上述结构通过蓄能器25储存齿轮泵18工作室产生的能量,并在需要时作为动力驱动制动卡钳20与制动盘19接触制动。
如图4所示,在本发明的一个具体实施方式中,动力单元还包括套装于输出轴5上的驱动板21,驱动板21分别与外转子电机4和第一电控阀24、蓄能器25、第二电控阀26电连接。
具体的,制动组件和驱动板21均设置于外转子电机4相对于二级减速箱的另一侧,其中驱动板21的一侧固定于外转子电机4的圆柱形壳体7的底板上,另一侧与套装于输出轴5上的齿轮泵18连接,齿轮泵18的另一侧输出轴5上设有法兰盘2,制动盘19与法兰盘2固定连接。
如图4所示,在本发明的一个具体实施方式中,外壳包括套筒1、盖板3和法兰盘2,套筒1的两端开口,且一端与盖板3连接,另一端与法兰盘2连接;减速向的输出端自法兰盘2伸出外壳并与输出齿轮17连接。外壳通过设置套筒1以及与其密封连接的盖板3、法兰盘2,使其不仅能够用于收容二级减速箱、外转子电机4和制动组件,还能够在通过法兰盘2与塔吊主体安装使用后可通过盖板3打开外壳以应对必要的维护,且为了降低维护难度,通过将易产生故障的结构或需要后续维护的结构,诸如制动组件、驱动板21等,设置于靠近盖板3的一端。
本发明还提供了一种智能塔吊,智能塔吊包括上述中任意一项的用于智能塔吊的回转动力模块总成。该智能塔吊配置有前述任意实施方式所提供的用于智能塔吊的回转动力模块总成,并能够通过智能控制执行回转动力模块总成以执行上述功能,从而实现智能塔吊的起重。
本发明提供的智能塔吊与本发明前述实施例提供的回转动力模块总成出于相同的发明构思,具有相同的有益效果。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,所述的回转动力模块总成安装于塔吊主体上,并包括:
外壳,所述外壳呈圆柱形,且内设收容腔;
动力单元,设于所述收容腔中,并包括相连接的外转子电机和二级减速箱,所述外转子电机和所述二级减速箱均具有圆柱安装面,并通过所述圆柱安装面与所述外壳内壁连接,所述二级减速箱的输出端自所述收容腔伸出所述外壳;
输出齿轮,所述输出齿轮设于所述外壳外侧,并安装于所述二级减速箱的输出端,适于与所述塔吊主体的回转齿圈啮合传动。
2.根据权利要求1所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述外转子电机包括输出轴、套装于所述输出轴上的定子组件、套装于所述定子组件外侧并与所述输出轴连接的转子组件、以及套设于所述转子组件外侧并具有所述圆柱安装面的机壳;所述输出轴上设有第一太阳轮。
3.根据权利要求2所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述二级减速箱包括一级减速组件和二级减速组件,所述一级减速组件的输入端与所述输出轴连接,输出端与所述二级减速组件的输入端连接,所述二级减速组件的输出端与所述输出齿轮连接。
4.根据权利要求3所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述一级减速组件包括第一内齿环和第一行星组件;所述第一行星组件包括第一行星架和分设于所述第一行星架两侧的第二太阳轮和第一行星轮,所述第一行星轮与所述第一太阳轮啮合传动,所述第一内齿环套装于所述第一行星轮外侧并与其啮合传动;
所述二级减速组件包括第二内齿环和第二行星组件;所述第二行星组件包括第二行星架和分设于所述第二行星架两侧的第二行星轮和旋转轴,所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和第二内齿环啮合传动,所述旋转轴伸出所述外壳并与所述输出齿轮连接,所述第二内齿环套装于所述第二行星轮外侧并与其啮合传动。
5.根据权利要求2所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述动力单元还包括位于所述收容腔中的制动组件,所述制动组件设于所述外转子电机相对于所述二级减速箱的另一侧,并包括制动卡钳和制动盘,所述制动卡钳安装于所述外壳上,所述制动盘安装于所述输出轴上。
6.根据权利要求5所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述制动组件还包括齿轮泵、储油箱和第一电控阀;所述储油箱分别与所述齿轮泵的入口和出口连通;所述第一电控阀设于所述储油箱与所述齿轮泵的入口之间;所述齿轮泵位于所述外壳内,且其主动齿轮与所述外转子电机的输出轴连接。
7.根据权利要求6所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述制动组件还包括依次连接的蓄能器、第二电控阀和驱动器,所述蓄能器连接于所述齿轮泵出口和所述储油箱之间,所述驱动器的输出端与所述制动卡钳对应设置,适于驱动所述制动卡钳与制动盘接触制动。
8.根据权利要求6所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述动力单元还包括套装于所述输出轴上的驱动板,所述驱动板分别与所述外转子电机和所述第一电控阀、蓄能器、第二电控阀电连接。
9.根据权利要求1所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成,其特征在于,
所述外壳包括套筒、盖板和法兰盘,所述套筒的两端开口,且一端与所述盖板连接,另一端与所述法兰盘连接;所述减速向的输出端自所述法兰盘伸出所述外壳并与所述输出齿轮连接。
10.一种智能塔吊,其特征在于,所述智能塔吊包括权利要求1-9中任意一项所述的用于智能塔吊的回转动力模块总成。
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