CN2097821U

CN2097821U - 机电组合调速卷扬机

Info

Publication number: CN2097821U
Application number: CN 91214454
Authority: CN
Inventors: 顾学仁; 袁礼平; 唐明清; 袁理仲
Original assignee: CHONGQING ARCHITECTURAL ENGINEERING COLLEGE
Current assignee: CHONGQING ARCHITECTURAL ENGINEERING COLLEGE
Priority date: 1991-04-27
Filing date: 1991-04-27
Publication date: 1992-03-04

Abstract

机、电组合调速卷扬机属工程机械技术领域，解决满足JJ1-85标准中的全部速度性能指标，特别是最低稳定下降速度和最大速度，并提供六挡工作速度，采用电磁摩擦离合器，实现带载动态换挡。主要技术特征是在高速轴1上设置空套齿轮和低挡、高挡电磁摩擦离合器，在轴2上设置制动器，以及在轴3 和轴4上设置齿轮传动并连接卷筒，组成带载动态换挡装置，并设置带油轮组成离合器的特殊润滑装置。适用于50tm塔机起升机构或其它机械设备。

Description

本实用新型属工程机械技术领域。

在目前国内的中小型塔机起升机构的现状，仅少数采用电磁离合器换档变速机，但尚不能满足《塔式起重机型式基本参数》，JJ1－85标准对起升速度的要求，大多数采用多速电机十减速器方案，因减速器只有一个固定的传动比，即i＝常数，故多速电机变极数就决定了起升机构的速度档数，（即双速电机为二档速度，三速电机为三档速度），这里就存在二个问题：一是起升的速度档次少，难以满足建筑施工的需要；二是受到多速电机的速比限制，如以三速电机为例，常用的远极比是4／6／24，其速比最大值为24／4＝6。但是根据JJ1－85标准的要求，对50tm塔机的起升速度，Vmin≤5m／min，Vmax≥80m／min，其速比最大值为80／5＝16＞＞6。因此，单靠多速电机达不到标准的要求。为此，有些厂家采用改变倍率（2倍率→4倍率），但此法不能同时满足Vmin、Vmax的要求，即在2倍率时能满足Vmax、但不能满足Vmin。而有些厂家则采用涡流制动器，液力推杆制动器，即在轻微制动状态下，降低速度，但这种方法使操作不便，其关键在于速度不稳定，不能长时间工作，否则将发热，且现有的起升机构均不能带载动态换档。

本实用新型的目的：

1、满足JJ1－85标准中的全部速度性能指标，特别是最低稳定下降速度，V＝4m／min，最大速度Vmax＝82.5m／min；

2、提供6档工作速度（4、17、27、12、54、82.5m／min）比一般起升机构多三档速度，可满足建筑、安装施工的不同吊重和不同速度的需要；

3、采用电磁摩擦离合器，实现带载动态换档。

本实用新型主要用于50tm塔机（塔式起重机）起升机构。其整机或变速机部件也可用于其它机械设备。设计计算方法与整机结构也适用于其它吨位的塔机。

机、电组合调速卷扬机的内容：

一、结构性能

本实用新型由调速机（8）、调速电机（1）及卷筒（18）组成，并特殊设计调速机（8），在高速轴₁（9）上设置空套齿轮（7）、（4）和低档电磁摩擦离合器（6）、高档电磁摩擦离合器（5），在轴₂（19）上设置齿轮（3）、（12）、（10）和制动器（11），在轴₃（20）上设置齿轮（13）、（14），在轴₄（16）上设置齿轮（15）、齿轮联轴器（17），并联结卷筒（18），组成特殊的带载动态换档装置，并在齿轮（4）、（3）及齿轮（7）、（10）之间分别设置带油轮（20），组成离合器的润滑装置，构成机、电组合调速卷扬机。（即JT2A型调速卷扬机）。

设置2个带油轮对离合器进行冷却润滑，此结构前、后的带油轮的旋转方向始终相反，即两个带油轮的射油方向相反。在轴₁（9）上设置两个离合器（6）、（5），布置在一个轴上，即相对并列，两离合器在接合时相互能自锁。在空套齿轮（4）、（7）中设置单列向心球轴承或其它滚动轴承。本装置高档与低档的速比大于16。在高速轴₁（9）上设置电磁摩擦离合器，实现带载动态换档。

本实用新型能实现JT85标准中所规定的速度参数，并满足稳定的最低速度Vmin≤5m／min及最高速度Vmax≥80m／min，可提供6档工作速度。对于一般的减速机只有一个固定的传动比，而JT2A型采用变速机，则能满足二种或多种不同的传动比。

本实用新型的基本参数如下：

1、电机型号 YZD250M－4／6／24；

2、传动比：低档i_L＝36.02、高档i_H＝11.64；

3、离合器型号 DLM5－25A；

4、卷筒平均直径 D_ca＝416.08毫米；

5、起升速度：V₁＝4m／min、V₂＝17m／min、V₃＝27m／min V₄＝12m／min、V₅＝54m／min、V₆＝82.5m／min。

JT2A型：其中JT为调速卷扬机、2为单绳拉力为2吨（起重量为4吨）、A为改型单绳拉力为2.25吨（起重量为4.5吨）。

二、工作原理

序号（1）为三速电机，（8）为变速机，通过弹性圈柱销联轴器（2），把电机主轴与变速机输入轴₁（9）连接起来，（18）为钢丝绳卷筒，（11）为制动器，通过齿轮（17），把变速机的运动和动力传至卷筒，再经钢丝绳即可起吊重载。变速机内的齿轮Z₁（7）、Z₁′（4）为空套齿轮，Z₂（10）、Z₂′（3）、Z₃（12）、Z₄（13）、Z₅（14）、Z₆（15）为六个齿轮，并与相应的轴通过键连接，称之为固联齿轮，M_L（6）、M_H（5）为两个电磁摩擦离合器，根据传动结构，接通任一离合器，即可得到一种传动比。如：

当接通电磁离合器M_L时，其传动路线为：

电机→ (Z₁)/(Z₂) → (Z₃)/(Z₄) → (Z₅)/(Z₆) →筒

其传动比i_L＝ (Z₂)/(Z₁) × (Z₄)/(Z₃) × (Z₆)/(Z₅)

当接通电磁离合器M_H时，其传动路线为：

电机→ (Z₁′)/(Z₂′) → (Z₃)/(Z₄) → (Z₅)/(Z₆) →卷筒

其传动比i_H＝ (Z₂′)/(Z₁′) × (Z₄)/(Z₃) × (Z₆)/(Z₅)

三速电机有三种转速，分别为n_m1、n_m2、n_m3，则变速机输出为6种不同转速，分别为n₁、n₂……n₆，计算式为：

n_i＝

n＝1～3

n_i＝

n＝4～6

假设卷筒的计算直径为D_Ca（mm），卷筒的线速度为V_i（m／min），线速度的计算式为：

V_i＝ πDcan_i／1000 k＝1～6

∵电机速比为6，即n_m3／n_m1＝6而i_L／i_H≥ 16/6

又∵n₆＝n_m3／i_H，n₁＝n_m1／i_L

∴n₆／n₁＝ (n_m3· i_l)/(n_mi· i_N) ≥6× 16/6 ＝16

同理V₆／V₁≥16，即满足最大速度与最小速度的比值≥16。

设计时，令V_min＝V₁／2＝πD_can₁／2000≤5m／min

则 V_max＝V₆／2≥5×16＝80m／min。

整个设计过程恰恰是上述逆过程，根据上述计算，分配各级传动比，并按齿轮的强度条件，即可计算出各对齿轮的主要参数。

三、离合器带载动态换档

离合器结构布置：

a.两个离合器（M_L.M_H）相对并列布置在轴₁（9）上，其优点是离合器传递转距小，则容量可选得小些，同时使必须安装在轴₂（19）上的制动器所需的容量也小；

b.离合器与空套齿轮的联接，要求定位准确、牢固可靠，离合器与空套齿轮定位配合φD H₈／h₇，离合器与空套齿轮必须附加定位销，离合器与空套齿轮用螺栓组固联，必须有防松装置；

c.空套齿轮与轴有较高的相对运动，必须安置滚动轴承；

d.当低速传动比i_L＝ (Z₂)/(Z₁) × (Z₄)/(Z₃) × (Z₆)/(Z₅) 较大时，则

i₁₂＝ (Z₂)/(Z₁) 也较大，Z₁齿轮分度园直径较小，为满足齿轮的强度要求，有时必须采用特殊联接方式。

四、离合器的冷却与润滑

JT2A型采用湿式多片电磁摩擦离合器，按一般常规应浸入油池或通过轴上开孔，注入压力油进行冷却润滑。而本机对此作特殊设计，采用一种结构简单、效果良好的特殊方式。其结构如附图2所示：采用两个齿数及模数完全相同的带油轮（20），各自分别与Z₂（10）、Z₁′（4）啮合，且浸入油池一定深度，以获得同时反向高速旋转，其线速度V＞4～8m／s，能形成以油雾为主体的多种润滑方式相结合，具有一定正压的“油雨”润滑。注意，带油轮的浸油深度不能超过规定的限度。

五、离合器类型、容量选择与动态换档试验

根据塔机的工作条件与操纵的需要，JT2A型变速机应采用电磁多片摩擦离合器DLM5型或DLM3型。按下式选择其容量：

n_ca＝ (T)/(T_W) ≥［n］

式中：n_ca－为计算安全系数；

T－离合器额定转矩 kg·m；

T_W－离合器传递的最大工作转矩 kg·m；

［n］－许用安全系数，根据实验推荐［n］＞1.5～2。

对JT2A型调速机进行万次可靠性试验，并对整机进行实地工业性考核试验，证实动态换档是可行的。在可靠性试验后还进行解体检测，其中20块离合器摩擦片和离合器盖体与座体接触表面没有出现痕迹及烧损情况。1989年11月20日起在珠海市，中国有色总公司第十建设公司第三建筑安装工程公司作工业性考核，经60天试验，有效作业时间达550小时，起吊作业次数达4500次，起吊的总重量达8200顿，本机运行正常。

六、电器与线路控制

按电机和离合器产品说明书的要求，按常规选择方法选择电器元件，接入主电路，连通控制线路。

本实用新型的主要优点与积极效果：

JT2A型卷扬机采用三速电机十变速机传动结构，可获得两个传动比i_L、i_H。设计中满足6i_L／i_H≥16，则可以实现标准中的全部起升速度指标，而且还能提供6档工作速度，以满足建筑、安装施工的需要。经过对样机进行多次试验与实际考核，证明JT2A型调速卷扬机能够实现带载动态换档。

机、电组合调速卷扬机与现有的同类机型相比，具有下列明显的优点与效果。

1、能全部满足《塔式起重机型式基本参数》JJ1－85标准中规定的起升速度，特别是最低的稳定速度Vmin＝4m／min＜5m／min，是理想的慢进位速度，且能长时间工作，比采用“点刹”优越得多。在珠海市安装工程公司进行安装设备的吊装工程中，发挥了明显的优势。

2、工作速度档次多，具有6档工作速度可供选择，比现有多数为三档速度的调速档次增加了一倍。

3、可以实现带载动态换档，极大的改善了塔机的性能。

4、离合器冷却润滑装置，其结构简单、方法新颖、效果优、经济性好，具有创造性。

5、本机的适应性强，为满足不同用户的需求，仅改动少量齿轮的部分参数，即可获得不同速度性能指标，而对整机的安装尺寸无变化，具有实用性。

附图说明：

图1－机、电组合调速卷扬机结构总图，平面俯视图；

图2－为图1的A－A剖视图。

图中序号：（1）调速电机、（2）弹性圈柱销联轴器、（3）齿轮、（4）空套齿轮、5离合器、6离合器、（7）空套齿轮、（8）调速机（部件）、（9）高速轴1、（10）齿轮、（11）制动器、（12）齿轮、（13）齿轮、（14）齿轮、（15）齿轮、（16）轴₄、（17）齿轮联轴器、（18）卷筒、（19）轴₂、（20）轴₃、（21）带油轮。

实现本实用新型的最好方式：

本产品的结构简单、安装方便，对加工制作的条件要求不高，凡具有一般机械加工能力的厂家，即具有车、铣、钻、刨、磨及齿轮加工能力的机械厂均能生产。且本产品已经制造出样机，并经测试与考核，性能可靠。

我们认为组织专业化批量生产极为有利，作为塔机的部件总成，提供给塔机生产厂家总装或由塔机维修厂（站）供给备品。

Claims

1、一种工程机械调速卷扬机，由调速机(8)、调速电机(1)及卷筒(18)组成，其特征是特殊设计调速机(8)，在高速轴₁(9)上设置空套齿轮(7)、(4)和低档电磁摩擦离合器(6)、高档电磁摩擦离合器(5)，在轴₂(19)上设置齿轮(3)、(12)、(10)和制动器(11)，在轴₃(20)上设置齿轮(13)、(14)，在轴₄(16)上设置齿轮(15)并连接卷筒(18)，组成特殊的带载动态换挡装置，并在齿轮(4)、(3)及齿轮(7)、(10)之间分别设置带油轮(21)，组成离合器的润滑装置，构成机、电组合调速卷扬机。

2、如权利要求1所述的机、电组合调速卷扬机，其特征是用2个带油轮对离合器进行冷却润滑，此结构前、后的带油轮的旋转方向始终相反，即两带油轮的射油方向相反。

3、如权利要求1所述的机、电组合调速卷扬机，其特征是在轴₁（9）上设置两个离合器（6）、（5），布置在一个轴上，即相对并列，两离合器在接合时相互能自锁。

4、如权利要求1所述的机、电组合调速卷扬机，其特征是在空套齿轮（4）、（7）中设置单列向心球轴承或其它滚动轴承。

5、如权利要求1所述的机、电组合调速卷扬机，其特征是本装置高档与低档的速比大于16。

6、如权利要求1所述的机、电组合调速卷扬机，其特征是在高速轴₁（9）上设置电磁摩擦离合器，实现带载动态换挡。