CN220664733U - 一种双速卷扬机 - Google Patents

Abstract

本实用新型的双速卷扬机，包括设置在多级减速结构两侧的分别作为驱动端和控制端的第一马达、第二马达；第一马达包括第一马达输出端，第一马达输出端驱动多级减速结构；第一马达输出端设置有伸入多级减速结构的输出轴，多级减速结构包括同轴设置的中部行星级组件和驱动端行星级组件；中部行星级组件带动驱动端行星级组件运动；靠近第二马达一侧设置有控制端行星级组件；驱动端行星级组件与控制端行星级组件的内齿圈固定连接，形成腔体，中部行星级组件设置于腔体内；通过调整第二马达的转速及旋转方向带动多级减速结构的联动，以调整整个卷扬机的卷筒转速。运行过程中可保持第一马达固定转速运行，不会影响该马达的输出扭矩，可靠性高。

Description

一种双速卷扬机

技术领域

本实用新型涉及一种双速卷扬机，属于卷扬机技术领域。

背景技术

在工程机械中，用于起吊重物的卷扬机速比固定，起升和下落的速率完全取决于马达的输入速率，但在起吊吨位较大的重物时，为了保证输出扭矩，一般马达采用固定范围内的转速，此时输出转速便无法满足快速或缓速起升下落的复杂工况，故此，需设计一种双速卷扬机。

CN109879187A公开的一种双电机变速卷扬机，包括底座，所述底座上固定有变阻电机，所述变阻电机的输出轴与所述减速机的输入端传动连接，所述底座上相对于所述变阻电机的前端位置处安装有卷扬筒，所述减速机的输出端与所述卷扬筒的输入端传动连接，所述卷扬筒上缠绕有钢索，所述底座上固定有支撑架，所述支撑架上固定有普通电机。在不改变电阻绕线电动卷扬机的基础上，增加一个高速普通电机，通过已有绕线电机定子连接传动，在空钩下降无负荷时，高速普通电机起到了变速快速落钩的效果，从而提升了电动卷扬机的变速高效工作。此种结构即把电机分为两功率的电机，变速电机为大功率为吊起重物用，高速普通电机用于为小功率起吊和空钩下降速度变化小。双电机的利用率不足，尤其在吊起重物时小功率电机起不到作用。

CN202063661U 公开的一种卷扬机为内置电机与行星变速机构结构，由支架、电机、卷筒和变速器及轴承所构成，电机设置于卷筒的内腔中，电机通过传动轴与变速器相连接，变速器与卷筒相连接，电机、卷筒、变速器通过轴承安装固定于支架上。此种结构采用固定范围内的转速，此时输出转速便无法满足快速或缓速起升下落的复杂工况。

并且，一般单级输入的减速机，输出转速一般在一定范围内，因为若要调节转速，会对输出扭矩产生一定的影响，不适合需要变速的工程机械工况。另外，现有的卷扬机的调速方法，一般采用调整输出马达的转速和速比，其调整转速其扭矩会发生变化，在马达启动时过大的起动转矩可能会对马达和传动系统产生不良影响。现有行星轮系减速机采用调整速比的方式一般选用换挡机构，但换挡机构结构较为复杂，且对零件精度及齿轴硬度要求高，可靠性较差。

综上所述，发明一种可调速的双速卷扬机，通过马达实现加速和减速的效果，具有重要的实际意义和使用价值。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种双速卷扬机，通过双侧马达的设置，使其中一个马达作为驱动端以承担主要的输入扭转的作用；另一马达作为控制端，扭矩较小，可以通过相对马达的正反转来控制二者之间的行星级组件的输出转速，既可以调整输出转速的大小，又不影响整体的输出扭矩。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术手段为：

公开一种双速卷扬机，包括设置在多级减速结构两侧的分别作为驱动端和控制端的第一马达、第二马达；所述第一马达包括第一马达输出端，所述第一马达输出端驱动多级减速结构；所述第一马达输出端设置有伸入多级减速结构的输出轴，所述多级减速结构均包括作为主动齿轮位于星级组件中心的太阳轮，所述太阳轮和行星轮啮合，内齿圈作为卷筒的固定支撑设置在行星轮外部；

所述多级减速结构包括同轴设置的中部行星级组件、驱动端行星级组件和控制端行星级组件；所述中部行星级组件带动驱动端行星级组件和控制端行星级组件运动；

所述输出轴的端部固定有中部行星级组件的中部太阳轮，所述中部行星级组件靠近第一马达一侧设置有驱动端行星级组件，靠近第二马达一侧设置有控制端行星级组件；

所述驱动端行星级组件与控制端行星级组件的内齿圈固定连接，形成腔体，所述中部行星级组件设置于腔体内；

通过调整第二马达的转速及旋转方向带动多级减速结构的联动，以调整整个卷扬机的卷筒转速。

本双速卷扬机通过两台马达共同作用，调整各自连接的行星级齿轮组件，各组行星级组件科学配置，使速比在预定范围内，可以有效通过调节马达的旋向和转速来调节输出组件的转速，以适应不同工况。

进一步地，所述输出轴周向安装驱动端行星级组件，中部行星级组件的中部行星支架与驱动端行星级组件的驱动端太阳轮相连，通过驱动端太阳轮带动驱动端行星轮，所述驱动端行星轮的外侧与驱动端内齿圈接触配合。本设置的输出轴为主要输出动力轴，可以有效将马达与多级减速结构联系为一体，通过各级行星级组件的调速，根据需求来调整齿轮与齿圈的齿数比及位置关系，实用性更强。

进一步地，所述中部行星级组件设置的中部内齿圈与控制端行星级组件的控制端行星支架相连，以带动控制端行星支架上的控制端行星轮；从而使控制端内齿圈与控制端行星支架相对运动。

进一步地，所述中部太阳轮周向设置中部行星支架，所述中部行星支架安装有与中部太阳轮啮合的中部行星轮；所述中部行星轮的外侧与中部内齿圈接触配合。

进一步地，所述中部行星支架与驱动端太阳轮相连，通过驱动端太阳轮带动驱动端行星支架上的驱动端行星轮，所述驱动端行星轮的外侧与驱动端内齿圈接触配合。

进一步地，所述多级减速结构的中心轴重合设置。此种设置更利于各级行星级组件的力的传递，使整体结构紧凑，无须外加换挡机构，可靠性高。

进一步地，所述多级减速结构的级数N≥3组。多级减速结构设计为多级可以使每级的速比逐级增大，可以有效用于卷扬机吊起重物时使用。

进一步地，所述第一马达与多级星级组件间设置有制动器，所述输出轴穿过制动器中心；所述制动器的外壳体与靠近制动器一侧的驱动端行星支架连接，作为固定件。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，本装置中的制动器装在设备的高速轴上。

进一步地，所述制动器与驱动端行星级组件的驱动端行星支架固定连接；所述驱动端行星级组件和中部行星级组件之间设置增大速比的行星级组件，所述增大速比的行星级组件设置在输出轴上；所述驱动端行星级组件（一级行星级组件）、增大速比的行星级组件（二级行星级组件）、中部行星级组件（三级行星级组件）及控制端行星级组件（四级行星级组件）形成四级变速结构。

进一步地，所述第一马达、第二马达同时输入时：令第一马达的某一旋向为正向，转速为a，第二马达的转速为b，与第一马达同向为取正，反向取负，本双速卷扬机的行星级组件的相对运动关系计算得出输出部件转速为：。

本实用新型与现有技术相比其有益效果是：

本实用新型提供了一种双速卷扬机，通过双侧马达的设置，使其中一个马达作为驱动端以承担主要的输入扭转的作用；另一马达作为控制端，扭矩较小，可以通过相对马达的正反转来控制二者之间的行星级组件的输出转速，既可以调整输出转速的大小，又不影响整体的输出扭矩。

其中，驱动端马达承担主要的扭矩输入，在运行过程中可以保持第一马达固定转速运行，不会影响该马达的输出扭矩；控制端马达实现加速和减速的效果，适应大部分的作业工况；整体结构紧凑，无需外加换挡机构，可靠性高。

附图说明

图1为实施例1所述双速卷扬机的结构示意图。

图2为实施例2所述双速卷扬机的结构示意图。

其中，1.第一马达，11.输出轴，2.制动器，3.增大速比的行星级组件，4.驱动端行星级组件，41.驱动端行星支架，42.驱动端行星轮，43.驱动端太阳轮，44.驱动端内齿圈，5.中部行星级组件，51.中部行星支架，52.中部行星轮，53.中部太阳轮，54.中部内齿圈，6.控制端行星级组件，61.控制端行星支架，62.控制端行星轮，63.控制端太阳轮，64.控制端内齿圈，7.第二马达，72.控制轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例的双速卷扬机包括设置在多级减速结构两侧的分别作为驱动端和控制端的第一马达1、第二马达7；其第一马达1包括第一马达输出端，第一马达输出端驱动三级行星级组件；第一马达输出端设置有伸入多级减速结构的输出轴11。

本实施例中分为三级变速结构：驱动端行星级组件4作为一级行星级组件、中部行星级组件5作为二级行星级组件和控制端行星级组件6作为三级行星级组件；每组行星级组件均包括作为主动齿轮位于星级组件中心的太阳轮，所述太阳轮和行星轮啮合，内齿圈作为卷筒的固定支撑设置在行星轮外部。

本实施例中的三级行星级组件包括同轴设置的中部行星级组件5、驱动端行星级组件4和控制端行星级组件6；所述中部行星级组件5带动驱动端行星级组件4和控制端行星级组件6运动；其中，驱动端行星级组件4包括驱动端行星支架41、驱动端行星轮42、驱动端太阳轮43、驱动端内齿圈44；中部行星级组件5包括中部行星支架51、中部行星轮52、中部太阳轮53、中部内齿圈54；控制端行星级组件6包括控制端行星支架61、控制端行星轮62、控制端太阳轮63、控制端齿圈64。

本实施中的卷扬机：输出轴11周向安装驱动端行星级组件4，中部行星级组件5的中部行星支架51与驱动端行星级组件4的驱动端太阳轮43相连，通过驱动端太阳轮43带动驱动端行星轮42，驱动端行星轮42的外侧与驱动端内齿圈44接触配合。

输出轴11的端部固定有中部行星级组件5的中部太阳轮53，中部行星级组件5靠近第一马达1一侧设置有驱动端行星级组件4，靠近第二马达7一侧设置有控制端行星级组件6；中部太阳轮53周向设置中部行星支架51，中部行星支架51安装有与中部太阳轮53啮合的中部行星轮52；中部行星轮52的外侧与中部内齿圈54接触配合。

本实施例的驱动端行星级组件4与控制端行星级组件6的内齿圈固定连接，形成腔体，所述中部行星级组件5设置于腔体内；通过调整第一马达1、第二马达7的转速及旋转方向带动多级减速结构的联动，以调整整个卷扬机的卷筒转速。

输出轴11周向安装控制端行星级组件6，中部行星级组件5的中部行星支架51与驱动端行星级组件4的驱动端太阳轮43相连，通过驱动端太阳轮43带动驱动端行星轮42，驱动端行星轮42的外侧与驱动端内齿圈44接触配合。

即一级行星架（驱动端行星支架41）固定，一级齿圈（驱动端齿圈44）与三级齿圈（控制端齿圈64）通过法兰和螺栓固定相连，为输出扭矩部件；二级行星架（中部行星支架51）与一级太阳轮（驱动端太阳轮43）通过花键相连；二级齿圈（中部行星齿圈54）与三级行星架（控制端行星支架61）花键相连，二级太阳轮（中部太阳轮53）与第一马达1的输出轴11啮合相连；三级太阳轮（控制端太阳轮63）与第二马达7通过控制轴72啮合相连。

实施例2

如图2所示，本实施例中的双速卷扬机中第一马达1与多级星级组件间设置有制动器2，制动器2的外壳体与靠近制动器一侧的驱动端行星支架连接，作为固定件。制动器2与驱动端行星级组件4的驱动端行星支架41固定连接；制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，本装置中的制动器装在设备的高速轴上。

分为四级变速结构，驱动端行星级组件4和中部行星级组件5之间设置增大速比的行星级组件3，增大速比的行星级组件3设置在输出轴11上；驱动端行星级组件4（一级行星级组件）、增大速比的行星级组件3（二级行星级组件）、中部行星级组件5（三级行星级组件）及控制端行星级组件6（四级行星级组件）形成四级变速结构。

本实施例中的卷扬机的变速工作原理：

制动器2的外壳与一级行星架固定，一级齿圈与二级、四级齿圈通过法兰和螺栓固定相连，为输出扭矩部件；二级行星架与一级太阳轮花键相连；三级行星架与二级太阳轮花键相连，三级齿圈与四级行星架花键相连，三级太阳轮与第一马达1相连；四级太阳轮与第二马达7相连。

当第二马达7停止，第一马达1单极输入时：

上述部件中，一级行星架，四级太阳轮为固定部件，一级齿圈为输出部件，系统自由度为1，三级太阳轮连接第一马达1，为系统的输入，其带动三级行星架和三级齿圈运动，其中三级行星架连接二级太阳轮，通过一二级行星轮系（一级行星架固定）带动一级齿圈运动，即输出扭矩部件，另外三级齿圈连接四级行星架，四级齿圈与一级齿圈同转速，由于四级太阳轮固定，四级齿圈和四级行星架之间的运动关系也确定，整个系统的运动过程确定，自由度为1。

可以通过行星齿轮系统间的相对运动关系计算得出整机的减速比绝对值，记为i1，输出旋向与输入旋向相反。

当第一马达1停止，第二马达7单极输入时：

可以通过行星齿轮系统间的相对运动关系计算得出整机的减速比绝对值，记为i2，输出旋向与输入旋向相反。

第一马达1、第二马达7同时输入时：

令第一马达1的某一旋向为正向，转速为a，第二马达7的转速为b，与第一马达1同向为取正，反向取负，可以通过行星齿轮系统间的相对运动关系计算得出输出部件转速为：。

综上，当第一马达1取定值输入时，可以通过调节第二马达7的旋向和转速来调节输出组件的转速，以适应不同工况。

本实施例的双速卷扬机通过相对马达的正反转来控制二者之间的行星级组件的输出转速，既可以调整输出转速的大小，又不影响整体的输出扭矩。

以上的仅是本实用新型的实施例，该实用新型不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型内容的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种双速卷扬机，包括设置在多级减速结构两侧的分别作为驱动端和控制端的第一马达（1）、第二马达（7）；其特征在于，所述第一马达（1）包括第一马达输出端，所述第一马达输出端驱动多级减速结构；所述第一马达输出端设置有伸入多级减速结构的输出轴（11），所述多级减速结构均包括作为主动齿轮位于星级组件中心的太阳轮，所述太阳轮和行星轮啮合，内齿圈作为卷筒的固定支撑设置在行星轮外部；

所述多级减速结构包括同轴设置的中部行星级组件（5）、驱动端行星级组件（4）和控制端行星级组件（6）；所述中部行星级组件（5）带动驱动端行星级组件（4）和控制端行星级组件（6）运动；

所述输出轴（11）的端部固定有中部行星级组件（5）的中部太阳轮（53），所述中部行星级组件（5）靠近第一马达（1）一侧设置有驱动端行星级组件（4），靠近第二马达（7）一侧设置有控制端行星级组件（6）；

所述驱动端行星级组件（4）与控制端行星级组件（6）的内齿圈固定连接形成腔体，所述中部行星级组件（5）设置于腔体内；

通过调整第二马达（7）的转速及旋转方向带动多级减速结构的联动，以调整整个卷扬机的卷筒转速。

2.根据权利要求1所述双速卷扬机，其特征在于，所述输出轴（11）周向安装驱动端行星级组件（4），中部行星级组件（5）的中部行星支架（51）与驱动端行星级组件（4）的驱动端太阳轮（43）相连，通过驱动端太阳轮（43）带动驱动端行星轮（42），所述驱动端行星轮（42）的外侧与驱动端内齿圈（44）接触配合。

3.根据权利要求2所述双速卷扬机，其特征在于，所述中部行星级组件（5）设置的中部内齿圈（54）与控制端行星级组件（6）的控制端行星支架（61）相连，以带动控制端行星支架（61）上的控制端行星轮（62）；从而使控制端内齿圈（64）与控制端行星支架（61）相对运动。

4.根据权利要求2所述双速卷扬机，其特征在于，所述中部太阳轮（53）周向设置中部行星支架（51），所述中部行星支架（51）安装有与中部太阳轮（53）啮合的中部行星轮（52）；所述中部行星轮（52）的外侧与中部内齿圈（54）接触配合。

5.根据权利要求4所述双速卷扬机，其特征在于，所述中部行星支架（51）与驱动端太阳轮（43）相连，通过驱动端太阳轮（43）带动驱动端行星支架（41）上的驱动端行星轮（42）。

6.根据权利要求5所述双速卷扬机，其特征在于，所述多级减速结构的各级行星级组件中心轴重合设置。

7.根据权利要求1-6任意一项所述双速卷扬机，其特征在于，所述多级减速结构的级数N≥3组。

8.根据权利要求7所述双速卷扬机，其特征在于，所述第一马达（1）与多级星级组件间设置有制动器（2），所述输出轴（11）穿过制动器（2）中心；所述制动器（2）的外壳体与靠近制动器（2）一侧的驱动端行星支架（41）连接，作为固定件。

9.根据权利要求8所述双速卷扬机，其特征在于，所述制动器（2）与驱动端行星级组件（4）的驱动端行星支架（41）固定连接；所述驱动端行星级组件（4）和中部行星级组件（5）之间设置增大速比的行星级组件（3），所述增大速比的行星级组件（3）设置在输出轴（11）上；所述驱动端行星级组件（4）、增大速比的行星级组件（3）、中部行星级组件（5）及控制端行星级组件（6）形成四级变速结构。

10.根据权利要求9所述双速卷扬机，其特征在于，所述第一马达（1）、第二马达（7）同时输入时：令第一马达（1）的某一旋向为正向，转速为a，第二马达（7）的转速为b，与第一马达（1）同向为取正，反向取负，本双速卷扬机的行星级组件的相对运动关系计算得出输出部件转速为： 。