CN220950928U - 门机起升永磁齿轮驱动系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种门机起升永磁齿轮驱动系统，涉及动力装置领域。门机起升永磁齿轮驱动系统，包括永磁电机、直交轴减速机、连接座、滚筒、制动器和变频控制柜。永磁电机的第一壳体与直交轴减速机的第二壳体直接连接，永磁电机的输出轴与直交轴减速机的输入部连接，直交轴减速机的输出部与连接座连接，连接座与滚筒连接；制动器与永磁电机的转轴连接，以调节永磁电机的转速。本实施例提供的驱动系统结构简单，零部件少，传动链短，故障率低，维护成本低。同时，转速降低，搅油损失小，润滑效果好，发热量低，噪音小。

Description

门机起升永磁齿轮驱动系统

技术领域

本实用新型涉及动力装置领域，具体而言，涉及一种门机起升永磁齿轮驱动系统。

背景技术

门座起重机简称门吊、门机，由于具有较好的工作性能和独特的结构，且通用性好，被广泛地使用在港口杂货码头。该机包含四大机构，即起升、变幅、旋转和行走机构。随着能耗利用率、设备稳定性能等要求越来越高，门机起升机构的驱动形式也应到逐步改进。请结合图1，传统的门机包括异步电机1、多级减速器2、联轴器3、制动器4、滚筒5和鼓形齿轴套6，异步电机1通过联轴器3和多级减速器2连接，多级减速器2通过股形齿轴套6与滚筒5连接，制动器安装在多级减速机4上，用于制动多级减速器。

经发明人研究发现，现有的门机驱动系统至少存在如下缺点：

(1)齿轮箱发热量大，传动效率较低；(2)振动噪声大；(3)异步电机功率因数较低，对电能的利用率也低；(4)传动链长，故障点多；(5)减速机维护工作量大，维修维护成本高；(6)鼓形齿轴套易出现严重磨损，断齿现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种门机起升永磁齿轮驱动系统，其能够简化结构，降低装配难度，缩短传动链，降低故障率，降低噪音，降低维护成本。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种门机起升永磁齿轮驱动系统，包括：

永磁电机、直交轴减速机、连接座、滚筒、制动器和变频控制柜，所述永磁电机的第一壳体与所述直交轴减速机的第二壳体直接连接，所述永磁电机的输出轴与所述直交轴减速机的输入部连接，所述直交轴减速机的输出部与所述连接座连接，所述连接座与所述滚筒连接；所述制动器与所述永磁电机或所述直交轴减速机连接；变频控制柜与所述永磁电机电连接，以调节所述永磁电机的转速。

在可选的实施方式中，所述直交轴减速机包括螺伞级齿轮机构和行星齿轮机构，所述螺伞级齿轮机构与所述行星齿轮机构传动连接，所述螺伞级齿轮机构与所述永磁电机的输出轴传动连接，所述行星齿轮机构与所述连接座连接。

基于上述方案，螺伞级齿轮机构和行星齿轮机构配合，既能够起到减速作用，并且运行稳定可靠，故障率低。

在可选的实施方式中，所述螺伞级齿轮机构包括相啮合的第一锥螺伞轴和第二锥螺伞轴，所述第一锥螺伞轴集成于所述永磁电机的输出轴上，所述第二锥螺伞轴与所述行星齿轮机构连接。

基于上述方案，螺伞级齿轮机构通过两个齿轮轴配合实现速度调节，结构简单，零部件少，便于装配，且整体结构紧凑，体积小，占用空间小。

在可选的实施方式中，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，所述太阳轮与所述第二壳体可转动地连接，所述太阳轮上的外花键与所述第二锥螺伞轴上的内花键啮合；所述行星轮可转动地安装于所述行星架上，所述行星轮同时与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述齿圈固定于所述第二壳体；所述行星架与所述连接座连接。

基于上述方案，第一锥螺伞轴和第二锥螺伞轴配合，使得永磁电机的转轴和太阳轮能够垂直设置，从而合理利用直交轴减速机内部空间，提高整体结构紧凑性，减小整体体积。

在可选的实施方式中，所述连接座上设置有第一花键轴，所述行星架上设置有第二花键轴，所述第一花键轴与所述第二花键轴卡接配合。

基于上述方案，通过第一花键轴和第二花键轴插接配合实现动力传输，便于装配，且结合牢固可靠，不易打滑，动力损失小，节能降本。

在可选的实施方式中，所述第一花键轴设置为外花键轴，所述第二花键轴设置为内花键轴。

基于上述方案，将连接座上的第一花键轴插接在行星架上的第二花键轴内，配合紧密。

在可选的实施方式中，所述连接座与所述滚筒采用法兰结构固定连接。

基于上述方案，连接座和滚筒的连接方式简单可靠，便于装配，装配效率高，装配成本低。

在可选的实施方式中，所述制动器与所述永磁电机的输出轴的尾端连接，用于制动所述输出轴。

基于上述方案，通过将制动器设于永磁电机的输出轴的尾端，当制动时，永磁电机的输出轴能够第一时间停止转动，制动距离短，制动反应时间快，不易出现延时制动，利于操控。

在可选的实施方式中，所述第一壳体与所述第二壳体通过法兰结构固定连接。

基于上述方案，第一壳体和第二壳体的连接方式简单可靠，装配方便，装配效率高，装配成本低。

在可选的实施方式中，所述第一壳体和所述第二壳体之间设置有密封圈，所述第一壳体和所述第二壳体配合限定出储油腔室。

基于上述方案，第一壳体和第二壳体的连接位置处的密封效果好，不易泄漏，运行稳定可靠。且润滑系统可以共用，简化整体结构，减少油液损失，发热量降低，振动噪声减小。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的门机起升永磁齿轮驱动系统，与现有技术的异步电机相比，永磁电机具有转速调节灵活、启动电流小和效率高等特点，且永磁电机主要是通过变频器进行转速调节，调节方便灵活，相应速度快，调控准确。同时，采用永磁电机，工作时转速下降，从而带动了齿轮箱输入转速以及速比下降，故与现有技术的门机起升机构驱动形式相比，减速机搅油损失减少，发热量降低，振动噪声减小。通过采用永磁电机与直交轴减速机设置为一体式结构，省去了联轴器，在减少零部件、降低维护成本、减少故障率、减轻重量和节省空间的同时，依旧能满足门机起升机构的使用要求。

此外，直交轴减速机输出端采用花键连接的方式代替原先鼓形齿轴套与滚筒轴相连接，这种方式能有效避免鼓形齿轴套易出现的严重磨损及断齿的问题。

此外，制动器安装在电机轴尾端，实现零速制动，制动距离短，制动响应及时，设备整体的可靠性及安全性得到大幅提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有技术的门机起升驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的门机起升永磁齿轮驱动系统的结构示意图。

图标:

100-永磁电机；110-第一壳体；200-直交轴减速机；210-第二壳体；220-第一花键轴；300-连接座；310-第二花键轴；320-第一法兰盘；400-滚筒；410-第二法兰盘；500-制动器；600-变频控制柜。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有技术中，门机起升驱动系统通过异步电机带动联轴器运动实现扭矩的传输，使得多级减速器的转速高，搅油损失大，润滑效果差，发热量高，整机运行异响大。此外，传动链长，动能损失大，故障点多，故障率较高。

鉴于此，设计者提供了一种门机起升永磁齿轮驱动系统，结构简单，零部件少，传动链短，故障率低，维护成本低。同时，转速降低，搅油损失小，润滑效果好，发热量低，噪音小。

请结合图2，本实施例中，门机起升永磁齿轮驱动系统，包括永磁电机100、直交轴减速机200、连接座300、滚筒400、制动器500和变频控制柜600。永磁电机100的第一壳体110与直交轴减速机200的第二壳体210直接连接，永磁电机100的输出轴与直交轴减速机200的输入部连接，直交轴减速机200的输出部与连接座300连接，连接座300与滚筒400连接；制动器500与永磁电机100的转轴连接。变频控制柜与永磁电机电连接，以调节永磁电机的转速。

承上述，本实施例提供的门机起升永磁齿轮驱动系统的工作原理如下：

运行时，制动器500处于非制动状态，通过启动变频控制柜，带动永磁电机的转轴转动，永磁电机100的输出轴转动，将扭矩传输至直交轴减速机200的输入部，并且在直交轴减速机200实现速比调节后将扭矩从输出部输出，通过连接座300带动滚筒400转动，最终实现扭矩输出。与现有技术的异步电机相比，永磁电机100具有转速调节灵活、启动电流小和效率高等特点，且永磁电机100主要是通过变频器进行转速调节，调节方便灵活，相应速度快，调控准确。同时，采用永磁电机100，工作时转速下降，从而带动了齿轮箱输入转速以及速比下降，故与现有技术的门机起升机构驱动形式相比，减速机搅油损失减少，发热量降低，振动噪声减小。通过采用永磁电机100与直交轴减速机200设置为一体式结构，省去了联轴器，在减少零部件、降低维护成本、减少故障率、减轻重量和节省空间的同时，依旧能满足门机起升机构的使用要求。

以下实施例对本申请提供的门机起升永磁齿轮驱动系统的细节以举例的方式展开说明。

本实施例中，可选的，直交轴减速机200包括螺伞级齿轮机构和行星齿轮机构，螺伞级齿轮机构与行星齿轮机构传动连接，螺伞级齿轮机构与永磁电机100的输出轴传动连接，行星齿轮机构与连接座300连接。螺伞级齿轮机构和行星齿轮机构配合，既能够起到减速作用，并且运行稳定可靠，故障率低。

例如，本实施例中，螺伞级齿轮机构包括相啮合的第一锥螺伞轴和第二锥螺伞轴，第一锥螺伞轴集成于永磁电机的输出轴上，第二锥螺伞轴与行星齿轮机构连接。螺伞级齿轮机构通过两个齿轮轴配合实现速度调节，结构简单，零部件少，便于装配，且整体结构紧凑，体积小，占用空间小。

应当理解，在其他实施例中，螺伞级齿轮机构还可以调整为多级平行级齿轮机构，实现速比的调节。多根齿轮轴均为平行设置，且每个齿轮轴上的齿部均为直齿结构。

本实施例中，可选的，行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，太阳轮与第二壳体可转动地连接，太阳轮上的外花键与第二锥螺伞轴上的内花键啮合；行星轮可转动地安装于行星架上，行星轮同时与太阳轮和齿圈啮合，齿圈固定于第二壳体210；行星架与连接座300连接。第一锥螺伞轴和第二锥螺伞轴配合，使得永磁电机的转轴和太阳轮能够垂直设置，从而合理利用直交轴减速机200内部空间，提高整体结构紧凑性，减小整体体积。

本实施例中，可选的，连接座300具有相对的第一侧和第二侧，连接座300的第一侧设置有第一花键轴220，行星架上设置有第二花键轴310，第一花键轴220与第二花键轴310卡接配合。连接座300的第二侧设置有第一法兰盘320。

应当理解，通过第一花键轴220和第二花键轴310插接配合实现动力传输，便于装配，且结合牢固可靠，不易打滑，动力损失小，节能降本。

例如，本实施例中，第一花键轴220设置为外花键轴，第二花键轴310设置为内花键轴。将连接座300上的第一花键轴220插接在行星架上的第二花键轴310内，配合紧密，装配便捷灵活。

可选的，滚筒400的一端集成有第二法兰盘410，连接座300上的第一法兰盘320与滚筒400上的第二法兰盘410通过螺栓固定连接。连接座300和滚筒400的连接方式简单可靠，便于装配，装配效率高，装配成本低。并且，第一法兰盘320和第二法兰盘410通过螺栓固定后，二者不易相对转动，结合牢固，利于扭矩的传输。

本实施例中，可选的，制动器500与永磁电机100的输出轴的尾端连接，用于制动输出轴。通过将制动器500设于永磁电机100的输出轴的尾端，当制动时，永磁电机100的输出轴能够第一时间停止转动，制动距离短，制动反应时间快，不易出现延时制动，利于操控。

本实施例中，可选的，第一壳体110与第二壳体210通过法兰结构固定连接。第一壳体110和第二壳体210的连接方式简单可靠，装配方便，装配效率高，装配成本低。

进一步的，第一壳体110和第二壳体210之间设置有密封圈，第一壳体110和第二壳体210配合限定出储油腔室。第一壳体110和第二壳体210的连接位置处的密封效果好，不易泄漏，运行稳定可靠。且润滑系统可以共用，简化整体结构，减少油液损失，发热量降低，振动噪声减小。

本实施例提供的门机起升永磁齿轮驱动系统具有至少如下优点：

1、采用永磁电机100代替异步电机，取消联轴器、鼓形齿轴套，采用永磁电机100与齿轮传动系统一体的结构，整体转速下降，搅油损失减少，发热量低，系统整体效率提高、减少零部件、降低维护成本、降低故障率、减轻重量、节省空间；2、振动噪声低；3、制动器500安装位置由减速机高速端到安装在电机轴尾端，实现了零速制动，设备整体的可靠性及安全性得到大幅提升。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于，包括：

永磁电机(100)、直交轴减速机(200)、连接座(300)、滚筒(400)、制动器(500)和变频控制柜，所述永磁电机(100)的第一壳体(110)与所述直交轴减速机(200)的第二壳体(210)直接连接，所述永磁电机(100)的输出轴与所述直交轴减速机(200)的输入部连接，所述直交轴减速机(200)的输出部与所述连接座(300)连接，所述连接座(300)与所述滚筒(400)连接；所述制动器(500)与所述永磁电机(100)的转轴连接；所述变频控制柜与所述永磁电机(100)电连接，以调节所述永磁电机的转速。

2.根据权利要求1所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述直交轴减速机(200)包括螺伞级齿轮机构和行星齿轮机构，所述螺伞级齿轮机构与所述行星齿轮机构传动连接，所述螺伞级齿轮机构与所述永磁电机(100)的输出轴传动连接，所述行星齿轮机构与所述连接座(300)连接。

3.根据权利要求2所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述螺伞级齿轮机构包括相啮合的第一锥螺伞轴和第二锥螺伞轴，所述第一锥螺伞轴集成于所述永磁电机的输出轴上，所述第二锥螺伞轴与所述行星齿轮机构连接。

4.根据权利要求3所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，所述太阳轮与所述第二壳体可转动地连接，所述太阳轮上的外花键与所述第二锥螺伞轴上的内花键啮合；所述行星轮可转动地安装于所述行星架上，所述行星轮同时与所述太阳轮和所述齿圈啮合，所述齿圈固定于所述第二壳体(210)；所述行星架与所述连接座(300)连接。

5.根据权利要求4所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述连接座(300)上设置有第一花键轴(220)，所述行星架上设置有第二花键轴(310)，所述第一花键轴(220)与所述第二花键轴(310)卡接配合。

6.根据权利要求5所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述第一花键轴(220)设置为外花键轴，所述第二花键轴(310)设置为内花键轴。

7.根据权利要求1所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述连接座(300)与所述滚筒(400)采用法兰结构固定连接。

8.根据权利要求1所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述制动器(500)与所述永磁电机(100)的输出轴的尾端连接，用于制动所述输出轴。

9.根据权利要求1所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述第一壳体(110)与所述第二壳体(210)通过法兰结构固定连接。

10.根据权利要求9所述的门机起升永磁齿轮驱动系统，其特征在于：

所述第一壳体(110)和所述第二壳体(210)之间设置有密封圈，所述第一壳体(110)和所述第二壳体(210)配合限定出储油腔室。