CN103375541B - 架空索道自制动摆线减速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及架空索道减速装置技术领域，一种架空索道自制动摆线减速器，包括立式机座、电机、联接筒、制动件与传动件，所述传动件包括输入轴、偏心轴承、行星轮、内摆线齿圈及输出机构，其特征在于：电机、联接筒、内摆线齿圈及立式机座顺次联接一体，机座中央凸缘联接圆罩，偏心轴承外圆有带挡边的外套圈，两侧轮与中间轮相位差180°，两侧轮宽等于中间轮一半，机座上装有油尺，内摆线齿圈顶部装的通气帽高出顶部50～60mm，通气帽主排气道φ25～φ35mm，制动件包括两组V型槽盘机构、摩擦副与复位弹簧。有益效果：(1)制动力矩随阻力矩增加而自动增；(2)输入轴上的回转质量处于静、动平衡状态，传动平稳；(3)比STJ、HZL轻40-50％。
Description
【技术领域】
本发明涉及架空索道减速装置技术领域，一种架空索道自制动摆线减速器。
【背景技术】
架空索道广泛应用于矿山运输及险峰旅游景区，减速装置是架空索道中一个极为重要的部件，高可靠性减速装置可以保护成千上万人生命及财产的安全。背景技术有三种：
(1)STJ型架空索道减速机(见成大先《机械设计手册》卷4.16-235页)：STJ型减速器由弧锥齿轮传动和圆柱行星齿轮减速机组合而成，为三级立式传动，STJ型主要适用于架空索道，也可用于其他机械设备，特别是较大功率的立式传动。缺点是：结构复杂、维修不方便，锥齿轮副与行星减速部件价高(是摆线的2-2.5倍)及可靠性不稳定，因为渐开线齿根是应力集中处，在渗碳淬火与磨削时，极易出现微细裂纹导致轮齿折断；
(2)双入式架空索道行星减速装置(ZL200520111177.5)：双电机输入、弧锥齿轮-圆柱行星三级立式传动，缺点是：发明人认为当其中一电机发生故障时减速器不会停止工作，这只能在负载小于额定的50％时，减速器才能正常转动，否则，单台电机根本无法驱动减速器。因此可以断定双电机输入不具创造性，没实用价值。其它缺点与STJ相同；
(3)HZL星轮减速器(JB/T8712-1998、JB/T7344-1994)：系现有渐开线少齿差的改进：内齿圈输出；销轴式输出机构的柱销改为双偏心轴，轴上装有四只调心滚子轴承，发明人将此叫做滚动星轮，四只轴承中分别支承于两侧支承盘与两片行星轮销孔中，由于行星轮很宽，因此在每一销孔中加了一只称为辅助轴承。缺点是：结构复杂、维修极不方便，星减速部器价格比行星减速器要高出20-30％。网上可查到某公司的架空索道HZL星轮减速器：额定功率80kW、输入转速1500rpm、许用扭矩：80000N.m，当前价：200000元/台。
【发明内容】
本发明目的提供结构简单、检查、修理方便、价格低、效率相同及运行可靠的单级立式摆线取代背景技术，一种架空索道自制动摆线减速器。
据中国索道协会论文《分析故障原因寻求治理途径》认为：立式索道减速器的最主要问题是漏油；内蒙兴华机械制造厂、北京慕田峪…的《进口客运索道减速机国产化改造的探索》指出：索道减速机的主要问题是发热、漏油；中国索道2002.9《谈谈索道驱动机械减速机的润滑》提出：索道减速机安全运行取决于能否及时发现减速机内油品与油量的变化。
(A)用单级摆线减速取代三级减速的理论依据是二者机械效率相同：《齿轮手册》(上)8-3页：摆线η＝0.93～0.95；朱孝录《齿轮传动设计手册》6页、《齿轮手册》上1-12页：摆线效率η＝0.9～0.98≈0.94。由于内、外齿为纯滚动啮合且润滑状态良好，比之摆线针轮，承载能力约提高50％(沈培基《摆线等距线齿轮传动副及其装置》15页)，但考虑内齿圈的加工精度，按提高三分之一计算较合理。
技术方案：(1)立式机座中央凸缘的圆环面上联接一圆罩用来罩住轴承，防止润滑油进入轴承从油封处漏出；(2)偏心轴承外套圈挡边使摆线轮在垂直方向能够定位，避免摆线轮与隔圈之间发生摩擦，导致油温升高；(3)立式机座上装有油尺，便于快速检查油品、油量；(4)内摆线齿圈顶部装的通气帽高出50～60mm，通气帽主排气道以保证减速机内腔油压与环境相等而避免漏油；
(B)单级摆线减速制动技术方案：制动件中的两组钢球V型槽装置是钢球V型槽自动加压装置改进的(见于阮忠唐《机械无级变速器》90页)：第一组由主动V型槽盘、中间盘一侧从动V型槽盘及二V型槽面间的钢球组成，中间盘与锥盘联接；第二组由中间盘另一侧主动V型槽盘、第二从动V型槽盘及二V型槽面中间的钢球组成。工作原理：通电时，第一组主动V型槽面对钢球产生正压力，其轴向分力推动中间盘从动V型槽盘使摩擦副分离，制动力矩消失，其周向分力驱动与第二组从动V型槽盘联接的输出轴作功；断电时，输入轴仃止，阻力矩使第二从动V型槽面对钢球产生正压力，其轴向分力使摩擦副压紧，制动力矩要多大有多大。
【有益效果】比照背景技术，其创造性体现在：
(1)制动力矩随阻力矩增加而自动增；
(2)摆线传动平稳、永不断齿高可靠度、内、外摆线齿为滚动啮合，使用寿命长；
(3)输入轴上的回转质量处于静平衡、动平衡状态，使传动更平稳；
(4)本发明单级摆线索道减速器与背景技术：STJ型、HZL型比较见下表：
【附图说明】
图1.本发明实施例结构示意图
图2、3分别为钢球与V型槽断电(制动)、通电(作功)时受力原理图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.2.与3.一种架空索道自制动摆线减速器，包括立式机座1、电机23、联接筒16、制动件与传动件，传动件包括输入轴17、三偏心轴承、三摆线轮、内摆线齿圈29及输出机构，输出机构包括输出轴3、柱销13及柱套，输出轴3由第一轴承2支承在立式机座1内孔，输入轴17由第二轴承28支承在联接筒16内孔，其特征在于：
所述电机23、联接筒16、内摆线齿圈29及立式机座1顺次联接一体；
三偏心轴承中：两侧相同的第一、三偏心轴承b、f为带挡边的第一外套圈6、一只NUP圆柱滚子轴承4及内偏心套的组装件，中间的第二偏心轴承d为带挡边的第二外套圈8、二只NUP圆柱滚子轴承4及内偏心套的组装件；
输入轴17轴伸端的组合挡圈a与输入轴17轴肩之间顺次装配第一偏心轴承b、第一隔圈c、第二偏心轴承d、第二隔圈e、第三偏心轴承f，组合挡圈a包括圆环片与弹性挡圈，依靠套圈挡边使摆线轮在垂直方向能够定位，以避免摆线轮与隔圈间发生摩擦，导致油温升高；
三摆线轮中：两侧相同的第一、三摆线轮9、12与中间的第二摆线轮11相位差180°，两侧第一、三摆线轮9、12轮宽等于中间的第二摆线轮11的一半，柱套中，第一、二及三柱套7、10、7，分别对应于第一、二及三摆线轮9、11、12，因而输入轴上的回转质量处于静平衡、动平衡状态，使传动更平稳；
立式机座1中央凸缘的圆环面上联接一圆罩5用来罩住第一轴承2，目的是防止润滑油进入轴承从油封处漏出，立式机座1上装有油尺14，操作工可随时、很方便地拉出油尺来检查机座内的油况；
内摆线齿圈29顶部联接的联接筒16法兰圈上装有通气帽15，通气帽15高出联接筒16法兰圈面50～60mm，通气帽15主排气道直径为以保证减速机内腔油压与环境相等而避免漏油；
所述制动件包括联接筒16及装置在其内腔的V型槽盘机构、摩擦副与复位弹簧19，其中V型槽盘机构设置为两组，所述摩擦副包括内锥体26与锥盘25，其中内锥体26联接在联接筒16内孔，锥盘25与中间盘24联接，摩擦副分离的间隙为轴向理论值；
两组所述V型槽盘机构中，第一主动V型槽盘22联接在电机23转子轴上，中间盘24的一侧为第一从动V型槽盘，第一主、从动V型槽盘之间有第一钢球21，第二从动V型槽盘20与输入轴17的外花键轴伸端滑动联接，中间盘24另一侧为第二主动V型槽盘、二V型槽之间有第二钢球27，第一、二钢球21、27均布的钢球数量与其两侧V型槽盘的V型槽数相等；
复位弹簧19的一端靠紧杯型弹簧座18内底，复位弹簧19另一端靠紧第二从动V型槽盘20端面，复位弹簧19使锥盘25与内锥体26摩擦副压紧，所述杯型弹簧座18的外端面紧靠输入轴17轴肩，杯型弹簧座18开口端与第二从动V型槽盘20之间的间隙等于摩擦副分离的轴向理论值。
制动原理：通电时，与电机23转子轴的第一主动V型槽盘22型槽面对钢球21正压力：轴向分力推动中间盘24从动V型槽盘使摩擦副分离，制动力矩消失；周向分力驱动与第二从动V型槽盘20键联接的输入轴17作功。显然第一组钢球V型槽装置功能是离合器，第二组钢球V型槽装置功能是联轴器；当断电时，电机转子23轴仃止，阻力矩使第二从动V型槽盘20的V型槽面对钢球27正压力，其轴向分力使摩擦副压紧，因而制动力矩大。
Claims (1)
1.一种架空索道自制动摆线减速器，包括立式机座(1)、电机(23)、联接筒(16)、制动件与传动件，传动件包括输入轴(17)、三偏心轴承、三摆线轮、内摆线齿圈(29)及输出机构，输出机构包括输出轴(3)、柱销(13)及柱套，输出轴(3)由第一轴承(2)支承在立式机座(1)内孔，输入轴(17)由第二轴承(28)支承在联接筒(16)内孔，其特征在于：
所述电机(23)、联接筒(16)、内摆线齿圈(29)及立式机座(1)顺次联接一体；
三偏心轴承中：两侧相同的第一、三偏心轴承(b、f)为带挡边的第一外套圈(6)、一只NUP圆柱滚子轴承(4)及内偏心套的组装件，中间的第二偏心轴承(d)为带挡边的第二外套圈(8)、二只NUP圆柱滚子轴承(4)及内偏心套的组装件；
输入轴(17)轴伸端的组合挡圈(a)与输入轴(17)轴肩之间顺次装配第一偏心轴承(b)、第一隔圈(c)、第二偏心轴承(d)、第二隔圈(e)、第三偏心轴承(f)，组合挡圈(a)包括圆环片与弹性挡圈；
三摆线轮中：两侧相同的第一、三摆线轮(9、12)与中间的第二摆线轮(11)相位差180°，两侧第一、三摆线轮(9、12)轮宽等于中间的第二摆线轮(11)的一半，柱套中，第一、二及三柱套(7、10、7)，分别对应于第一、二及三摆线轮(9、11、12)；
立式机座(1)中央凸缘的圆环面上联接一圆罩(5)用来罩住第一轴承(2)，立式机座(1)上装有油尺(14)；
内摆线齿圈(29)顶部联接的联接筒(16)法兰圈上装有通气帽(15)，通气帽(15)高出联接筒(16)法兰圈面50～60mm，通气帽(15)主排气道直径为φ25～φ35mm；
所述制动件包括联接筒(16)及装置在其内腔的V型槽盘机构、摩擦副与复位弹簧(19)，其中V型槽盘机构设置为两组，摩擦副包括内锥体(26)与锥盘(25)，其中内锥体(26)联接在联接筒(16)内孔，锥盘(25)与中间盘(24)联接，摩擦副分离的间隙为轴向理论值；
两组所述V型槽盘机构中，第一主动V型槽盘(22)联接在电机(23)转子轴上，中间盘(24)的一侧为第一从动V型槽盘，第一主、从动V型槽盘之间有第一钢球(21)，第二从动V型槽盘(20)与输入轴(17)的外花键轴伸端滑动联接，中间盘(24)另一侧为第二主动V型槽盘、二V型槽之间有第二钢球(27)，第一、二钢球(21、27)均布的钢球数量与其两侧V型槽盘的V型槽数相等；
复位弹簧(19)的一端靠紧杯型弹簧座(18)内底，复位弹簧(19)另一端靠紧第二从动V型槽盘(20)端面，复位弹簧(19)使锥盘(25)与内锥体(26)摩擦副压紧，所述杯型弹簧座(18)的外端面紧靠输入轴(17)轴肩，杯型弹簧座(18)开口端与第二从动V型槽盘(20)之间的间隙等于摩擦副分离的轴向理论值。
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