CN203363053U - 一种采用粘性传动的行星调速装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用粘性传动的行星调速装置，包括箱体、高速输入轴和负载输出轴，所述高速输入轴与负载输出轴之间通过减速齿轮副相连，所述高速输入轴上设置有油膜离合器和太阳轮，所述太阳轮与行星轮系相啮合，所述行星轮系包括两个行星轮架及安装在所述行星轮架上的行星轮，所述两个行星轮及与之对应的行星轮分别位于所述高速输入轴的上下两侧。本实用新型采用液体粘性传动调速方式，调速平稳，可控性高，具有无级调速功能，可使负载在不同速度下运行以满足各种工况需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种调速装置，尤其涉及一种采用粘性传动的行星调速装置。
背景技术
带式输送机作为输送能力最大的连续运输机械之一，是现代物料运输应用十分广泛的设备，因其具备较强的连续输送能力、适应性强、运行平稳、结构简单、能耗量低、对物料的破碎小、对环境污染小、管理及维护方便、投资费用较低等优点而被广泛应用于港口、冶金、电力及煤矿等领域。近几年随着生产自动化水平的不断提高，对带式输送机的要求也逐渐提高，带式输送机的运距、运量、功率以及速度都向着更高层次发展，使得对带式输送机启动装置的要求也越来越高，包括发热量、体积大小、调速性能以及生产成本等。
随着带式输送机启动装置的发展，应用在带式输送机上的软启动装置种类也越来越多，如何选择稳定、节能、调速效果好的传动装置已经成为带式输送机使用过程中所需面对的关键问题。目前常用的驱动组合方式包括：
1、液力偶合器和减速器：液力偶合器是依靠液体为介质来传递功率的液力传动装置，该装置可以实现负载的空载启动以及调速，液力耦合器可以分为限矩型液力耦合器和调速型液力耦合器两种，其中，调速型的液力耦合器主要用于大型负载，例如长距离大运量带式输送机。现有的调速型液力耦合器结构简单，能够根据主参数任意调节启动时间，没有机械磨损，能够在环境恶劣的条件下工作，使用寿命较长，容易实现带式输送机的自动控制且操作维护方便，但是，该装置的调节精度较低，难以实现理想的启动曲线，而且存在不稳定区域，此外，调速型液力耦合器在正常工作时，总有3%-5%的滑差，这样不仅会造成能量浪费，而且也会造成工作介质发热，降低装置的使用寿命。
2、液粘软启动***和减速器：液体粘性软启动装置是集电气、机械、液压于一体的软启动装置，它利用摩擦片之间油膜的粘性剪切力来传递扭矩，该装置能够保证电动机的空载启动，减小对机械及电网的冲击，有效解决了带式输送机的重载启动问题，在带式输送机过载时还能实现过载保护，以及一定程度的实现多电机驱动功率平衡问题，但是，它同时也存在诸多缺点，例如，电液***比较复杂，低速大滑差，工况调速不稳定，如果采用本体与液压站分体的形式，还会出现体积大，结构不紧凑的问题。
3、交流电机变频调速***：其主要由功率器件GBT绝缘栅极可控晶体管以及电抗器与控制器组成，其工作原理是基于进入功率器件交流电源的频率变化，通过控制器调节功率器件里的绝缘栅极来改变交流电源的频率来实现调速。该变频调速***的调速精度较高，调速范围较大，但它同时也存在诸多缺陷，例如，对环境温度以及清洁度的要求比较高；井下作业时，高压、大功率器件的发热问题比较难以解决；高次谐波对电网的干扰问题尤为严重；价格昂贵，成本较高等。
4、CST可控启动装置：该装置是采用液体粘性技术来实现传动的可控启动***，其电动机通过输入轴经两级减速把动力和扭矩传递给负载，CST可控启动装置成功解决了带式输送机的启动以及功率平衡等问题，并且调速精度高、变速运行稳定。但是，CST为进口产品，价格昂贵，且后期的运行维护成本较高，此外，CST应用在低速轴上，使得软启动部分的装置体积较大，而且稳定运行时，行星架转动输出，使得CST内部发热量大，降低了装置的使用寿命。
由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
实用新型内容
本实用新型为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种采用粘性传动的行星调速装置。
一种采用粘性传动的行星调速装置，包括箱体、高速输入轴和负载输出轴，所述高速输入轴与负载输出轴之间通过减速齿轮副相连，所述高速输入轴上设置有油膜离合器和太阳轮，所述太阳轮与行星轮系相啮合，所述行星轮系包括两个行星轮架及安装在所述行星轮架上的行星轮，所述两个行星轮架及与之对应的行星轮分别位于所述高速输入轴的上下两侧。
所述油膜离合器的输入端包括转动盘、与转动盘固连的内齿毂及与所述内齿毂相连的主动摩擦片；所述油膜离合器的输出端包括从动摩擦片，所述从动摩擦片与上述行星轮架相连，所述主动摩擦片和从动摩擦片共同组成摩擦副。
所述油膜离合器还包括油缸、控制油管路、润滑油管路、活塞组件以及复位弹簧，所述控制油管路控制液压油导入所述油缸，所述润滑油管路可将润滑油导入上述主动摩擦片和从动摩擦片所在的空间内。
所述行星轮内穿接有行星轮轴，所述行星轮的一端为大径齿轮，另一端为小径齿轮，所述大径齿轮与小径齿轮一体固连；上述太阳轮与大径齿轮相啮合。
所述行星轮轴、高速输入轴以及负载输出轴的轴线相互平行设置。
所述减速齿轮副包括中间齿轮和输出齿轮，所述中间齿轮套置在上述输入轴上，所述输出齿轮套置在负载输出轴上；所述中间齿轮包括大径直齿轮和小径直齿轮，所述大径直齿轮与上述两个行星轮的小径齿轮相啮合，所述小径直齿轮与上述输出齿轮相啮合。
所述主动摩擦片通过内齿轮花键与上述内齿毂相连，所述从动摩擦片通过外齿轮花键与上述行星轮架相连。
所述行星轮轴与大径齿轮之间设置有深沟球轴承，所述行星轮轴与小径齿轮之间设置有滚针轴承。
所述大径直齿轮和小径直齿轮均通过深沟球轴承与上述高速输入轴相连。
所述高速输入轴和负载输出轴均通过深沟球轴承与箱体相连。
由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：
1、本实用新型中油膜离合器的主、从动摩擦片之间的相对转速较低，摩擦片间的液压油膜为层流状，可大大提高本实用新型的调速精度和调速稳定性，使负载按照设定的速度、加速度曲线平稳启动，为带式输送机的长期平稳运行提供了有力的保障。
2、本实用新型不仅具有普通减速器的减速功能，还具有使大型负载缓慢启动与无级调速的功能，可使负载在不同速度下运行从而满足各种工况的要求。
3、本实用新型可实现电动机的空载启动，对电网和机械***的冲击小，可实现带式输送机的平稳启动，对机械和电气部分起到很好的保护作用，能延长带式输送机***及其零部件的使用寿命。
4、本实用新型不仅具有过载保护功能，而且当多台电机共同驱动同一负载时，可实现各电机之间的功率平衡。
5、本实用新型采用液体粘性传动的调速方式，调速平稳，可控性高。
6、本实用新型的整体结构尺寸小，对液压***要求低，结构紧凑，节省空间。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为本实用新型的结构简图。
其中，
1、高速输入轴 2、箱体 3、控制油管路 4、内齿毂 5、行星轮架 6、摩擦副6-1、主动摩擦片 6-2、从动摩擦片 7、复位弹簧 8、行星轮 8-1、大径齿轮 8-2、小径齿轮 9、太阳轮 10、油缸 11、活塞组件 12、润滑油管路 13、深沟球轴承14、输出齿轮 15、负载输出轴 16、中间齿轮 16-1、大径直齿轮 16-2、小径直齿轮 17、滚针轴承 18、行星轮轴
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1至图3所示，一种采用粘性传动的行星调速装置，包括箱体2、高速输入轴1和负载输出轴15，所述高速输入轴1和负载输出轴15均通过深沟球轴承13与箱体2相连，所述高速输入轴1与负载输出轴15之间通过减速齿轮副相连，所述高速输入轴1上设置有油膜离合器和太阳轮9，所述太阳轮9与行星轮系相啮合，所述行星轮系包括两个行星轮架5及安装在所述行星轮架5上的行星轮8，所述两个行星轮架5及与之对应的行星轮8分别位于所述高速输入轴1的上下两侧。
所述油膜离合器的输入端包括转动盘、与转动盘固连的内齿毂4及与所述内齿毂4相连的主动摩擦片6-1，所述主动摩擦片6-1通过内齿轮花键与上述内齿毂4相连；所述油膜离合器的输出端包括从动摩擦片6-2，所述从动摩擦片6-2通过外齿轮花键与上述行星轮架5相连，所述主动摩擦片6-1和从动摩擦片6-2共同组成摩擦副；所述油膜离合器还包括油缸10、控制油管路3、润滑油管路12、活塞组件11以及复位弹簧7，所述控制油管路3控制液压油导入所述油缸10，所述润滑油管路12可将润滑油导入上述主动摩擦片6-1和从动摩擦片6-2所在的空间内。
所述行星轮8内穿接有行星轮轴18，所述行星轮8的一端为大径齿轮8-1，另一端为小径齿轮8-2，所述大径齿轮8-1与小径齿轮8-2一体固连；上述太阳轮9与大径齿轮8-1相啮合；所述行星轮轴18与大径齿轮8-1之间设置有深沟球轴承，所述行星轮轴18与小径齿轮8-2之间设置有滚针轴承17。
所述减速齿轮副包括中间齿轮16和输出齿轮14，所述中间齿轮16套置在上述输入轴1上，所述输出齿轮15套置在负载输出轴15上；所述中间齿轮16包括大径直齿轮16-1和小径直齿轮16-2，所述大径直齿轮16-1与上述两个行星轮8的小径齿轮8-2相啮合，所述小径直齿轮16-2与上述输出齿轮14相啮合；所述大径直齿轮16-1和小径直齿轮16-2均通过深沟球轴承与上述高速输入轴1相连。
所述行星轮轴18、高速输入轴1以及负载输出轴15的轴线相互平行设置。
本实用新型的工作原理可做如下简要描述：
电动机驱动高速输入轴1旋转，开始时油膜离合器控制油压为零，主、从动摩擦片之间是分离的，由于负载阻力较大，负载输出轴15是静止的，减速齿轮副也是静止的。由于主、从动摩擦片之间是分离的，两者之间无阻力，于是行星轮8在太阳轮9的带动下绕太阳轮9做公转运动，即行星轮架5绕着太阳轮9转动。当油膜离合器控制油压缓慢上升时，油膜离合器的主、从动摩擦片开始贴合，由于油膜剪切力的存在，行星轮架5在主动摩擦片6-1的制动作用下速度开始下降，随着油压的增大，行星轮架5的转速越来越低。此时，负载输出轴15开始带动负载转动，且随着油压的增大，输出转速越来越高，最后达到额定转速。在此过程中，通过调整控制油压的大小，可以调整启动时间，使其速度和加速度按照理想的曲线变化，得到理想的启动过程。
尽管本文中较多的使用了诸如高速输入轴1、控制油管路3、摩擦副6、行星轮8、油缸10、输出齿轮14、滚针轴承17、行星轮轴18等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的精神所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种采用粘性传动的行星调速装置，包括箱体、高速输入轴和负载输出轴，其特征在于：所述高速输入轴与负载输出轴之间通过减速齿轮副相连，所述高速输入轴上设置有油膜离合器和太阳轮，所述太阳轮与行星轮系相啮合，所述行星轮系包括两个行星轮架及安装在所述行星轮架上的行星轮，所述两个行星轮架及与之对应的行星轮分别位于所述高速输入轴的上下两侧。
2.根据权利要求1所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述油膜离合器的输入端包括转动盘、与转动盘固连的内齿毂及与所述内齿毂相连的主动摩擦片；所述油膜离合器的输出端包括从动摩擦片，所述从动摩擦片与上述行星轮架相连，所述主动摩擦片和从动摩擦片共同组成摩擦副。
3.根据权利要求2所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述油膜离合器还包括油缸、控制油管路、润滑油管路、活塞组件以及复位弹簧，所述控制油管路控制液压油导入所述油缸，所述润滑油管路可将润滑油导入上述主动摩擦片和从动摩擦片所在的空间内。
4.根据权利要求1所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述行星轮内穿接有行星轮轴，所述行星轮的一端为大径齿轮，另一端为小径齿轮，所述大径齿轮与小径齿轮一体固连；上述太阳轮与大径齿轮相啮合。
5.根据权利要求4所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述行星轮轴、高速输入轴以及负载输出轴的轴线相互平行设置。
6.根据权利要求4所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述减速齿轮副包括中间齿轮和输出齿轮，所述中间齿轮套置在上述输入轴上，所述输出齿轮套置在负载输出轴上；所述中间齿轮包括大径直齿轮和小径直齿轮，所述大径直齿轮与上述两个行星轮的小径齿轮相啮合，所述小径直齿轮与上述输出齿轮相啮合。
7.根据权利要求2所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于:所述主动摩擦片通过内齿轮花键与上述内齿毂相连，所述从动摩擦片通过外齿轮花键与上述行星轮架相连。
8.根据权利要求4所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述行星轮轴与大径齿轮之间设置有深沟球轴承，所述行星轮轴与小径齿轮之间设置有滚针轴承。
9.根据权利要求6所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述大径直齿轮和小径直齿轮均通过深沟球轴承与上述高速输入轴相连。
10.根据权利要求1所述的一种采用粘性传动的行星调速装置，其特征在于：所述高速输入轴和负载输出轴均通过深沟球轴承与箱体相连。
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