技术领域
[0001] 本
发明涉及机械减速技术领域,一种高承载力制动式三片-内摆线减速器。
背景技术
[0002] 矿山提升机、各种
起重机最需要是带制动减速器,然背景技术Q系列定轴及ZK系列行星减速器必须配制动
电机或另装制动器,这是现代减速器技术领域的一大空白。
发明内容
[0003]
发明人志在建立起一系列制动减速器发明
专利,以适应矿井、
钢铁、
冶金及运输等工业部
门的需要,从而填补我国减速器技术领域的空白。特别是一种造价低、使用寿命长
(一般为10-15年)的高承载力制动式三片-内摆线减速器。
[0004] 技术方案
[0005] 四十多年实践证明,摆线价格低、摆线轮永不断齿而具有很大的承载能力。认真研究发现减速器
箱体既具高机械强度又有大空间,因此箱体内安装制动器是很有价值的创
新。
[0006] (A)大承载力技术方案:(1)将普通二片式改进为三片式,中间一片轮宽等于两侧轮宽的两倍,且与两侧摆线轮
相位角仍为180°,运转时三片轮的
惯性力和惯性力矩理论上
完全平衡;(2)摆线传动中用内摆线齿圈取代由针齿壳、针齿及针齿套构成的针轮。其优
点:结构简单、另件少、单级减速比很大,减速比大于59时毋须抽齿,同时由于内齿摆线齿
圈与
外齿摆线轮为纯滚动
啮合,因此在输入功率相同情况下,体积降低1个等级。比照普通
摆线
接触强度计算结果,表明内摆线减速器承载能力可提高100-200%;
[0007] (B)制动技术方案:由钢球V型槽机构、
摩擦副与
压缩弹簧组成,其中:钢球V型槽机构是机械无级变速重要部件,包括主、从动V型槽盘与居中的钢球,其自身具有离合与联
轴器两功能。其工作原理是:当通电时,
输入轴上主动V型槽盘的V型槽面对钢球产生
正压力:其轴向分力推动从动V型槽盘,于是摩擦副分离,制动力矩消失;其周向分力用以驱动
与从动V型槽盘联接的
输出轴,经减速后输出作功;断电时输入轴仃止转动,
压缩弹簧的轴
向力迅速使摩擦副结合产生制动力矩使机构即处于稳定制动状态。
[0008] 有益效果:
[0009] (1)内摆线传动件的承载能力提高100-200%;
[0010] (2)由于制动件装在减速器
机体端盖内,因而制动时无火花,使用性能可靠;
[0011] (3)内摆线齿圈转动输出轴结构使啮合副处于良好润滑状态,大大延长了使用寿命;
[0012] (4)结构简单、机加工工艺性能好、制造成本约为行星减速器的35-45%;
[0013] (5)运转时三片轮的惯性力和惯性力矩理论上完全平衡。
[0014]
附图说明 图1,本发明
实施例结构示意图
[0015] 具体实施方式 下面结合附图对本发明详加描述:
[0016] 参照图1.一种高承载力制动式三片-内摆线减速器,其特征在于:由装在箱体(3)内的摆线传动件与装在端盖(13)内制动件组成,所述端盖(13)联接在
机架(5)上,所
述机架(5)
法兰联接在箱体(3)输入端面上,所述机架(5)将摆线传动件与制动件隔开,其
中:
[0017] (A)制动件由装在端盖(13)内孔的输入轴(10)、装在输入轴(10)上的主动V型槽盘(11)、从动V型槽盘(21)、置于二V型槽之间的钢球(12)、摩擦副及
复位弹簧(8)组成,
所述的钢球均布在
保持架上,所述的钢球数与主、从动V型槽盘槽数相等,所述摩擦副由固
定在机架(5)内孔内锥体(6)与锥盘(7)组成,所述锥盘(7)和从动V型槽盘(21)内
花键与轴(9)外花键滑配,所述的复位弹簧(8)一端靠紧轴(9)的轴肩上,另一端靠紧锥盘(7)
端面上使锥盘(7)与内锥体(6)圆锥摩擦面压紧,其工作原理是:当通电时,主动V型槽盘
(11)的V型槽面对钢球(12)产生正压力,其轴向分力推动从动V型槽盘(21)与锥盘(7),
于是摩擦副分离,制动力矩消失,其周向分力经钢球(12)、从动V型槽盘(21)
驱动轴(9),
经摆线传动件减速输出作功;断电时输入轴仃止转动,压缩弹簧迅速使摩擦副处于制动力
矩等于1.5-2倍额定力矩状态。制动件的优点是:离、合灵敏,无火花安全可靠,制动力矩恒
定。
[0018] (B)摆线传动件由装在轴(9)轴伸端上的偏心
轴承a、b、c、三片摆线轮(15、16、17)、内摆线齿圈(4)、柱销(14)与柱套(18、20)、输出轴(1)及装在箱体(3)内孔二支承轴
承(2)组成,所述的三片摆线轮中两侧摆线轮(15)与摆线轮(17)等厚度,中间摆线轮(16)
厚度为两侧摆线轮的两倍,所述中间摆线轮(16)与两侧摆线轮(15、17)相位角错开180°,
所述的柱销(14)一端紧配在机架(5)均布孔中,另一端上装有一只均载环(19),所述的内
摆线齿圈(4)联接在输出轴(1)圆盘上。
[0019] 将普通二片式改进为三片式,中间一片轮宽等于两侧轮宽的两倍,且与两侧摆线轮相位角仍为180°,运转时三片轮的惯性力和惯性力矩理论上完全平衡。
[0020] 内摆线齿圈转动使
轮齿啮合副处于良好润滑状态,同时由于是凹-凸啮合,当量
曲率半径小,因而其承载能力高于普通摆线。
[0021] 由于普通摆线轮齿-针齿接触强度计算较简单而可作为比照。
[0022] 现以X12型为例:N=180kW,n1=1000rpm,i=59,T2=101420Nm,Rz=325mm,e=3.50,
[0023] K1=0.646,K2=1.70,最大接触系数:Y1max=1.407,摆线轮齿宽b=80mm,针0.5
齿半径rz=10.0,针齿与摆线轮的接触
应力σJmax=900(YmaxT/b) /(Rz)=
[0024] =900(1.407×1014210/8.0)0.5/(32.5)=11696(kg/cm2)=1147(MPa)<[σH]=1617(MPa)根据徐灏《机械设计手册》卷1.4-289页:
[0025] 钢-钢的许用接触应力[σH]=1336(MPa)(HB500-500)、1617(MPa)(HB600-600)
[0026] 而摆线减速器中最大机型8275的最大承载能力仅为39400(Nm)(见成大先《机械设计手册卷4.16-154页),因此可得出结论:半埋齿针销使摆线传动件的承载能力提高
100-200%。
[0027] 为了与现有的
制动盘或、或与制动电机、或与
电磁制动器进行比较特附下表:
[0028] 附:圆锥摩擦副计算表
[0029])n
im/r ) 0 s/m9 )
057( mN(5 5 51/ 9 1 91 .a1/ mN(1 00
7LKZ 9502 1262 .841 006 .926 .075 3531 4.2. 15.0 8203 12φ
) 0 s/m3 )
mN(0 11/ 9 1 7 .32/ mN(1 00
5LKZ 5511 3011 111 544 .664 .324 6767 15.2 84.0 0411 71φ
s/m
)mN 58/ 5 5 8.71 )mN 0
3LK 22 (289 2.5 04 9.65 0.32 2835 15. /25. (816 821
Z 5 4 8 3 3 3 4 2 0 5 φ
) 8 ) )a s/m )
1 mN(3 5/ 65. 44. N(21 PM(1 21/9 mN(1 02
LKZ 361 551 85 032 142 812 902 5.2 5.0 991 9φ
式 04=i,nim/r0001,)Wk(N率 )mN(T矩 333.0 )800.0/T(≈d径 pD52.0=b/,d0.4≈pD径中 αnis b+D=D径大p2 αnis b-D=D径小p1 )pDμ(÷∑T0002=Q力向 22 )aPM()D-D(π÷Q4=12 2333.0- s/m52≤v/ v853. 2 )3=P(β0002/KvKPμbDpTpp 径外器速减机升提井矿
公 功 扭 轴 锥 锥 锥 轴 p 1 π 列
算 入 入 入 擦 擦 擦 需 压 = = 系
计 输 输 输 摩 摩 摩 所 比 vK T p KZ
[0030] 计算表中:Tp为圆锥摩擦副承载力矩,系数∑=μcosα+sinα=0.542
[0031] (1)铁基
粉末冶金摩擦副:许用压强Pp=1.2~3.0MPa,
摩擦系数μ=0.3~0.4=0.35,
[0032] 摩擦角Φ=tg-1μ=19.3°,许用应力σp=19.6~29.4MPa=25(
铸铁);
[0033] (2)圆锥摩擦副:α=8°~15°=11.5°(金属~金属),
[0034] 锥面
母线长度b=(0.15~0.25)Dp=0.25Dp,Dp≈(4~6)d=4d,
[0035] 摩擦副脱开行程x=δ/sinα=2.50mm(间隙δ=0.5~1.0=0.50,无衬层),
[0036] (3)(分离)接合系数KT=1.0(每小时结合次数≤120),
[0037] 安全系数β=1.2~1.5=1.50。