行星差动减速器在起重机主起升机构中的优势应用

1）目前在铸造起重机主起升机构中，较广泛地应用行星差动装置，一种是2K-H（NGW）型（见图13-24），另一种是由锥齿轮组成的2K-H（WW）型（见图13-25），均具有两个自由度。根据铸造起重机主起升机构的要求，在三个基本构件中，太阳轮和内齿圈作为输入构件，行星架作为输出构件。因此，在使用时必须确定两个输入构件的运动。当两套驱动系统正常工作时，行星差动减速器输出的转速为额定转速；当一套驱动系统工作时，行星差动减速器输出转速为额定转速的一半，从而使起升机构实现两种起升速度，以满足使用要求。

图13-24 2K-H（NGW）型行星差动减速器

采用行星差动减速器的主起升机构，是通过行星差动减速器使两套机构达到同步。主起升机构由两台或四台电动机通过梅花制动轮联轴器、行星差动减速器、传动轴及渐开线圆柱齿轮减速器驱动平行于主梁的两套卷筒工作。传动链通过行星差动减速器使两套机构达到同步，也可以实现单电动机工作的目的。当一台电动机发生故障时，脉冲编码器将检测到的信号反馈到控制系统，此时发生故障的电动机上的工作制动器抱闸制动，整个起升机构自动进入单电动机工作状态。另一台电动机通过梅花制动轮联轴器、行星差动减速器、传动轴、渐开线圆柱齿轮减速器驱动两套卷筒以1/2的额定起升速度工作。还应该校核输出轴最大转矩，即机构所需的最大转矩（Ⅱ类载荷）要小于减速器的允许值，这一点对于运行和回转机构尤为重要。

图13-25 2K-H（WW）型行星差动减速器

2）通常情况下，起升机构可以按照起升载荷所需转矩来选用减速器；对于运行和回转机构，还应充分考虑起动、制动时所产生的惯性载荷的影响。对于铸造起重机主起升机构，选用减速器时还必须考虑到单系统工作时的需要。选用棘轮棘爪减速器时，尤其要注意减速器的装配形式以及卷筒组的下绳方向。

3）选用软齿面、中硬齿面和硬齿面减速器的标准也各不一样，所以要区分考虑。

4）输入轴细虽是硬齿面减速器固有特点，但设计时仍要保证其必要的强度和刚度。安装时应保证电动机和减速器同心，以免减速器高速轴断轴。

下面讨论双钩桥式起重机主起升减速器的设计。

采用双行星结构的传动形式，当其中一台电动机突然损坏时，另一台电动机可以以1/2的额定速度继续工作，且传动中每一零件均不过载，因为行星差动传动为恒转矩输出。

双行星减速器传动示意图如图13-26所示。减速器通过4个电动机驱动，4个电动机布置于减速器中间，通过传动链驱动两边的输出轴，两边的4个输出轴通过卷筒联轴器驱动卷筒起吊重物。减速器4个输出轴和4个输入轴对称分布在减速器中心线的两侧，使减速器的结构形式和受力完全对称，减速器的箱体不承受附加弯曲的作用。(www.xing528.com)

当4个电动机同时工作时，总传动比为

图13-26 双行星减速器传动示意图（用于275t铸造起重机主起升机构）

当事故状态时，假设行星的太阳轮的两电动机损坏，减速器总传动比为

当事故状态时，假设另外两电动机损坏，减速器总传动比为

从上面的计算式中可以看出，z₁和z_a相等时，两种事故状态的传动比相等，且是正常工作时的两倍。设计减速器时，使z_a和z₁齿数相同或是相近，则事故状态减速器输出轴的转速为正常工作时的1/2，当电动机1和2有一个或是全部损坏，减速器在电动机3和4的驱动下，仍能继续工作。电动机1损坏时，由于齿轮z₂和z₂₁装在同一轴上，这时齿轮z₂₁不转，故电动机2需要制动。反过来，当电动机3和4有一个或是全部损坏时，减速器在电动机1和电动机2的驱动下，仍能继续工作，并且通过行星包的调节，得到快慢两种速比，使减速器在事故状态下，传动链中任一零件都不过载。采用双行星包后，两电动机同时制动，制动效果好，明显提高了减速器的可靠性。

在设计起重机减速器时，可以通过调整齿轮的齿数，获得满足起重机起升要求的传动比。图13-26中z₁和、和、和、和、和齿数、模数相等，但旋向相反，齿轮传动形式相当于人字齿轮传动形式，传动更加平稳，使起重机起吊过程更加平稳。

该双行星结构形式用于某钢厂的275t铸造起重机主起升减速器上，四只电动机的功率P=100kW，输入转速为590r/min。减速器正常工作时，输出轴的转速为n₂=9r/min；事故状态时，输出轴的转速n₂=4.5r/min，经实际使用，效果良好。