行星減速機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頭在機(jī)械裝置上的應(yīng)用設(shè)計(jì)

畢宇

摘要 隨著我國的發(fā)展趨勢，船舶制造行業(yè)也是不斷走向更高的領(lǐng)域。本文闡述了行星減速機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)在船舶制造業(yè)中的應(yīng)用及設(shè)計(jì)，對于在行星減速機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頭在船舶業(yè)中的優(yōu)勢，筆者也是結(jié)合工程案例進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：行星減速機(jī)；機(jī)械裝置；應(yīng)用設(shè)計(jì)

前言

行星減速機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頭是一種由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)行星減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品。該驅(qū)動(dòng)裝置的減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。最大輸入功率可達(dá)104kW。適用于起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金、礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門。

1.行星減速機(jī)

行星減速機(jī)級(jí)數(shù)即為行星齒輪的套數(shù)。由于一套行星齒輪無法滿足較大的傳動(dòng)比，有時(shí)需要2套或者3套來滿足用戶較大的傳動(dòng)比的要求。由于增加了行星齒輪的數(shù)量，所以2級(jí)或3級(jí)減速機(jī)的長度會(huì)有所增加，效率會(huì)有所下降?；爻涕g隙：將輸出端固定，輸入端順時(shí)針和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，使輸入端產(chǎn)生額定扭矩+-2%扭矩時(shí)，減速機(jī)輸入端有一個(gè)微小的角位移，此角位移就是回程間隙。單位是"分"，就是一度的六十分之一.也有人稱之為背隙。

行星減速機(jī)是一種傳達(dá)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)由一個(gè)內(nèi)齒環(huán)緊密結(jié)合於齒箱殼體上，環(huán)齒中心有一個(gè)自外部動(dòng)力所驅(qū)動(dòng)之太陽齒輪，介于兩者之間有一組由三顆齒輪等分組合於托盤上之行星齒輪組，該組行星齒輪依靠著出力軸、內(nèi)齒環(huán)及太陽齒支撐浮游於期間；當(dāng)入力側(cè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)太陽齒時(shí)，可帶動(dòng)行星齒輪自轉(zhuǎn)，并依循著內(nèi)齒環(huán)之軌跡沿著中心公轉(zhuǎn)，行星之旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連結(jié)於托盤之出力軸輸出動(dòng)力。利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的減速機(jī)機(jī)構(gòu)中，行星減速機(jī)屬精密型減速機(jī)，減速比可精確到0.1轉(zhuǎn)-0.5轉(zhuǎn)/分鐘。

2.行星減速機(jī)的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前行星減速機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頭在船舶制造業(yè)應(yīng)用還不是很廣泛，使用最大的工程就是港珠澳香港人工島的鋼板樁主格整打回轉(zhuǎn)升降裝置上旋轉(zhuǎn)裝置。該裝置所設(shè)計(jì)使用的是立式行星專用減速機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頭的。該產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)，共有三部分組成：輸入部分、減速部分和輸出部分，結(jié)構(gòu)如圖1所示。輸入部分選用 YEJ 電磁制動(dòng)三相異步電機(jī)，具有剎車失電保護(hù)及剎車手動(dòng)釋放功能；減速部分采用兩級(jí)擺線針輪行星減速機(jī)，主要傳動(dòng)嚙合件使用合金鋼和軸承鋼制造，具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠等特點(diǎn)；輸出部分為 13 齒大模數(shù)漸開線齒輪，材料為42CrMo調(diào)制，輪齒采用數(shù)控銑削成形技術(shù)。立式行星減速機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頭體積小、重量輕、拆卸方便、容易維修，還具有過載能力強(qiáng)、耐沖擊、慣性力矩小適用于啟動(dòng)頻繁和正反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。電源： 380V、50Hz、3相；額定功率：3kW ；同步轉(zhuǎn)速：1500rpm（ 4 級(jí)）防護(hù)等級(jí)：IP54 ；絕緣等級(jí)：F 級(jí)；輸出轉(zhuǎn)速：2.05rpm；輸出扭矩：8500N·m。

鋼板樁主格整打回轉(zhuǎn)升降裝置為大直徑格型鋼板樁（主格）組拼支撐、回轉(zhuǎn)與升降裝置為圓柱框架式鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，設(shè)三層環(huán)形鋼梁平臺(tái)和頂部結(jié)構(gòu)，通過9根立柱連接形成穩(wěn)定框架結(jié)構(gòu)。此裝置外徑為31.020 m；高度32.5 m。設(shè)三層環(huán)形鋼梁平臺(tái)和頂部結(jié)構(gòu)，其中上平臺(tái)由環(huán)形箱梁、環(huán)形小車和桁架結(jié)構(gòu)組成，可由設(shè)在下平臺(tái)的4臺(tái)絞車進(jìn)行升降操作，環(huán)形圈梁上設(shè)有環(huán)形小車，環(huán)形小車可由8臺(tái)行星齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，繞回轉(zhuǎn)中心順逆時(shí)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。此環(huán)形小車設(shè)計(jì)線速度約2m/min（沿著φ31020mm圓轉(zhuǎn)動(dòng)），輸出軸相聯(lián)齒輪尺寸（齒輪變位）：m=25，Z=13，a=25，齒寬=50，外徑φ400mm；行星齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出扭矩：5230 Nm。回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的8臺(tái)環(huán)形小車驅(qū)動(dòng)裝置由單個(gè)控制箱控制，每套驅(qū)動(dòng)裝置分別設(shè)有空氣開關(guān)，接觸器、熱繼電器、指示燈等，控制采用無線遙控，并配現(xiàn)場控制按鈕。如圖2所示。

3.阻力的計(jì)算

參考文獻(xiàn)：

[1]行星齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)校核：

[2]計(jì)算依據(jù)——起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB3811

[3]起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊P109～110