淺談三行星差動(dòng)鑄造主起升減速機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用

摘 要：鑄造吊起重機(jī)是冶金行業(yè)的專(zhuān)用起重設(shè)備，起吊運(yùn)輸熾熱液態(tài)金屬，安全性要求高，鑄造吊起重機(jī)如果出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的耽誤甚者停產(chǎn)，會(huì)造成很大的損失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)鋼水包墜落造成重大事故。

關(guān)鍵詞：鑄造吊起重機(jī);鑄造主起升減速機(jī);三行星差動(dòng)系統(tǒng);可靠度

一、 引言

鑄造吊起重機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備為鑄造主起升減速機(jī)，設(shè)計(jì)應(yīng)用三行星差動(dòng)鑄造主起升減速機(jī)，能避免因電機(jī)故障而導(dǎo)致的煉鋼生產(chǎn)的停機(jī)停產(chǎn)，極大地增強(qiáng)了鑄造起重機(jī)系統(tǒng)的可靠度。

二、 傳統(tǒng)鑄造主起升減速機(jī)的設(shè)計(jì)

鑄造主起升減速機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)一般為平行齒輪副傳動(dòng)，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，圖1是這種平行齒輪副減速機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，從圖1可見(jiàn)：減速機(jī)的兩個(gè)輸入軸分別由兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，減速機(jī)的兩個(gè)輸出軸分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)卷筒。

正常工作時(shí)，減速機(jī)由兩臺(tái)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng);如果其中一臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障，則另一臺(tái)電機(jī)除了驅(qū)動(dòng)本側(cè)的齒輪傳動(dòng)鏈工作，還通過(guò)惰輪驅(qū)動(dòng)另一側(cè)的齒輪傳動(dòng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)這種雙電機(jī)平行軸設(shè)計(jì)，增加了起重機(jī)的安全性，可靠性;但不足之處是當(dāng)一臺(tái)電機(jī)故障時(shí)，另一臺(tái)電機(jī)就必須以原工作扭矩的兩倍進(jìn)行工作，所以選用的電機(jī)功率是正常所需的兩倍;由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的鑄造主起升減速機(jī)選用電機(jī)功率大，且只能允許一臺(tái)電機(jī)出故障，可靠度不高。

三、 高可靠度的三行星差動(dòng)鑄造主起升減速機(jī)設(shè)計(jì)

三行星差動(dòng)鑄造主起升減速機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更高可靠度，可以允許三個(gè)電機(jī)同時(shí)發(fā)生故障，而不影響系統(tǒng)正常工作，且可把兩臺(tái)大功率電機(jī)換為四個(gè)小功率電機(jī)，圖2是這種減速機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：1. 差動(dòng)輸入軸;2. 行星輸入軸;3. 行星輪;4. 齒圈架;5. 齒圈;6. 行星架;7. 齒圈架;8. 行星輪;9. 齒圈;10. 行星架;11. 行星架;12. 差動(dòng)輸入軸;13. 行星輸入軸;14. 齒圈架;15. 行星輪;16. 齒圈;17. 中間齒輪;A、B、C為行星輸入軸和行星輪等組成的行星差動(dòng)輪系。

如果在工作過(guò)程中任意一臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障，例如行星輸入軸2相連的電機(jī)故障，則行星輸入軸2被制動(dòng)器制動(dòng)，另三個(gè)輸入軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)行星輸入軸2的轉(zhuǎn)速為0，而差動(dòng)輸入軸1為正常轉(zhuǎn)速，通過(guò)行星差動(dòng)輪系A(chǔ)的運(yùn)動(dòng)合成作用，行星架6的轉(zhuǎn)速為原來(lái)的1/2，因?yàn)椴顒?dòng)輪系C的太陽(yáng)輪與行星架6的輸出相連，差動(dòng)輪系C內(nèi)的齒圈9轉(zhuǎn)速?zèng)]有發(fā)生變化，所以經(jīng)過(guò)行星差動(dòng)輪系C的差速運(yùn)動(dòng)合成，行星架10的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的3/4，再通過(guò)中間齒輪，以及其后的齒輪傳動(dòng)鏈來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的3/4，減速機(jī)傳遞功率變?yōu)樵瓉?lái)3/4，可知輸出扭矩保持不變。

如果在工作過(guò)程中任意兩臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障，例如行星輸入軸2和差動(dòng)輸入軸1相連的電機(jī)同時(shí)故障，則行星輸入軸2和差動(dòng)輸入軸1同時(shí)被制動(dòng)器制動(dòng)，另兩個(gè)輸入軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)行星輸入軸2的轉(zhuǎn)速為0，差動(dòng)輸入軸1轉(zhuǎn)速為0，行星架6的轉(zhuǎn)速就為0，因?yàn)椴顒?dòng)輪系C的太陽(yáng)輪與行星架6的輸出相連，差動(dòng)輪系C內(nèi)的齒圈9轉(zhuǎn)速?zèng)]有發(fā)生變化，所以行星差動(dòng)輪系C的差速運(yùn)動(dòng)合成，行星架10的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的1/2，再通過(guò)中間齒輪，以及其后的齒輪傳動(dòng)鏈來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的1/2，減速機(jī)傳遞功率變?yōu)樵瓉?lái)1/2，可知輸出扭矩保持不變。

如果在工作過(guò)程中任意三臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障，例如行星輸入軸2，差動(dòng)輸入軸1，差動(dòng)輸入軸12相連的電機(jī)同時(shí)故障，則行星輸入軸2，差動(dòng)輸入軸1，差動(dòng)輸入軸12同時(shí)被制動(dòng)器制動(dòng)，只剩行星輸入軸13正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)行星輸入軸2的轉(zhuǎn)速為0，差動(dòng)輸入軸1轉(zhuǎn)速為0，所以行星架6的轉(zhuǎn)速為0;差動(dòng)輸入軸12的轉(zhuǎn)速為0，行星輸入軸13轉(zhuǎn)速為正常轉(zhuǎn)速，所以行星架11的轉(zhuǎn)速便變?yōu)樵瓉?lái)的1/2;因?yàn)椴顒?dòng)輪系C的太陽(yáng)輪與行星架6的輸出相連，行星架11又是行星差動(dòng)輪系C的差動(dòng)輸入軸，經(jīng)過(guò)行星差動(dòng)輪系C的差速運(yùn)動(dòng)合成，行星架10的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的1/4，再通過(guò)中間齒輪，以及其后的齒輪傳動(dòng)鏈來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的1/4，減速機(jī)傳遞功率變?yōu)樵瓉?lái)1/4，可知輸出扭矩保持不變。

可見(jiàn)，三行星差動(dòng)鑄造主起升減速機(jī)，可在三臺(tái)電機(jī)故障的情況正常運(yùn)行，極大的提高了系統(tǒng)的可靠度。

四、 結(jié)束語(yǔ)

三行星差動(dòng)鑄造主起升減速機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，使得起重機(jī)系統(tǒng)具備了更高的可靠度，確保了鑄造起重機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，具有很大的優(yōu)越性和很高的使用價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：

吳建中，南京高精齒輪集團(tuán)有限公司。