专利名称：一种采用开关磁阻电机驱动的起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业用起重机技术领域，特别涉及一种采用开关磁阻电机驱动的起重机。
背景技术：
起重机是用来对物料起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，一般由机械、结构和电气三大部分组成。机械方面是指起升、运行、变幅和回转(旋转)等机构，这些机构的工作原理基本相同，都是起重冶金专用电机连接减速器高速轴，通过减速器速比降低转速提高扭矩，再将低速输出轴与执行结构(卷筒、车轮、齿圈等)连接，实现起重机的起升、运行、变幅和回转(旋转)等动作。但是，由于起重机的工况为频繁起制动，且工作载荷多数为小于额定载荷的情况，而原有的起重冶金专用电机只有在额定载荷的工况下才能达到最大效率，因此当起制动和起重量小于额定载荷时工作效率非常低，这就导致了大量的能量在工作过程中被浪费，使得整个机械系统必须按照较低的效率进行选型配置，增加了整个机械系统的重量。
发明内容为了克服现有起重机效率低，机械系统重量大等缺点，本实用新型提供了一种采用开关磁阻电机驱动的起重机，所述起重机包括起升变幅机构、运行机构和回转机构；所述起升变幅机构包括第一开关磁阻电机和卷筒，所述第一开关磁阻电机与卷筒连接；所述运行机构包括第二开关磁阻电机和车轮，所述第二开关磁阻电机与车轮连接； 所述回转机构包括第三开关磁阻电机和回转驱动机构，所述第三开关磁阻电机与回转驱动机构连接。所述起升变幅机构还包括第一联轴器、第一减速器和第一制动器；所述第一开关磁阻电机通过所述第一联轴器连接所述第一减速器，所述第一减速器连接所述卷筒；所述第一制动器位于所述第一减速器的一侧或者两侧，或者位于所述第一开关磁阻电机的一侧或两侧，或者位于所述第一开关磁阻电机和第一减速器的一侧，或者位于所述第一开关磁阻电机和第一减速器的两侧。所述起升变幅机构还包括第一制动器；所述第一制动器位于所述卷筒的一侧或者两侧。所述运行机构还包括第二联轴器、第二减速器和第二制动器；所述第二开关磁阻电机通过所述第二联轴器连接所述第二减速器，所述第二减速器连接所述车轮；所述第二制动器位于所述第二减速器的一侧或者两侧，或者位于所述第二开关磁阻电机的一侧或两侧。所述运行机构还包括第二制动器，所述第二制动器位于所述第二开关磁阻电机的两侧，或者所述车轮的两侧。所述回转机构还包括第三联轴器、第三减速器和第三制动器；所述第三开关磁阻电机通过所述第三联轴器连接所述第三减速器，所述第三减速器连接所述回转驱动机构； 所述第三制动器位于所述第三减速器的一侧或两侧，或者位于所述第三开关磁阻电机的一侧或两侧。所述回转机构还包括第三制动器；所述第三制动器位于所述第三开关磁阻电机的一侧或两侧，或者位于所述回转驱动机构的一侧或两侧，或者位于所述第三开关磁阻电机和回转驱动机构的一侧，或者位于所述第三开关磁阻电机和回转驱动机构的两侧。所述制动器为电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器。所述制动器的数量至少为一个。本实用新型的采用开关磁阻电机驱动的起重机，可以大幅度提高起重机的能量使用效率，降低电能消耗；本实用新型通过采用开关磁阻电机驱动的起重机，使得起重机的各个组成机构结构简单、体积小、重量轻，尤其是起升机构的结构简单、磨损低，提高了起重机的使用寿命及可靠性。同时，开关磁阻电机的输出转矩与输入电流成正比和对输出转速全闭环控制的特点可以使起重机的控制更加准确灵活。
图1是本实用新型实施例起重机的起升变幅机构的结构示意图；图2是本实用新型实施例起重机的运行机构的结构示意图；图3是本实用新型实施例起重机的回转机构的结构示意图；图4是本实用新型实施例起重机在特殊工况下起升变幅机构的结构示意图；图5是本实用新型实施例起重机在特殊工况下运行机构的结构示意图；图6是本实用新型实施例起重机在特殊工况下回转机构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。本实用新型提供了一种采用开关磁阻电机驱动的起重机，该起重机采用开关磁阻电机的结构原理和特点，使开关磁阻电机分别驱动起重机的起升变幅、运行和回转机构，在实现现有起重机全部功能的情况下，提高了起重机的能量使用效率，降低了机械系统的重量，简化结构，减少维修次数。本实用新型实施例提供的采用开关磁阻电机驱动的起重机包括起升变幅机构、运行机构和回转机构。下面具体介绍开关磁阻电机驱动的起重机的起升变幅机构、运行机构和回转机构的连接关系，以及特殊工况要求下的起重机各机构的连接关系。参见图1，本实用新型实施例起重机的起升变幅机构包括制动器1-1、开关磁阻电机1-2、联轴器1-3、减速器1-4和卷筒1-6。开关磁阻电机1-2通过联轴器1_3连接减速器 1-4，减速器1-4连接卷筒1-6，卷筒1-6固定在卷筒轴轴承1-5支撑上。本实施例中，减速器1-4直接连接卷筒1-6 ；在具体实施中，减速器1-4还可以通过联轴器连接卷筒1-6。制动器1-1采用高速轴制动，根据制动力矩的要求选取制动器1-1的种类和数量，制动器1-1 的种类可以但不限于是电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器，其数量可以是1个、2个或多个，制动器1-1可以位于减速器1-4的一侧或者两侧，或者可以位于开关磁阻电机1-2的一侧或两侧，或者可以位于开关磁阻电机1-2和减速器1-4的一侧，或者可以位于开关磁阻电机1-2和减速器1-4的两侧。例如，图1是本实施例提供的一种起重机的起升变幅机构的实现方式，其采用2个制动器，其中1个制动器位于开关磁阻电机的一侧，1个制动器位于减速器1-4的一侧；此外，还可以将2个制动器分别位于开关磁阻电机的一侧或两侧，或者还可以将2个制动器分别位于减速器的一侧或者两侧，同样可以实现本实施例。在实际应用中，可以根据制动效果的要求，合理设置制动器的位置。在实际应用中，可以采用L225A型开关磁阻电机，起重机用QY3D315-80型硬齿面减速器，YWZ9_300/E50 型制动器。参见图2，本实用新型实施例起重机的运行机构包括制动器2-1、开关磁阻电机 2-2、联轴器2-3、减速器2-4和车轮2-6。开关磁阻电机2_2通过联轴器2_3连接减速器
2-4，减速器2-4连接车轮2-6，车轮2-6固定在车轮轴轴承2_5上。制动器2_1采用高速轴制动，根据制动力矩的要求选取制动器2-1的种类和数量，制动器2-1的种类可以但不限于是电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器，其数量可以是1个、2个或多个，制动器2-1可以位于减速器2-4的一侧或者两侧，或者可以位于开关磁阻电机2-2的一侧或两侧。例如，图2是本实施例提供的一种起重机的运行机构的实现方式，其采用1个制动器，该制动器位于开关磁阻电机的一侧；此外，该制动器还可以位于减速器的一侧，同样可以实现本实施例。在实际应用中，可以根据制动效果的要求，合理设置制动器的位置。参见图3，本实用新型实施例起重机的回转机构包括制动器3-1、开关磁阻电机
3-2、联轴器3-3、减速器3-4和回转驱动机构3-6。开关磁阻电机3_2通过联轴器3_3连接减速器3-4，减速器3-4连接回转驱动机构3-6，回转驱动机构3-6固定在回转驱动轴轴承
3-5支撑上。制动器3-1采用高速轴制动，根据制动力矩的要求选取制动器3-1的种类和数量，制动器3-1的种类可以但不限于是电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器，其数量可以是一个、两个或多个，制动器3-1可以位于减速器3-4的一侧或两侧，或者可以位于开关磁阻电机3-2的一侧或两侧。例如，图3是本实施例提供的一种起重机的回转机构的实现方式，其采用1个制动器，该制动器位于开关磁阻电机的一侧；此外，该制动器还可以位于减速器的一侧，同样可以实现本实施例。在实际应用中，可以根据制动效果的要求，合理设置制动器的位置。为了满足特殊工况下起重机的工作要求，例如使用起重机的厂房对起重机高度、 重量特别敏感的情况下，或是起重机的工作制较低，工作较不频繁要求减少对起重机的维护作业的情况下，或是对控制定位精度要求较高的情况下，需要采用开关磁阻电机直接连接的方式实现起重机的起升变幅、运行和回转，具体如下参见图4，本实用新型实施例起重机的起升机构和变幅机构包括开关磁阻电机
4-1、制动器4-3和卷筒4-4。开关磁阻电机4-1直接与卷筒4_4连接，卷筒4_4固定在卷筒轴轴承4-2支撑上。制动采用低速制动，根据制动力矩的要求选取制动器4-3的种类和数量，制动器4-3的种类可以但不限于是电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器，其数量可以是1个、2个或多个，制动器4-3可以位于卷筒4-4的一侧或者两侧。例如，图4是本实施例提供的特殊工况下的一种起重机的起升变幅机构的实现方式，其采用4 个制动器，其中2个制动器位于卷筒的一侧，2个制动器位于卷筒的另一侧，利用卷筒端部法兰作为制动盘。在实际应用中，可以根据制动效果的要求，合理设置制动器的位置。参见图5，本实用新型实施例起重机的运行机构包括开关磁阻电机5-1、制动器5-2和车轮5-4。开关磁阻电机5-1直接与车轮5-4连接，车轮5_4固定在车轮轴轴承5_3 支撑上。制动采用低速制动，根据制动力矩的要求选取制动器5-2的种类和数量，制动器
5-2的种类可以但不限于是电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器，其数量可以是1个、2个或多个，制动器5-2可以位于开关磁阻电机5-1的两侧，或者可以位于车轮5-4的两侧。例如，图5是本实施例提供的特殊工况下的一种起重机的运行机构的实现方式，其采用2个制动器，2个制动器位于车轮的两侧；此外，2个制动器还可以位于开关磁阻电机的两侧，同样可以实现本实施例。在实际应用中，可以根据制动效果的要求，合理设置制动器的位置。参见图6，本实用新型实施例起重机的回转机构包括开关磁阻电机6-1、制动器
6-2和回转驱动机构6-4。开关磁阻电机6-1直接与回转驱动机构6-4连接，回转驱动机构 6-4固定在回转驱动轴轴承6-3上。制动采用低速制动，根据制动力矩的要求选取制动器 6-2的种类和数量，制动器6-2的种类可以但不限于是电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器，其数量可以是1个、2个或多个，制动器6-2可以位于开关磁阻电机 6-1的一侧或两侧，或者可以位于回转驱动机构6-4的一侧或者两侧，或者可以位于开关磁阻电机6-1和回转驱动机构6-4的一侧，或者可以位于开关磁阻电机6-1和回转驱动机构 6-4的两侧。例如，图6是本实施例提供的特殊工况下的一种起重机的回转机构的实现方式，其采用2个制动器，其中1个制动器位于开关磁阻电机的一侧，1个制动器位于回转驱动机构的一侧；此外，2个制动器还可以位于开关磁阻电机的一侧或两侧，或者还可以位于回转驱动机构的一侧或者两侧，同样可以实现本实施例。实际应用中，可以根据制动效果的要求，合理设置制动器的位置。本实用新型实施例的起重机采用开关磁阻电机作为起重机的起升变幅机构、运行机构和回转机构的动力源，电气控制采用调幅方式调速控制。开关磁阻电机用于起重机的起升变幅机构、运行机构和回转机构制动时，可采用电机发电制动，实现零速制动与工作制动相结合，有利于改善制动器的工况，提高使用寿命。本实用新型实施例的开关磁阻电机可以用于桥式起重机、门式起重机、半门式起重机、门座式起重机、半门座式起重机、塔式起重机、装卸桥、港口起重机、船用起重机、汽车起重机、轮船起重机、履带起重机、铁路起重机、浮式起重机或升降机的起升变幅机构、运行机构和回转机构的驱动。本实用新型实施例的起重机采用开关磁阻电机的机构原理，利用其结构简单、效率高、成本低、空载电流小、调速范围宽和节能等特点，使开关磁阻电机直接或间接驱动起重机的起升变幅机构、运行机构和回转机构，实现了起重机各机构的起升或下降、运行、变幅和回转功能。本实用新型实施例的采用开关磁阻电机驱动的起重机，可以大幅度提高起重机的能量使用效率，降低电能消耗；本实用新型通过采用开关磁阻电机驱动的起重机，使得起重机的各个组成机构结构简单、体积小、重量轻，尤其是起升机构的结构简单、磨损低，提高了起重机的使用寿命及可靠性。同时，开关磁阻电机输出转矩与输入电流成正比和对输出转速全闭环控制的特点可以使起重机的控制更加准确灵活。本实用新型实施例的技术方案由国家科技支撑计划资助。项目名称为“绿色制造关键技术与装备”(项目编号2001BAF11B00)。课题名称为“通用型桥式起重机轻量化设计技术及应用”(课题编号2001BAF11B02)。 以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述起重机包括起升变幅机构、运行机构和回转机构；所述起升变幅机构包括第一开关磁阻电机和卷筒，所述第一开关磁阻电机与卷筒连接；所述运行机构包括第二开关磁阻电机和车轮，所述第二开关磁阻电机与车轮连接；所述回转机构包括第三开关磁阻电机和回转驱动机构，所述第三开关磁阻电机与回转驱动机构连接。
2.如权利要求1所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述起升变幅机构还包括第一联轴器、第一减速器和第一制动器；所述第一开关磁阻电机通过所述第一联轴器连接所述第一减速器，所述第一减速器连接所述卷筒；所述第一制动器位于所述第一减速器的一侧或者两侧，或者位于所述第一开关磁阻电机的一侧或两侧，或者位于所述第一开关磁阻电机和第一减速器的一侧，或者位于所述第一开关磁阻电机和第一减速器的两侧。
3.如权利要求1所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述起升变幅机构还包括第一制动器；所述第一制动器位于所述卷筒的一侧或者两侧。
4.如权利要求1所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述运行机构还包括第二联轴器、第二减速器和第二制动器；所述第二开关磁阻电机通过所述第二联轴器连接所述第二减速器，所述第二减速器连接所述车轮；所述第二制动器位于所述第二减速器的一侧或者两侧，或者位于所述第二开关磁阻电机的一侧或两侧。
5.如权利要求1所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述运行机构还包括第二制动器，所述第二制动器位于所述第二开关磁阻电机的两侧，或者所述车轮的两侧。
6.如权利要求1所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述回转机构还包括第三联轴器、第三减速器和第三制动器；所述第三开关磁阻电机通过所述第三联轴器连接所述第三减速器，所述第三减速器连接所述回转驱动机构；所述第三制动器位于所述第三减速器的一侧或两侧，或者位于所述第三开关磁阻电机的一侧或两侧。
7.如权利要求1所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述回转机构还包括第三制动器；所述第三制动器位于所述第三开关磁阻电机的一侧或两侧，或者位于所述回转驱动机构的一侧或两侧，或者位于所述第三开关磁阻电机和回转驱动机构的一侧，或者位于所述第三开关磁阻电机和回转驱动机构的两侧。
8.如权利要求2-7中任一所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述制动器为电磁制动器、液压推杆制动器、带式制动器或盘式制动器。
9.如权利要求2-7中任一所述的采用开关磁阻电机驱动的起重机，其特征在于，所述制动器的数量至少为一个。
专利摘要本实用新型公开了一种采用开关磁阻电机驱动的起重机，属于工业用起重机技术领域。所述起重机包括起升变幅机构、运行机构和回转机构；起升变幅机构包括第一开关磁阻电机和卷筒，第一开关磁阻电机与卷筒连接；运行机构包括第二开关磁阻电机和车轮，第二开关磁阻电机与车轮连接；回转机构包括第三开关磁阻电机和回转驱动机构，第三开关磁阻电机与回转驱动机构连接。本实用新型的起重机通过开关磁阻电机分别驱动起重机的起升变幅机构、运行机构和回转机构，在实现现有起重机全部功能的情况下，提高了起重机的能量使用效率，降低了机械系统的重量，简化结构，减少维修次数。
文档编号B66C13/12GK202322034SQ201120400250
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者刘静, 岳文翀, 张毅 申请人:北京起重运输机械设计研究院