起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置，包括：箱体以及安装于箱体内部的齿轮传动机构；齿轮传动机构包括：A轴传动系、B轴传动系、C轴传动系、D轴传动系和差动轮系；通过纯机械结构传动，且通过圆台、摩擦片、齿轮C、弹簧、圆挡板和大螺母组成的过力矩保护机构；通过十字轴、与涡轮同步转动装配的大锥形齿轮、两个小锥齿轮和单独装配的大锥齿轮组成差动轮系，在不需要额外动力及电气控制的条件下，进行同步性检测，纯机械结构不需要额外动力及电气控制的条件下即可安全可靠工作；过力矩保护的设计，使该装置在使用的过程中，不会因输入转矩过大而损坏的显著优点，且整体结构简单紧凑，制造、安装及维护方便。
【专利说明】起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及起重运输机械行业，特别适用于具有高安全性要求的起重机起升机构的同步性检测装置。
【背景技术】
[0002]在核电站等特殊工况下工作的起重机，通常具有较高的安全性要求，该类起重机的起升机构，通常要在电动机和卷筒之间设置一套同步性检测装置，以适时的检测电动机和卷筒之间的转速是否发生变化，一旦变化超出了误差区间，就说明电动机到卷筒之间的传动链发生了故障，需要立即将制动器上闸，停止起升或下降，并进行故障检查。
[0003]传统的同步性检测装置，通过采用在电动机和卷筒两端分别安装一套增量型编码器，通过PLC适时对两个编码器的转速进行比对，当两者的比值变化超出了误差区间，认为电动机到卷筒之间的传动链发生了故障。该检测形式具有以下缺点:
[0004]1.编码器等及电气控制元件对工作环境的要求较高，再加上电气件的老化，故障率较高；
[0005]2.编码器等及电气控制组成的同步性检测装置，需要依靠电源才能工作，具有局限性；
[0006]3.过多的采用编码器及电气控制，综合成本较高。
【发明内容】
[0007]本实用新型针对上述技术问题，提出针对核电站等特殊工况下工作的起重机，具有较高的安全性要求，其起升机构通常要在电动机和卷筒之间设置一套同步性检测装置，传统形式采用设置增量型编码器，通过PLC适时对编码器的转速进行比对，进而检测，该形式具有对工作环境的要求较高，电气件易老化，故障率较高，需依靠电源才能工作，综合成本较高等缺点，提出的通过圆台、摩擦片、齿轮C、弹簧、圆挡板和大螺母组成的过力矩保护机构，使整个装置不会因输入力矩过大而被破坏；通过十字轴、涡轮下端的锥形齿轮、两个小锥齿轮和大锥齿轮组成差动轮系，在不需要额外动力及电气控制的条件下，进行同步性检测，通过纯机械结构设计解决了传统同步性检测装置的缺点和不足的起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置。
[0008]为达到以上目的，通过以下技术方案实现的:
[0009]起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置，包括:箱体以及安装于箱体内部的齿轮传动机构；
[0010]齿轮传动机构包括:A轴传动系、B轴传动系、C轴传动系、D轴传动系和差动轮系；
[0011]A轴传动系包括；转动装配于箱体内部的轴A和与轴A同步转动装配的齿轮A ;轴A 一端伸出于箱体，且轴A伸出于箱体部分与起重机起升机构低速端卷筒相联接；
[0012]B轴传动系包括:转动装配于箱体内部的轴B和与轴B同步转动装配的齿轮B ;
[0013]齿轮A与齿轮B啮合；
[0014]C轴传动系包括:转动装配于箱体内部的轴C和与轴C同步转动装配的齿轮C ；
[0015]D轴传动系包括:转动装配于箱体内部的轴D和与轴D同步转动装配的齿轮D ;轴D 一端伸出于箱体，且轴D伸出于箱体部分与起重机起升机构高速端电动机相联接；
[0016]齿轮C与齿轮D啮合；
[0017]差动轮系包括:涡轮、十字轴、两个小锥齿轮和两个大锥齿轮；十字轴的纵轴一端与轴B同步转动联接，另一端无扭矩传递转动装配大锥齿轮；另一个大锥齿轮无扭矩传递转动装配于十字轴纵轴与轴B联接端；十字轴的横轴两端各无扭矩传递装配一个小锥齿轮，且每一个小锥齿轮都与两个大锥齿轮啮合；
[0018]涡轮套置装配于轴B上，且与轴B无扭矩传递；
[0019]装配于十字轴纵轴与轴B联接端的大锥齿轮与涡轮同步转动装配；
[0020]轴C位于涡轮位置设置有用于驱动涡轮转动的涡杆部分；
[0021]轴A和轴B与十字轴纵轴平行装配；轴C和轴D与十字轴横轴平行装配；其中轴B与十字轴纵轴联接端设置有用于十字轴纵轴轴向插入的嵌入凹槽，且十字轴纵轴与轴B通过键D连接同步转动；
[0022]采用上述技术方案的本实用新型，轴A通过键A实现与起升机构的低速端卷筒同步转动联接，轴D通过键F实现与起升机构的高速端电动机同步转动联接；进而卷筒的转动带动轴A转动，从而带动齿轮A转动，通过齿轮A与齿轮B啮合，齿轮B转动，齿轮B带动轴B转动，带动十字轴转动，十字轴横轴同步转动；
[0023]电动机的转动带动轴D转动，从而带动齿轮D转动，通过齿轮D与齿轮C啮合，带动齿轮C转动，通过弹簧的预紧力，促使齿轮C、摩擦片和圆台贴合，进而产生旋转摩擦力带动涡杆，涡杆带动涡轮转动，涡轮带动与其同步转动的大锥齿轮；
[0024]十字轴、与涡轮同步转动的大锥形齿轮、两个小锥齿轮和大锥齿轮组成差动轮系;
[0025]设涡轮的转速为nl，设十字轴的转速为n2 ;通过齿轮A、齿轮B、齿轮D、齿轮C、涡杆和涡轮之间的配比，使nl和n2之间满足如下关系:nl = 2Xn2 ;根据差速器的设计要求满足:左半轴转速(为本文件中与涡轮同步转动的大锥形齿轮转速)+右半轴转速(单独装配的大锥齿轮转速)=2*行星轮架转速(本文件中十字轴转速)；则电动机和卷筒正常旋转时，左半轴转速(为本文件中与涡轮同步转动的大锥形齿轮转速)已经等于2倍的行星轮架转速(本文件中十字轴转速)，进而右半轴转速(单独装配的大锥齿轮转速)为零；当电动机和卷筒之间的转动链出现故障，导致两者之间的转速比发生变化，左半轴转速(为本文件中与涡轮同步转动的大锥形齿轮转速)已经不等于2倍的行星轮架转速(本文件中十字轴转速)则右半轴转速(单独装配的大锥齿轮转速)将大于零进而发生转动，起到了检测电动机和卷筒转动同步性的作用。
[0026]轴C与涡杆轴心线同线；涡杆与轴C连接端设置有圆台；齿轮C套置于轴C上，齿轮C位于圆台侧的端面设置有摩擦片，且摩擦片另一端面与圆台轴向对接端面贴合；轴C位于齿轮C非摩擦片端通过螺纹装配有大螺母，且大螺母与齿轮C之间设置有弹簧；此结构当轴D输入的转矩过大时，摩擦片和齿轮C之间会发生打滑，从而不会将过大的转矩转递到该装置的其他部件，起到保护作用。
[0027]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]本实用新型共5幅附图，其中:
[0029]图1为本实用新型的主视图。
[0030]图2为图1的A-A剖视图。
[0031]图3为差动轮系装配位置B放大图。
[0032]图4为十字轴主视图。
[0033]图5为图4的旋转侧视图。
[0034]图中:1、螺栓六，2、垫圈六，3、端盖六，4、轴六，5、键六，6、轴承六，7、齿轮六，8、键^9、螺栓B，10、垫圈B, U、端盖B，12、轴承B, 13、轴B, 14、齿轮B, 15、键C，16、轴承J，17、隔套，18、大耐磨环，19、螺栓C，20、垫圈C，21、端盖C，22、轴承C，23、轴C，24、涡轮，25、键D，26、十字轴，27、大锥齿轮，28、轴承D，29、螺栓D，30、垫圈D，31、键E，32、端盖D，33、小耐磨环，34、小滑动轴承，35、小螺母，36、小锥齿轮，37、大滑动轴承，38、螺栓E，39、垫圈E，40、端盖E，41、轴承E，42、齿轮D，43、键G，44、轴承H，45、端盖H，46、螺栓H，47、垫圈H，48、盖板，49、螺栓J，50、垫圈J，51、箱体，52、轴承K，53、摩擦片，54、齿轮C，55、弹簧，56、圆挡板，57、大螺母，58、轴承F，59、端盖F，60、螺栓F，61、垫圈F，62、轴D，63、键F，64、螺栓G，65、垫圈G，66、端盖G，67、轴承G，68、螺母A，69、螺母B，70、螺母C，81、孔A，82、孔B，83、孔C，84、涡杆，85、孔D，86、圆台，87、螺纹，88、孔E。
【具体实施方式】
[0035]如图1、图2、图3、图4和图5所示的起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置，包括:箱体51以及安装于箱体51内部的齿轮传动机构；
[0036]齿轮传动机构包括:A轴传动系、B轴传动系、C轴传动系、D轴传动系和差动轮系；
[0037]A轴传动系包括；转动装配于箱体51内部的轴A4和与轴A4同步转动装配的齿轮A7 ;轴A4 —端伸出于箱体51，且轴A4伸出于箱体51部分与起重机起升机构低速端卷筒相联接；
[0038]B轴传动系包括:转动装配于箱体51内部的轴B13和与轴B13同步转动装配的齿轮 B14 ；
[0039]齿轮A7与齿轮B14啮合；
[0040]C轴传动系包括:转动装配于箱体51内部的轴C23和与轴C23同步转动装配的齿轮 C54 ；
[0041]D轴传动系包括:转动装配于箱体51内部的轴D62和与轴D62同步转动装配的齿轮D42 ;轴D62 —端伸出于箱体51，且轴D62伸出于箱体51部分与起重机起升机构高速端电动机相联接；
[0042]齿轮C54与齿轮D42啮合；
[0043]差动轮系包括:涡轮24、十字轴26、两个小锥齿轮36和两个大锥齿轮27 ;十字轴26的纵轴一端与轴B13同步转动联接，另一端无扭矩传递转动装配大锥齿轮27 ;另一个大锥齿轮27无扭矩传递转动装配于十字轴26纵轴与轴B13联接端；十字轴26的横轴两端各无扭矩传递装配一个小锥齿轮36，且每一个小锥齿轮36都与两个大锥齿轮27啮合；
[0044]涡轮24套置装配于轴B13上，且与轴B13无扭矩传递；
[0045]装配于十字轴26纵轴与轴B13联接端的大锥齿轮27与涡轮24同步转动装配；
[0046]轴C23位于涡轮24位置设置有用于驱动涡轮24转动的涡杆84部分；
[0047]轴A4和轴B13与十字轴26纵轴平行装配；轴C23和轴D62与十字轴26横轴平行装配；其中轴B13与十字轴26纵轴联接端设置有用于十字轴26纵轴轴向插入的嵌入凹槽，且十字轴26纵轴与轴B13通过键D25连接同步转动；
[0048]该装置的组成及安装顺序:
[0049]箱体51是由钢板焊接而成的箱形结构，箱体51的侧壁及内部的筋板在需要安装轴承的位置开孔。首先安装轴A4、齿轮A7和键B8，通过螺母A68将齿轮A7固定在轴A4上，安装轴承A6，通过螺栓Al、垫圈A2和端盖A3轴向固定轴承A6，安装轴承E41，通过螺栓E38、垫圈E39和端盖E40轴向固定轴承E41，详见图1。
[0050]安装轴D62、齿轮D42和键G43，通过螺母C70将齿轮D42固定在轴D62上，安装轴承H44，通过端盖H45、螺栓H46和垫圈H47轴向固定轴承H44，安装轴承G67，通过螺栓G64、垫圈G65和端盖G66轴向固定轴承G67，详见图2 ;
[0051]使轴C23穿过孔C83和孔D85，依次安装摩擦片53、齿轮C54、弹簧55和圆挡板56，将大螺母57安装在轴C23的螺纹87上，调节弹簧55的压缩程度(即，预紧力大小)，安装轴承F58，通过端盖F59、螺栓F60和垫圈F61轴向固定轴承F58，安装轴承K52，安装轴承C22，通过螺栓C19、垫圈C20和端盖C21轴向固定轴承C22，详见图1和图2。
[0052]根据安装的圆台86需要不等径设计，需要保证图2所示的几个尺寸之间存在如下关系:a〈b, a〈e, d〈c, d〈e。
[0053]使轴B13穿过孔B82和孔A81，安装齿轮B14和键C15，通过螺母B69固定齿轮B14，安装轴承J16，安装轴承B12，通过螺栓B9、垫圈BlO和端盖Bll轴向固定轴承B12，依次安装隔套17、大耐磨环18和涡轮24 ;此处涡轮24与同涡轮24同步转动的大锥形齿轮27为一体式设计，详见图1和图3。
[0054]将两套小耐磨环33、小滑动轴承34和小锥齿轮36依次安装在十字轴26上，之后，分别通过两个小螺母35进行固定，详见图1和图3。
[0055]将大锥齿轮27下端的空心轴从箱体51的内侧向外侧穿过孔B82，之后安装十字轴26和两套小耐磨环33、小滑动轴承34、小锥齿轮36及个小螺母35组成的组件，将十字轴26带键D25的一端插入轴B13和孔E88内，之后在十字轴26与大锥齿轮27结合的部位，依次安装小耐磨环33、小滑动轴承34和小螺母35，之后安装轴承D28，通过螺栓D29、垫圈D30和端盖D32轴向固定轴承D28，详见图1和图3。
[0056]安装后，齿轮A7和齿轮B14啮合，齿轮D42和齿轮C54啮合，涡轮24和轴C23的涡杆84啮合，与涡轮24 —体的大锥形齿轮27与两个小锥齿轮36啮合，两个小锥齿轮36又与单独装配的大锥齿轮27啮合。
[0057]齿轮C54和轴C23之间为间隙配合，不传递扭矩。
[0058]轴B13和大滑动轴承37之间为间隙配合，不传递转动。
[0059]采用上述技术方案的本实用新型，轴A4通过键A5实现与起升机构的低速端卷筒同步转动联接，轴D62通过键F63实现与起升机构的高速端电动机同步转动联接；进而卷筒的转动带动轴A4转动，从而带动齿轮A7转动，通过齿轮A7与齿轮B14啮合，齿轮B14转动，齿轮B14带动轴B13转动，带动十字轴26转动，十字轴26横轴同步转动；
[0060]电动机的转动带动轴D62转动，从而带动齿轮D42转动，通过齿轮D42与齿轮C54啮合，带动齿轮C54转动，通过弹簧55的预紧力，促使齿轮C54、摩擦片53和圆台86贴合，进而产生旋转摩擦力带动涡杆84，涡杆84带动涡轮24转动，涡轮24带动与其同步转动的大锥齿轮27 ；
[0061]十字轴26、与涡轮24同步转动的大锥形齿轮27、两个小锥齿轮36和大锥齿轮27组成差动轮系；
[0062]设涡轮24的转速为nl，设十字轴26的转速为n2 ;通过齿轮A7、齿轮B14、齿轮D42、齿轮C54、涡杆84和涡轮24之间的配比，使nl和n2之间满足如下关系:nl = 2Xn2 ;根据差速器的设计要求满足:左半轴转速(为本文件中与涡轮同步转动的大锥形齿轮转速)+右半轴转速(单独装配的大锥齿轮转速)=2*行星轮架转速(本文件中十字轴转速)；则电动机和卷筒正常旋转时，左半轴转速(为本文件中与涡轮同步转动的大锥形齿轮转速)已经等于2倍的行星轮架转速(本文件中十字轴转速)，进而右半轴转速(单独装配的大锥齿轮转速)为零；当电动机和卷筒之间的转动链出现故障，导致两者之间的转速比发生变化，左半轴转速(为本文件中与涡轮同步转动的大锥形齿轮转速)已经不等于2倍的行星轮架转速(本文件中十字轴转速)则右半轴转速(单独装配的大锥齿轮转速)将大于零进而发生转动，起到了检测电动机和卷筒转动同步性的作用。
[0063]轴C23与涡杆84轴心线同线；涡杆84与轴C23连接端设置有圆台86 ;齿轮C54套置于轴C23上，齿轮C54位于圆台86侧的端面设置有摩擦片53，且摩擦片53另一端面与圆台86轴向对接端面贴合；轴C23位于齿轮C54非摩擦片53端通过螺纹装配有大螺母57，且大螺母57与齿轮C54之间设置有弹簧55 ;此结构当轴D62输入的转矩过大时，摩擦片53和齿轮C54之间会发生打滑，从而不会将过大的转矩转递到该装置的其他部件，起到保护作用。
[0064]综上，本实用新型通过圆台86、摩擦片53、齿轮C54、弹簧55、圆挡板56和大螺母57组成的过力矩保护机构，使整个装置不会因输入力矩过大而被破坏；
[0065]通过十字轴26、与涡轮24同步转动装配的大锥形齿轮、两个小锥齿轮36和单独装配的大锥齿轮27组成差动轮系，在不需要额外动力及电气控制的条件下，进行同步性检测；
[0066]通过齿轮A7和齿轮B14及齿轮D42和齿轮C54的齿数配比,可以使该装置很方便的适合于对不同速比的检测。
[0067]具有:结构简单紧凑，制造、安装及维护方便；在不需要额外动力及电气控制的条件下工作，安全可靠；过力矩保护的设计，使该装置在使用的过程中，不会因输入转矩过大而损坏的显著优点。
[0068]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置，包括:箱体(51)以及安装于箱体(51)内部的齿轮传动机构； 其特征在于:所述齿轮传动机构包括:A轴传动系、B轴传动系、C轴传动系、D轴传动系和差动轮系； 所述A轴传动系包括；转动装配于箱体(51)内部的轴A(4)和与轴A(4)同步转动装配的齿轮A(7);所述轴A(4) —端伸出于箱体(51)，且轴A(4)伸出于箱体(51)部分与起重机起升机构低速端卷筒相联接； 所述B轴传动系包括:转动装配于箱体(51)内部的轴B(13)和与轴B(13)同步转动装配的齿轮B (14)； 所述齿轮A (7)与齿轮B (14)啮合； 所述C轴传动系包括:转动装配于箱体(51)内部的轴C(23)和与轴C(23)同步转动装配的齿轮C (54)； 所述D轴传动系包括:转动装配于箱体(51)内部的轴IK62)和与轴IK62)同步转动装配的齿轮D (42);所述轴D (62) 一端伸出于箱体(51),且轴D (62)伸出于箱体(51)部分与起重机起升机构高速端电动机相联接； 所述齿轮C (54)与齿轮D (42)啮合； 所述差动轮系包括:涡轮(24)、十字轴(26)、两个小锥齿轮(36)和两个大锥齿轮(27);十字轴(26)的纵轴一端与轴B(13)同步转动联接，另一端无扭矩传递转动装配大锥齿轮(27);另一个大锥齿轮(27)无扭矩传递转动装配于十字轴(26)纵轴与轴B(13)联接端；十字轴(26)的横轴两端各无扭矩传递装配一个小锥齿轮(36),且每一个小锥齿轮(36)都与两个大锥齿轮(27)啮合； 所述涡轮(24)套置装配于轴B (13)上，且与轴B (13)无扭矩传递； 所述装配于十字轴(26)纵轴与轴B (13)联接端的大锥齿轮(27)与涡轮(24)同步转动装配； 所述轴C(23)位于涡轮(24)位置设置有用于驱动涡轮(24)转动的涡杆(84)部分。
2.根据权利要求1所述的起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置，其特征在于:所述轴A (4)和轴B (13)与十字轴(26)纵轴平行装配；所述轴C (23)和轴D (62)与十字轴(26)横轴平行装配；其中轴B(13)与十字轴(26)纵轴联接端设置有用于十字轴(26)纵轴轴向插入的嵌入凹槽，且十字轴(26)纵轴与轴B(13)通过键D(25)连接同步转动。
3.根据权利要求1所述的起重机起升机构用机械式无动力同步检测装置，其特征在于:所述轴C(23)与涡杆(84)轴心线同线；所述涡杆(84)与轴C(23)连接端设置有圆台(86);所述齿轮C(54)套置于轴C(23)上，齿轮C(54)位于圆台(86)侧的端面设置有摩擦片(53)，且摩擦片(53)另一端面与圆台(86)轴向对接端面贴合；所述轴C(23)位于齿轮C(54)非摩擦片(53)端通过螺纹装配有大螺母(57)，且大螺母(57)与齿轮C(54)之间设置有弹簧(55)。
【文档编号】B66D1/54GK203922548SQ201420372304
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】时军奎, 范鑫睿 申请人:大连华锐重工集团股份有限公司