專利名稱：無齒輪傳動起重機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)用起重機，特別是一種采用永磁同歩電動機的無齒輪傳動起重機。
背景技術(shù)：
起重機是用來對物料起童、運輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機械設(shè)備， 一般由機械、金屬 結(jié)構(gòu)和電氣等三大部分組成，機械方面是指起升、運行、變幅和回轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn))等機構(gòu)，這 些機構(gòu)的工作特點是電動機聯(lián)接減速機帶動巻筒、車輪(或回轉(zhuǎn)裝置)來實現(xiàn)各類機構(gòu) 功能。 一般是高轉(zhuǎn)速低扭矩電動機聯(lián)接減速機，通過一定速比來實現(xiàn)各機構(gòu)低轉(zhuǎn)速大扭矩， 使其作用在巻筒、運行車輪式回(旋)轉(zhuǎn)裝置上來實現(xiàn)起升(下降)、運行、變幅和回轉(zhuǎn) (旋轉(zhuǎn))等各項功能，該種電機帶減速機的齒輪傳動方式存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量 高、傳動效率低、噪音高，運行不平穩(wěn)和維修率高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種無齒輪傳動起重機，該起重機 采用永磁同歩電動機的結(jié)構(gòu)原理，使永磁同步電動機直接帶動起重機的起升、運行、變幅 或回轉(zhuǎn)機構(gòu)，實現(xiàn)各機構(gòu)的起升或下降、運行、變幅和回轉(zhuǎn)；替代了傳統(tǒng)的三相交流電動 機帶減速機結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、傳動平穩(wěn)、無振動、無噪音、使用壽命高等優(yōu) 點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
無齒輪傳動起重機，該起重機采用永磁同歩電動機的結(jié)構(gòu)原理，使永磁同歩電動機直 接與起重機的起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)或回轉(zhuǎn)機構(gòu)相連接，并根據(jù)各機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn) 速和扭矩的設(shè)計要求，實現(xiàn)各機構(gòu)的起升或下降、運行、變幅和回轉(zhuǎn)；電氣控制采用變頻 調(diào)速器再配以PLC或PC機控制；制動器采用盤式制動器。
所述的永磁同歩電動機用于橋式起重機、冶金起重機、門式起重機、塔式起重機、門座式起重機、裝卸橋、船用起重機的起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動。
起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)的巻筒為永磁同iP電動機的定子，巻筒一端與永磁同歩電動機轉(zhuǎn) 子通過滾動軸承裝配連接，另一端與巻筒支撐軸通過滾動軸承裝配連接；永磁同步電動機 轉(zhuǎn)子與盤式制動鉗固定在機架上，盤式制動器的制動盤固定在巻筒的兩側(cè)，巻筒支撐軸 與盤式制動鉗固定在機架上。
起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)的巻筒裝配成永磁同歩電動機的轉(zhuǎn)子，永磁同步電動機轉(zhuǎn)子與巻 筒一端通過制動盤固定裝配連接；永磁同歩電動機定子與盤式制動鉗固定在機架上；巻筒 另一端設(shè)有制動盤，制動盤與巻筒支撐軸固定連接，巻筒支撐軸通過滾動軸承與機架相連 接，盤式制動鉗固定連接在機架上。
運行機構(gòu)永磁同歩電動機定子與車輪軸和制動盤固定連接，車輪軸與端梁裝配連接； 永磁同步電動機轉(zhuǎn)子與盤式制動鉗和端梁固定連接。
運行機構(gòu)永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子與車輪軸和制動盤固定連接，車輪軸與端梁裝配連接； 永磁同步電動機定子與端梁和盤式制動鉗固定連接。
回轉(zhuǎn)機構(gòu)永磁同歩電動機定子與制動盤和回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件固定連接；永磁同歩電動機轉(zhuǎn) 子與盤式制動鉗和回轉(zhuǎn)支撐固定連接，回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件連接回轉(zhuǎn)裝置。
回轉(zhuǎn)機構(gòu)永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子與制動盤和回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件固定連接；永磁同步電動機定 子與制動鉗和回轉(zhuǎn)支撐固定連接，回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件連接回轉(zhuǎn)裝置。
運行機構(gòu)可采用集中驅(qū)動和分別驅(qū)動兩種形式集中驅(qū)動采用 一個永磁同歩電動機通 過傳動軸連接兩個車輪同歩運行；分別驅(qū)動采用一個變頻器控制兩個相同規(guī)格型號的永磁 同歩電動機，使其帶動兩個車輪同歩運行。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是-
1. 采用永磁同歩電動機從根本上取消了起重機各機構(gòu)的減速機(變速箱)，徹底克服 齒輪傳動的各種弊端；
2. 起重機各機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、傳動平穩(wěn)、效率高且無振動及噪音；
3. 由于永磁同歩電動機自身特點和采用變頻器調(diào)速，有利于實現(xiàn)完成自動化和大大 降低電能消耗；4. 易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化-，
5. 制動更平穩(wěn)和安全。
6. 無磨損、壽命高，基本t實現(xiàn)機構(gòu)傳動免維護；
7. 準(zhǔn)確計算使用程度和壽命，從根本上保證設(shè)備安全；
8. 可實現(xiàn)數(shù)字控制和故障檢測，便于計算機管理。


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圖1是起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)定子系列的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)轉(zhuǎn)子系列的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是無齒輪傳動起重機運行機構(gòu)的定子系列結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是無齒輪傳動起重機運行機構(gòu)的轉(zhuǎn)子系列結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是無齒輪傳動起重機回轉(zhuǎn)裝置的定子系列結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是無齒輪傳動起重機回轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)子系列結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明無齒輪傳動起重機可用于橋式起重機、冶金起重機、門式起重機、塔式起重機、 門座式起重機(含港機)、裝卸橋、船用起重機等，無齒輪傳動起重機中的永磁同歩電動 機用于上述各種類型起重機的起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)、或回轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動，徹底 改變了傳統(tǒng)的起重機通過三相交流電動機連接減速機帶動巻筒(或車輪、回轉(zhuǎn)裝置)的驅(qū) 動方式，取消了減速機，實現(xiàn)無齒輪傳動。其輸出轉(zhuǎn)速低、扭矩大、無振動、無噪音、結(jié) 構(gòu)簡單、體積小、重量輕、傳動效率高、維護工作量少、使用壽命長、節(jié)省電能。
具體實施方式
敘述如下
無齒輪傳動起重機，該起重機采用永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)原理，使永磁同步電動機直 接與起重機的起升、運行、變幅或回轉(zhuǎn)機構(gòu)相連接，并根據(jù)各機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩的設(shè) 計要求，實現(xiàn)各機構(gòu)的起升或下降、運行、變幅和回轉(zhuǎn)；電氣控制采用變頻調(diào)速器再配以 PLC或PC機控制；制動器采用盤式制動器或鉗式制動器，制動力矩較大時可用多個盤式 制動器或鉗式制動器來實現(xiàn)。 、
采用變頻調(diào)速器再配以PLC或PC機控制，可實現(xiàn)準(zhǔn)確計算各機構(gòu)工作次數(shù)和載荷數(shù) 量，準(zhǔn)確確定起重機各機構(gòu)工作級別和使用壽命狀況，從根本上保證起重機的安全；還可 以通過電機轉(zhuǎn)速和電流在PLC或PC機的控制下，測定運行距離、變幅角度、回轉(zhuǎn)角度等數(shù)據(jù)，起到準(zhǔn)確定位和限位器的功能和根據(jù)電流控制載荷起到節(jié)能及載荷限制器的功能； 還可以實現(xiàn)故障檢測及計算機遠程監(jiān)控功能。
下面具體介紹無齒輪傳動起重機的永磁同歩電動機與起重機的起升、運行、變幅、回 轉(zhuǎn)機構(gòu)的連接關(guān)系及工作過程。
(一) 起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)，其巻筒為永磁同歩電動機的轉(zhuǎn)子或定子，實現(xiàn)相應(yīng)機構(gòu) 功能，采用盤式制動器制動，實現(xiàn)方式有兩種1)定子系列，即巻筒做為永磁同歩電動 機的定子，其轉(zhuǎn)子固定不動，定子正反兩方向轉(zhuǎn)動；2)轉(zhuǎn)子系列，即巻筒裝配成永磁同 步電動機的轉(zhuǎn)子，定子固定不動，轉(zhuǎn)子IH反兩方向轉(zhuǎn)動。具體結(jié)構(gòu)為
1、 定子系列見圖l，起重機巻筒4為永磁同歩電動機的定子，巻筒4一端與永磁同 步電動機轉(zhuǎn)子3通過滾動軸承6裝配連接，另一端與巻筒支撐軸5通過滾動軸承6'裝配 連接；永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子3與盤式制動鉗2固定在機架1上，制動盤7和制動盤7'固 定在巻筒4的兩側(cè)，并隨著巻筒4轉(zhuǎn)動與停止；巻筒支撐軸5與盤式制動鉗2'固定在機
架1上。
2、 轉(zhuǎn)子系列見圖2，永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子3與巻筒4一端通過制動盤7固定裝配連 接，共同轉(zhuǎn)動與停止，永磁同步電動機定子8與盤式制動鉗2固定在機架1上；巻筒4另 一端設(shè)有制動盤7'，制動盤7'與巻筒支撐軸5固定連接，共同轉(zhuǎn)動與停止；巻筒支撐 軸5通過滾動軸承6'與機架l相連接，盤式制動鉗2'固定連接在機架l上。
(二) 運行機構(gòu)，(含大車和小車)，永磁同歩電動機直接與運行機構(gòu)主動車輪相連接， 實現(xiàn)運行功能，采用盤式制動器制動。運行機構(gòu)永磁同歩電動機分為定子系列和轉(zhuǎn)子系列
兩種形式
1、 定子系列見圖3，永磁同歩電動機定子8與車輪軸11和制動盤7固定連接，帶
動主動車輪9共同轉(zhuǎn)動與停止，車輪軸11與端梁10裝配連接，并可以相對轉(zhuǎn)動；永磁同
步電動機轉(zhuǎn)子3與盤式制動鉗2和端梁10固定連接。
2、 轉(zhuǎn)子系列見圖4，永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子3—端與車輪軸11固定連接，另一端與
制動盤7固定連接，帶動主動車輪9共同轉(zhuǎn)動與停止，實現(xiàn)運行功能；車輪軸ll與端梁
10裝配連接，并可以相對轉(zhuǎn)動；永磁同歩電動機定子8與端梁10和盤式制動鉗2固定連接。運行機構(gòu)可采用集中驅(qū)動和分別驅(qū)動兩種形式集中驅(qū)動采用一個永磁同步電動機通 過傳動軸連接兩個車輪同歩運行，適用于小車運行機構(gòu)，可節(jié)省一個永磁同步電動機；分 別驅(qū)動采用一個變頻器控制兩個相同規(guī)格型號的永磁同歩電動機，使其帶動兩個車輪同歩 運行，適用于大車和小車運行機構(gòu)。
(三)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，永磁同歩電動機直接與回轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn))機構(gòu)相連接，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)功能， 采用盤式制動器制動。回轉(zhuǎn)機構(gòu)永磁同步電動機分為定子系列和轉(zhuǎn)子系列兩種形式
1、 定子系列見圖5，永磁同步電動機定子8—端與制動盤7固定連接，另一端與回 轉(zhuǎn)驅(qū)動元件12固定連接，共同轉(zhuǎn)動與停止；永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子3與盤式制動鉗2和回 轉(zhuǎn)支撐13固定連接，回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件12帶動回轉(zhuǎn)裝置14實現(xiàn)回轉(zhuǎn)功能。
2、 轉(zhuǎn)子系列見圖6，永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子3—端與制動盤7固定連接，另一端與回 轉(zhuǎn)驅(qū)動元件12固定連接，共同轉(zhuǎn)動與停止；永磁同歩電動機定子8與制動鉗2和回轉(zhuǎn)支 撐13固定連接，回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件12帶動回轉(zhuǎn)裝置14實現(xiàn)回轉(zhuǎn)功能。
權(quán)利要求
1、無齒輪傳動起重機，其特征在于，該起重機采用永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)原理，使永磁同步電動機直接與起重機的起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)或回轉(zhuǎn)機構(gòu)相連接，并根據(jù)各機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩的設(shè)計要求，實現(xiàn)各機構(gòu)的起升或下降、運行、變幅和回轉(zhuǎn)；電氣控制采用變頻調(diào)速器再配以PLC或PC機控制；制動器采用盤式制動器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，所述的永磁同步電動機 用于橋式起重機、冶金起重機、門式起重機、塔式起重機、門座式起重機、裝卸橋、船用 起重機的起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)的 巻筒為永磁同歩電動機的定子，巻筒(4) 一端與永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子(3)通過滾動軸承(6)裝配連接，另一端與巻筒支撐軸(5)通過滾動軸承(6')裝配連接；永磁同步電動 機轉(zhuǎn)子(3)與盤式制動鉗(2)固定在機架(1)上，制動盤(7)和制動盤(7')固定在 巻筒(4)的兩側(cè)，巻筒支撐軸.(5)與盤式制動鉗(2')固定在機架(1)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)的 巻筒裝配成永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子，永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子(3)與巻筒(4) 一端通過制動 盤(7)固定裝配連接；永磁同歩電動機定子(8)與盤式制動鉗(2)固定在機架(1)上； 巻筒(4)另一端設(shè)有制動盤(7')，制動盤(7')與巻筒支撐軸(5)固定連接，巻筒支 撐軸(5)通過滾動軸承(6')與機架(1)相連接，盤式制動鉗(2')固定連接在機架(1) 上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，運行機構(gòu)永磁同步電動 機定子(8) —端與車輪軸(11)固定連接，另一端與制動盤(7)固定連接，車輪軸(11) 與端梁(10)裝配連接；永磁同歩電動機轉(zhuǎn)子(3)與盤式制動鉗(2)和端梁(10)固定 連接。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，.運行機構(gòu)永磁同步電動 機轉(zhuǎn)子G) —端與車輪軸(11)固定連接，另一端與制動盤(7)固定連接，車輪軸(11) 與端梁(10)裝配連接；永磁同歩電動機定子(8)與端梁(10)和盤式制動鉗(2)固定連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，回轉(zhuǎn)機構(gòu)永磁同歩電動 機定子(8) —端與制動盤(7)固定連接，另一端與回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件(12)固定連接；永磁 同步電動機轉(zhuǎn)子(3)與盤式制動鉗(2)和回轉(zhuǎn)支撐(13)固定連接，回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件(12) 連接回轉(zhuǎn)裝置(14)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，回轉(zhuǎn)機構(gòu)永磁同歩電動 機轉(zhuǎn)子(3) —端與制動盤(7)固定連接，另一端與回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件(12)固定連接；永磁 同歩電動機定子(8)與制動鉗(2)和回轉(zhuǎn)支撐(13)固定連接，回轉(zhuǎn)驅(qū)動元件(12)連 接回轉(zhuǎn)裝置(14)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，運行機構(gòu)采用集中 驅(qū)動形式，采用一個永磁同歩電動機通過傳動軸連接兩個車輪同歩運行。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，運行機構(gòu)采用分別 驅(qū)動形式，采用一個變頻器控制兩個相同規(guī)格型號的永磁同歩電動機，兩個相同規(guī)格型號 的永磁同步電動機帶動兩個車輪同歩運行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無齒輪傳動起重機，該起重機采用永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)原理，使永磁同步電動機直接與起重機的起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、變幅機構(gòu)或回轉(zhuǎn)機構(gòu)相連接，并根據(jù)各機構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩的設(shè)計要求，實現(xiàn)各機構(gòu)的起升或下降、運行、變幅和回轉(zhuǎn)；電氣控制采用變頻調(diào)速器再配以PLC或PC機控制；制動器采用盤式制動器。永磁同步電動機可用于橋式起重機、冶金起重機、門式起重機、塔式起重機、門座式起重機、裝卸橋、船用起重機中各機械機構(gòu)的驅(qū)動。優(yōu)點是替代了傳統(tǒng)的三相交流電動機帶減速機結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、傳動平穩(wěn)、無振動、無噪音、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號B66D1/02GK101575072SQ20081001133
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者張曉明 申請人:張曉明