机电液混合软启动无级调速器制造技术

一种机电液混合软启动无级调速器，其高速级输入轴一端与主电机的转轴相连，另一端与高速级太阳轮轴的外齿连接构成齿隙浮动，该高速级太阳轮轴通过与高速行星轮啮合而与低速级输入轴连接，该低速级输入轴另一端与低速级输出轴连接，该低速级输出轴伸出调速器箱体外，作为调速器的输出轴连接负载；该高速级行星轮轴外固定设置高速级行星轮，该高速级行星轮与高速级内齿轮啮合，该高速级内齿轮又与高速级齿轮联轴节啮合，高速级齿轮联轴节固定连接调速机构大伞齿轮，该调速机构大伞齿轮通过调速机构小伞齿轮轴、调速机构中间齿轮及调速机构边齿轮与液压旋转功能元件相连接，该调速机构小伞齿轮轴的末端与辅助电机的输入轴联接。本实用新型专利技术传动效率高、噪声小、性能可靠、成本低。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机电液混合软启动无级调速器。
技术介绍
电动机在负载启动时，会产生5 7倍额定电流强度的启动电流，对大功率电动机 来说，大启动电流会对电机和电网产生很大的冲击；而在停机时通过瞬时断电使转速速降 至零的控制方式也会给设备带来冲击，降低使用寿命，故在很多工况下不允许大功率机械 设备瞬时关机，需要平稳减速的停机；在工作中，同样需要考虑工况变化所引起的大功率机 械设备的平稳无级调速问题。要解决上述技术问题，就需要对大功率设备采用软启动/无 级调速技术，使其能够实现可控的软启动、软停机、无级调速，过载自动保护及多驱动功率 平衡等功能。 国内外在机械、电机和电子、液力和液压等多学科领域对软启动/无级调速技术 开展了深入和广泛的研究，开发出了多种多样的软启动/调速装置或设备，大体可归结为 液力偶合器软启动/调速、液体粘性软启动/调速、变频调速软启动、直流调速软启动、变电 阻调速、摩擦调速、液压调速等。这些软启动/调速传动装置或系统虽各有特点，但也都有 某些无法令用户完全接受的缺点。调速型液力偶合器可通过调节工作腔液体的充满度来改 变输出转速和转矩，具有一定软启动功能和调速能力。但长期的理论研究和应用实践表明， 其在软启动/调速的功能和性能上远远无法满足现实要求。液体粘性软启动/调速装置利 用存在于主、从动摩擦片之间油膜的粘性剪切作用力来传递动力。该装置在一定范围内能 够实现主、从动轴之间的无级调速和同步运行，能对传动系统进行过载保护。但在软启动 时，电动机处于负载启动状态，启动电流大，电流冲击时间长，电动机的动力通过粘性转矩 作用在负载上，不是真正的空载启动。传动效率较低，功率损失大，发热严重，且装置比较复 杂，制造和维护成本较高。变频调速软启动、直流调速软启动、变电阻调速、摩擦调速和液压 调速等在电器控制上一般均采用控制主驱动电机转速或转矩差以达到双向无级调速，保证 机械传动系统平滑过渡。但是，变频调速装置虽然实现了软启动，然大功率的变频控制器价 格极为昂贵，且其中的电路和电子元器件维修困难，维护成本高；直流无级调速/软启动的 主要问题在于大功率直流电动机体积庞大，且价格昂贵，特别是变电站的投资往往很大， 系统复杂。在潮湿或多尘的环境下，直流电动机的整流子、电刷装置及可控硅的控制部分需 要经常维护，维护费用也很高。目前，大功率直流调速系统的价格与大功率变频器的价格相 当。变电阻调速虽说也能实现软启动，但电能消耗大，功率越大则使用成本越高，控制系统 也越复杂，占用空间也越大；摩擦调速只适用于小功率，当使用在大功率时，摩擦制动力矩 大，摩擦发热问题无法解决，摩擦调速方式对于大中型功率主电机来说，还谈不上软启动； 现有的液压调速，虽说能实现软启动/无级调速，但设备易泄漏、噪声大、温度高、对环境有 污染，且效率低、故障多，因而整体工作性能不佳。此外，还有一些软启动器装置，主要用于 电动机的启动过程，其输出只改变电压而不改变频率，不具备无级调速和功率平衡等功能， 主要应用于非重要的中小功率传动场合。 大功率重载设备工作时，还必须解决一个对输出过载进行限矩保护的问题。许多 大型设备(如大功率皮带输送机)是由多台电动机驱动，在实际工作时，多驱动传动系统中 各个电动机的负载情况可能不一样。怎样在多驱动传动系统中采用无级调速减速传动装置 保证多驱动功率平衡，从而保障设备平稳工作也是一个问题。 综观上述各种软启动调速装置，没有一种既可做到在保持主电机转速不变的情况 下，实现输出转速双向无级调速且平滑过渡；又能使大功率机械设备主电机启动电流小于 额定电流而实现软启动；同时具备输出过载限矩保护和多驱动功率平衡等功能；并且还能 做到结构简单、工作性能可靠、制造和使用维护成本低廉。对于一些用于井下及易爆场所的 大功率设备，传动装置还必须能实现防爆功能。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种结构简单、工 作性能可靠、制造和使用维护成本较低的机电液混合软启动无级调速器，以小功率辅助电 机实现大功率主电机的机械软启动，解决大功率设备启动时的大启动电流对电网产生冲击 的问题；以流体传动的连续可控性实现对机械传动连续控制，实现大功率设备工作中的频 繁双向平滑无级调速、软停机、输出过载限矩保护及多驱动功率平衡。 为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是一种机电液混合软启动 无级调速器，包括通过滚子轴承固定在箱体两侧的高速级输入轴和低速级输出轴，该高速 级输入轴一端伸出箱体与主电机的转轴相连，其特征在于 A、所述高速级输入轴另一端开设第一内孔且其外部通过滚子轴承套设高速级行 星架，该第一内孔内设有渐开线花键内齿，该渐开线花键内齿与高速级太阳轮轴的一端外 齿连接构成齿隙浮动，该高速级太阳轮轴另一端通过一顶块轴向定位于低速级输入轴，该 低速级输入轴一端通过滚子轴承固定在箱体上，另一端伸入低速级输出轴的第二内孔内并 与固定在箱体上的低速级输出轴经一顶块有轴向定位； B、所述高速级行星架与低速级输入轴之间固定设置高速级行星轮轴，该高速级行 星轮轴外固定设置高速级行星轮，所述高速级太阳轮轴与高速级行星轮啮合，同时该高速 级行星轮与高速级内齿轮啮合，该高速级内齿轮同时与套设在低速级输入轴上的高速级齿 轮联轴节啮合； C、所述高速级齿轮联轴节同时固定连接调速机构大伞齿轮，该调速机构大伞齿轮与通过滚子轴承固定在箱体上的调速机构小伞齿轮轴相啮合，该调速机构小伞齿轮轴的中部设有花键外齿，该花键外齿与调速机构中间齿轮的花键内齿相啮合，该调速机构中间齿轮经至少一个调速机构边齿轮与至少一个液压旋转功能元件相连接，该调速机构小伞齿轮轴的末端经辅助电机联轴节与固设在箱体外部的辅助电机的输入轴连接； D、所述低速级输出轴位于箱体内的一端通过低速级行星轮轴设置低速级行星轮，该低速级行星轮与套设在低速级输入轴一端的低速级太阳轮啮合，同时该低速级行星轮与低速级内齿轮啮合，该低速级内齿轮同时与低速级齿轮联轴节啮合，该低速级齿轮联轴节套设在低速级输出轴外侧且同时固定在箱体上。 所述高速级太阳轮轴一端通过挡块与高速级输入轴实现轴向定位，另一端通过顶 块与低速级输入轴实现轴向定位。 所述液压旋转功能元件为油泵或液压马达。 所述液压旋转功能元件固定在箱体上。 当本技术安装使用时，应将大功率重载机械设备的工作部件与本技术装 置的低速级输出轴相连接，并将液压旋转功能元件(油泵或液压马达)出口压力信号输出 到主电机外接的控制电路中，然后才可进行工作。 本技术的具体工作原理阐述如下( — )软启动的实现工作时，首先启动小功率辅助电机慢速运转，经调速机构小 伞齿轮轴、调速机构大伞齿轮、高速级齿轮联轴节带动与高速级内齿轮啮合的高速级行星 轮转动。理论上，高速级内齿轮与高速级行星轮啮合可带动低速级输入轴和高速级太阳轮 轴转动，此时本技术传动装置成为一个单输入(高速级内齿轮输入)、双输出(低速级 输入轴和高速级太阳轮轴)的差动传动轮系。但由于通过低速级输出轴与低速级输入轴相 连的负载很大，小功率辅助电机的输入动力无法驱动低速级输入轴转动，这个单输入双输 出的差动传动轮系实际上变为一个低速级输入轴固定，高速级内齿轮输入，高速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电液混合软启动无级调速器，包括通过滚子轴承固定在箱体两侧的高速级输入轴和低速级输出轴，该高速级输入轴一端伸出箱体与主电机的转轴相连，其特征在于：Ａ、所述高速级输入轴另一端开设第一内孔且其外部通过滚子轴承套设高速级行星架，该第一内孔内设有渐开线花键内齿，该渐开线花键内齿与高速级太阳轮轴的一端外齿连接构成齿隙浮动，该高速级太阳轮轴另一端通过一顶块轴向定位于低速级输入轴，该低速级输入轴一端通过滚子轴承固定在箱体上，另一端伸入低速级输出轴的第二内孔内并与固定在箱体上的低速级输出轴经一顶块有轴向定位；Ｂ、所述高速级行星架与低速级输入轴之间固定设置高速级行星轮轴，该高速级行星轮轴外固定设置高速级行星轮，所述高速级太阳轮轴与高速级行星轮啮合，同时该高速级行星轮与高速级内齿轮啮合，该高速级内齿轮同时与套设在低速级输入轴上的高速级齿轮联轴节啮合；Ｃ、所述高速级齿轮联轴节同时固定连接调速机构大伞齿轮，该调速机构大伞齿轮与通过滚子轴承固定在箱体上的调速机构小伞齿轮轴相啮合，该调速机构小伞齿轮轴的中部设有花键外齿，该花键外齿与调速机构中间齿轮的花键内齿相啮合，该调速机构中间齿轮经至少一个调速机构边齿轮与至少一个液压旋转功能元件相连接，该调速机构小伞齿轮轴的末端经辅助电机联轴节与固设在箱体外部的辅助电机的输入轴连接；Ｄ、所述低速级输出轴位于箱体内的一端通过低速级行星轮轴设置低速级行星轮，该低速级行星轮与套设在低速级输入轴一端的低速级太阳轮啮合，同时该低速级行星轮与低速级内齿轮啮合，该低速级内齿轮同时与低速级齿轮联轴节啮合，该低速级齿轮联轴节套设在低速级输出轴外侧且同时固定在箱体上。...

【技术特征摘要】
一种机电液混合软启动无级调速器，包括通过滚子轴承固定在箱体两侧的高速级输入轴和低速级输出轴，该高速级输入轴一端伸出箱体与主电机的转轴相连，其特征在于A、所述高速级输入轴另一端开设第一内孔且其外部通过滚子轴承套设高速级行星架，该第一内孔内设有渐开线花键内齿，该渐开线花键内齿与高速级太阳轮轴的一端外齿连接构成齿隙浮动，该高速级太阳轮轴另一端通过一顶块轴向定位于低速级输入轴，该低速级输入轴一端通过滚子轴承固定在箱体上，另一端伸入低速级输出轴的第二内孔内并与固定在箱体上的低速级输出轴经一顶块有轴向定位；B、所述高速级行星架与低速级输入轴之间固定设置高速级行星轮轴，该高速级行星轮轴外固定设置高速级行星轮，所述高速级太阳轮轴与高速级行星轮啮合，同时该高速级行星轮与高速级内齿轮啮合，该高速级内齿轮同时与套设在低速级输入轴上的高速级齿轮联轴节啮合；C、所述高速级齿轮联轴节同时固定连接调速机构大伞齿轮，该调速机构大伞齿轮与通过滚子轴承固定在箱体上的调速机构小伞齿轮轴相啮合，该调速机构小伞齿轮轴的中部设有花键外齿，该花键外齿与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伏林，龚晓和，李达，彭翼，阳芳南，肖建群，
申请(专利权)人：李本平，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]