專利名稱：無齒輪傳動起重機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業用起重機，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：
起重機是用來對物料起童、運輸、裝卸和安裝等作業的機械設備， 一般由機械、金屬 結構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(旋轉)等機構，這 些機構的工作特點是電動機聯接減速機帶動巻筒、車輪(或回轉裝置)來實現各類機構 功能。 一般是高轉速低扭矩電動機聯接減速機，通過一定速比來實現各機構低轉速大扭矩， 使其作用在巻筒、運行車輪式回(旋)轉裝置上來實現起升(下降)、運行、變幅和回轉 (旋轉)等各項功能，該種電機帶減速機的齒輪傳動方式存在著結構復雜、體積大、重量 高、傳動效率低、噪音高，運行不平穩和維修率高的缺點。
發明內容
為解決現有技術存在的問題，本發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構原理，使永磁同步電動機直接帶動起重機的起升、運行、變幅 或回轉機構，實現各機構的起升或下降、運行、變幅和回轉；替代了傳統的三相交流電動 機帶減速機結構，具有結構簡單、重量輕、傳動平穩、無振動、無噪音、使用壽命高等優 點。
為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現
無齒輪傳動起重機，該起重機采用永磁同歩電動機的結構原理，使永磁同歩電動機直 接與起重機的起升機構、運行機構、變幅機構或回轉機構相連接，并根據各機構的輸出轉 速和扭矩的設計要求，實現各機構的起升或下降、運行、變幅和回轉；電氣控制采用變頻 調速器再配以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、運行機構、變幅機構、回轉機構的驅動。
起升機構和變幅機構的巻筒為永磁同iP電動機的定子，巻筒一端與永磁同歩電動機轉 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，巻筒支撐軸 與盤式制動鉗固定在機架上。
起升機構和變幅機構的巻筒裝配成永磁同歩電動機的轉子，永磁同步電動機轉子與巻 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； 永磁同步電動機轉子與盤式制動鉗和端梁固定連接。
運行機構永磁同歩電動機轉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。
回轉機構永磁同歩電動機定子與制動盤和回轉驅動元件固定連接；永磁同歩電動機轉 子與盤式制動鉗和回轉支撐固定連接，回轉驅動元件連接回轉裝置。
回轉機構永磁同歩電動機轉子與制動盤和回轉驅動元件固定連接；永磁同步電動機定 子與制動鉗和回轉支撐固定連接，回轉驅動元件連接回轉裝置。
運行機構可采用集中驅動和分別驅動兩種形式集中驅動采用 一個永磁同歩電動機通 過傳動軸連接兩個車輪同歩運行；分別驅動采用一個變頻器控制兩個相同規格型號的永磁 同歩電動機，使其帶動兩個車輪同歩運行。
與現有技術相比，本發明的有益效果是-
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. 起重機各機構結構簡單、體積小、重量輕、傳動平穩、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速，有利于實現完成自動化和大大 降低電能消耗；4. 易實現標準化和模塊化-，
5. 制動更平穩和安全。
6. 無磨損、壽命高，基本t實現機構傳動免維護；
7. 準確計算使用程度和壽命，從根本上保證設備安全；
8. 可實現數字控制和故障檢測，便于計算機管理。
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圖1是起升機構和變幅機構定子系列的結構示意圖； 圖2是起升機構和變幅機構轉子系列的結構示意圖； 圖3是無齒輪傳動起重機運行機構的定子系列結構示意圖； 圖4是無齒輪傳動起重機運行機構的轉子系列結構示意圖； 圖5是無齒輪傳動起重機回轉裝置的定子系列結構示意圖； 圖6是無齒輪傳動起重機回轉裝置的轉子系列結構示意圖。
具體實施例方式
本發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、運行機構、變幅機構、或回轉機構的驅動，徹底 改變了傳統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、回轉裝置)的驅 動方式，取消了減速機，實現無齒輪傳動。其輸出轉速低、扭矩大、無振動、無噪音、結 構簡單、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構原理，使永磁同步電動機直 接與起重機的起升、運行、變幅或回轉機構相連接，并根據各機構的輸出轉速和扭矩的設 計要求，實現各機構的起升或下降、運行、變幅和回轉；電氣控制采用變頻調速器再配以 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。 、
采用變頻調速器再配以PLC或PC機控制，可實現準確計算各機構工作次數和載荷數 量，準確確定起重機各機構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、回轉角度等數據，起到準確定位和限位器的功能和根據電流控制載荷起到節能及載荷限制器的功能； 還可以實現故障檢測及計算機遠程監控功能。
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 轉機構的連接關系及工作過程。
(一) 起升機構和變幅機構，其巻筒為永磁同歩電動機的轉子或定子，實現相應機構 功能，采用盤式制動器制動，實現方式有兩種1)定子系列，即巻筒做為永磁同歩電動 機的定子，其轉子固定不動，定子正反兩方向轉動；2)轉子系列，即巻筒裝配成永磁同 步電動機的轉子，定子固定不動，轉子IH反兩方向轉動。具體結構為
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，并隨著巻筒4轉動與停止；巻筒支撐軸5與盤式制動鉗2'固定在機
架1上。
2、 轉子系列見圖2，永磁同歩電動機轉子3與巻筒4一端通過制動盤7固定裝配連 接，共同轉動與停止，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 一端設有制動盤7'，制動盤7'與巻筒支撐軸5固定連接，共同轉動與停止；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，(含大車和小車)，永磁同歩電動機直接與運行機構主動車輪相連接， 實現運行功能，采用盤式制動器制動。運行機構永磁同歩電動機分為定子系列和轉子系列
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共同轉動與停止，車輪軸11與端梁10裝配連接，并可以相對轉動；永磁同
步電動機轉子3與盤式制動鉗2和端梁10固定連接。
2、 轉子系列見圖4，永磁同歩電動機轉子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共同轉動與停止，實現運行功能；車輪軸ll與端梁
10裝配連接，并可以相對轉動；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。運行機構可采用集中驅動和分別驅動兩種形式集中驅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，可節省一個永磁同步電動機；分 別驅動采用一個變頻器控制兩個相同規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。
(三)回轉機構，永磁同歩電動機直接與回轉(旋轉)機構相連接，實現回轉功能， 采用盤式制動器制動。回轉機構永磁同步電動機分為定子系列和轉子系列兩種形式
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 轉驅動元件12固定連接，共同轉動與停止；永磁同歩電動機轉子3與盤式制動鉗2和回 轉支撐13固定連接，回轉驅動元件12帶動回轉裝置14實現回轉功能。
2、 轉子系列見圖6，永磁同歩電動機轉子3—端與制動盤7固定連接，另一端與回 轉驅動元件12固定連接，共同轉動與停止；永磁同歩電動機定子8與制動鉗2和回轉支 撐13固定連接，回轉驅動元件12帶動回轉裝置14實現回轉功能。
權利要求
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構原理，使永磁同步電動機直接與起重機的起升機構、運行機構、變幅機構或回轉機構相連接，并根據各機構的輸出轉速和扭矩的設計要求，實現各機構的起升或下降、運行、變幅和回轉；電氣控制采用變頻調速器再配以PLC或PC機控制；制動器采用盤式制動器。
2、 根據權利要求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、運行機構、變幅機構、回轉機構的驅動。
3、 根據權利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，起升機構和變幅機構的 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，巻筒支撐軸.(5)與盤式制動鉗(2')固定在機架(1)上。
4、 根據權利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，起升機構和變幅機構的 巻筒裝配成永磁同步電動機的轉子，永磁同歩電動機轉子(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、 根據權利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，運行機構永磁同步電動 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；永磁同歩電動機轉子(3)與盤式制動鉗(2)和端梁(10)固定 連接。
6、根據權利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，.運行機構永磁同步電動 機轉子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、 根據權利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，回轉機構永磁同歩電動 機定子(8) —端與制動盤(7)固定連接，另一端與回轉驅動元件(12)固定連接；永磁 同步電動機轉子(3)與盤式制動鉗(2)和回轉支撐(13)固定連接，回轉驅動元件(12) 連接回轉裝置(14)。
8、 根據權利要求1所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，回轉機構永磁同歩電動 機轉子(3) —端與制動盤(7)固定連接，另一端與回轉驅動元件(12)固定連接；永磁 同歩電動機定子(8)與制動鉗(2)和回轉支撐(13)固定連接，回轉驅動元件(12)連 接回轉裝置(14)。
9、 根據權利要求5或6所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，運行機構采用集中 驅動形式，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、 根據權利要求5或6所述的無齒輪傳動起重機，其特征在于，運行機構采用分別 驅動形式，采用一個變頻器控制兩個相同規格型號的永磁同歩電動機，兩個相同規格型號 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構原理，使永磁同步電動機直接與起重機的起升機構、運行機構、變幅機構或回轉機構相連接，并根據各機構的輸出轉速和扭矩的設計要求，實現各機構的起升或下降、運行、變幅和回轉；電氣控制采用變頻調速器再配以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的驅動。優點是替代了傳統的三相交流電動機帶減速機結構，具有結構簡單、重量輕、傳動平穩、無振動、無噪音、使用壽命長等優點。
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 優先權日2008年5月9日
發明者張曉明 申請人:張曉明