行星減速機回轉驅動頭在機械裝置上的應用設計

畢宇

摘要 隨著我國的發展趨勢，船舶制造行業也是不斷走向更高的領域。本文闡述了行星減速機回轉驅動在船舶制造業中的應用及設計，對于在行星減速機回轉驅動頭在船舶業中的優勢，筆者也是結合工程案例進行了分析探討。

關鍵詞：行星減速機；機械裝置；應用設計

前言

行星減速機回轉驅動頭是一種由電動機帶動行星減速機的驅動裝置，是一種用途廣泛的工業產品。該驅動裝置的減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運轉平穩，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨用的特性。最大輸入功率可達104kW。適用于起重運輸、工程機械、冶金、礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業部門。

1.行星減速機

行星減速機級數即為行星齒輪的套數。由于一套行星齒輪無法滿足較大的傳動比，有時需要2套或者3套來滿足用戶較大的傳動比的要求。由于增加了行星齒輪的數量，所以2級或3級減速機的長度會有所增加，效率會有所下降。回程間隙：將輸出端固定，輸入端順時針和逆時針方向旋轉，使輸入端產生額定扭矩+-2%扭矩時，減速機輸入端有一個微小的角位移，此角位移就是回程間隙。單位是"分"，就是一度的六十分之一.也有人稱之為背隙。

行星減速機是一種傳達機構，其結構由一個內齒環緊密結合於齒箱殼體上，環齒中心有一個自外部動力所驅動之太陽齒輪，介于兩者之間有一組由三顆齒輪等分組合於托盤上之行星齒輪組，該組行星齒輪依靠著出力軸、內齒環及太陽齒支撐浮游於期間；當入力側動力驅動太陽齒時，可帶動行星齒輪自轉，并依循著內齒環之軌跡沿著中心公轉，行星之旋轉帶動連結於托盤之出力軸輸出動力。利用齒輪的速度轉換器，將電機（馬達）的回轉數減速到所要的回轉數，并得到較大轉矩的機構。在用于傳遞動力與運動的減速機機構中，行星減速機屬精密型減速機，減速比可精確到0.1轉-0.5轉/分鐘。

2.行星減速機的應用及結構設計

目前行星減速機回轉驅動頭在船舶制造業應用還不是很廣泛，使用最大的工程就是港珠澳香港人工島的鋼板樁主格整打回轉升降裝置上旋轉裝置。該裝置所設計使用的是立式行星專用減速機回轉驅動頭的。該產品采用模塊化設計，共有三部分組成：輸入部分、減速部分和輸出部分，結構如圖1所示。輸入部分選用 YEJ 電磁制動三相異步電機，具有剎車失電保護及剎車手動釋放功能；減速部分采用兩級擺線針輪行星減速機，主要傳動嚙合件使用合金鋼和軸承鋼制造，具有傳動比大、傳動效率高、壽命長、運轉平穩可靠等特點；輸出部分為 13 齒大模數漸開線齒輪，材料為42CrMo調制，輪齒采用數控銑削成形技術。立式行星減速機回轉驅動頭體積小、重量輕、拆卸方便、容易維修，還具有過載能力強、耐沖擊、慣性力矩小適用于啟動頻繁和正反轉的特點。電源： 380V、50Hz、3相；額定功率：3kW ；同步轉速：1500rpm（ 4 級）防護等級：IP54 ；絕緣等級：F 級；輸出轉速：2.05rpm；輸出扭矩：8500N·m。

鋼板樁主格整打回轉升降裝置為大直徑格型鋼板樁（主格）組拼支撐、回轉與升降裝置為圓柱框架式鋼質結構，設三層環形鋼梁平臺和頂部結構，通過9根立柱連接形成穩定框架結構。此裝置外徑為31.020 m；高度32.5 m。設三層環形鋼梁平臺和頂部結構，其中上平臺由環形箱梁、環形小車和桁架結構組成，可由設在下平臺的4臺絞車進行升降操作，環形圈梁上設有環形小車，環形小車可由8臺行星齒輪驅動機構驅動，繞回轉中心順逆時、逆時針旋轉。此環形小車設計線速度約2m/min（沿著φ31020mm圓轉動），輸出軸相聯齒輪尺寸（齒輪變位）：m=25，Z=13，a=25，齒寬=50，外徑φ400mm；行星齒輪驅動機構輸出扭矩：5230 Nm。回轉驅動裝置控制系統的8臺環形小車驅動裝置由單個控制箱控制，每套驅動裝置分別設有空氣開關，接觸器、熱繼電器、指示燈等，控制采用無線遙控，并配現場控制按鈕。如圖2所示。

3.阻力的計算

參考文獻：

[1]行星齒輪驅動機構的設計校核：

[2]計算依據——起重機設計規范GB3811

[3]起重機設計手冊P109～110