淺談三行星差動鑄造主起升減速機設計應用

摘 要：鑄造吊起重機是冶金行業的專用起重設備，起吊運輸熾熱液態金屬，安全性要求高，鑄造吊起重機如果出現故障，就會導致生產的耽誤甚者停產，會造成很大的損失，嚴重時會引發鋼水包墜落造成重大事故。

關鍵詞：鑄造吊起重機;鑄造主起升減速機;三行星差動系統;可靠度

一、 引言

鑄造吊起重機的關鍵設備為鑄造主起升減速機，設計應用三行星差動鑄造主起升減速機，能避免因電機故障而導致的煉鋼生產的停機停產，極大地增強了鑄造起重機系統的可靠度。

二、 傳統鑄造主起升減速機的設計

鑄造主起升減速機的傳統設計一般為平行齒輪副傳動，雙電機驅動，圖1是這種平行齒輪副減速機結構示意圖，從圖1可見：減速機的兩個輸入軸分別由兩臺電機驅動，減速機的兩個輸出軸分別驅動兩個卷筒。

正常工作時，減速機由兩臺電機共同驅動;如果其中一臺電機發生故障，則另一臺電機除了驅動本側的齒輪傳動鏈工作，還通過惰輪驅動另一側的齒輪傳動鏈運轉，通過這種雙電機平行軸設計，增加了起重機的安全性，可靠性;但不足之處是當一臺電機故障時，另一臺電機就必須以原工作扭矩的兩倍進行工作，所以選用的電機功率是正常所需的兩倍;由此可見，傳統的鑄造主起升減速機選用電機功率大，且只能允許一臺電機出故障，可靠度不高。

三、 高可靠度的三行星差動鑄造主起升減速機設計

三行星差動鑄造主起升減速機可以實現更高可靠度，可以允許三個電機同時發生故障，而不影響系統正常工作，且可把兩臺大功率電機換為四個小功率電機，圖2是這種減速機結構示意圖，圖中：1. 差動輸入軸;2. 行星輸入軸;3. 行星輪;4. 齒圈架;5. 齒圈;6. 行星架;7. 齒圈架;8. 行星輪;9. 齒圈;10. 行星架;11. 行星架;12. 差動輸入軸;13. 行星輸入軸;14. 齒圈架;15. 行星輪;16. 齒圈;17. 中間齒輪;A、B、C為行星輸入軸和行星輪等組成的行星差動輪系。

如果在工作過程中任意一臺電機發生故障，例如行星輸入軸2相連的電機故障，則行星輸入軸2被制動器制動，另三個輸入軸正常運轉，此時行星輸入軸2的轉速為0，而差動輸入軸1為正常轉速，通過行星差動輪系A的運動合成作用，行星架6的轉速為原來的1/2，因為差動輪系C的太陽輪與行星架6的輸出相連，差動輪系C內的齒圈9轉速沒有發生變化，所以經過行星差動輪系C的差速運動合成，行星架10的轉速變為原來的3/4，再通過中間齒輪，以及其后的齒輪傳動鏈來驅動輸出軸運轉，此時減速機輸出轉速變為原來的3/4，減速機傳遞功率變為原來3/4，可知輸出扭矩保持不變。

如果在工作過程中任意兩臺電機發生故障，例如行星輸入軸2和差動輸入軸1相連的電機同時故障，則行星輸入軸2和差動輸入軸1同時被制動器制動，另兩個輸入軸正常運轉，此時行星輸入軸2的轉速為0，差動輸入軸1轉速為0，行星架6的轉速就為0，因為差動輪系C的太陽輪與行星架6的輸出相連，差動輪系C內的齒圈9轉速沒有發生變化，所以行星差動輪系C的差速運動合成，行星架10的轉速變為原來的1/2，再通過中間齒輪，以及其后的齒輪傳動鏈來驅動輸出軸運轉，此時減速機輸出轉速變為原來的1/2，減速機傳遞功率變為原來1/2，可知輸出扭矩保持不變。

如果在工作過程中任意三臺電機發生故障，例如行星輸入軸2，差動輸入軸1，差動輸入軸12相連的電機同時故障，則行星輸入軸2，差動輸入軸1，差動輸入軸12同時被制動器制動，只剩行星輸入軸13正常運轉，此時行星輸入軸2的轉速為0，差動輸入軸1轉速為0，所以行星架6的轉速為0;差動輸入軸12的轉速為0，行星輸入軸13轉速為正常轉速，所以行星架11的轉速便變為原來的1/2;因為差動輪系C的太陽輪與行星架6的輸出相連，行星架11又是行星差動輪系C的差動輸入軸，經過行星差動輪系C的差速運動合成，行星架10的轉速變為原來的1/4，再通過中間齒輪，以及其后的齒輪傳動鏈來驅動輸出軸運轉，此時減速機輸出轉速變為原來的1/4，減速機傳遞功率變為原來1/4，可知輸出扭矩保持不變。

可見，三行星差動鑄造主起升減速機，可在三臺電機故障的情況正常運行，極大的提高了系統的可靠度。

四、 結束語

三行星差動鑄造主起升減速機的設計應用，使得起重機系統具備了更高的可靠度，確保了鑄造起重機系統的安全運行，具有很大的優越性和很高的使用價值。

作者簡介：

吳建中，南京高精齒輪集團有限公司。