[发明专利]用于塔机的无级调速装置和塔机

说明书

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，特别地，涉及一种用于塔机的无级调速装置和塔机。

背景技术

随着我国建筑业的不断发展，建筑施工机械自动化水平的不断提高，对塔机的制造质量和整机技术水平的要求也越来越高。而塔机的起升装置的调速控制系统在其中起到非常重要的作用，该系统在变速过程中产生的机械冲击的大小将直接影响塔机结构件的疲劳损伤程度。

目前，在国内外应用于塔机升降装置的调速方式，主要有以下几种：

1、电磁离合器换挡的减速器加带涡流制动的单速绕线转子电机，该方式由于电磁离合器寿命短，可靠性差，而逐渐被淘汰。

2、普通减速器加带涡流制动的多速绕线转子电机，该方式结构简单，可靠性高，但多速绕线转子电机需要的接触器价格很昂贵。

3、差动行星减速器加双电机，该方式调速比范围大，能满足重载低速，轻载高速的要求，但结构复杂，成本高。

4、变频调速，运行平稳无冲击，但频率不能太高，否则对塔机的摇晃较大；变频器的成本太高。

以上几种调速方式基本是依靠电机本身的调速特性实现调速，对电机及其控制器的要求较高。而用于汽车无级变速器的金属带式无级变速装置，结构简单，在电机恒定转速输出的情况下，能实现无级调速，平稳吸振。但相对塔机而言，此种无级变速装置的变速比较小，变速比范围较窄(5-6)，无法满足塔机正常运行的需求。因此，如何设计结构简单，成本低廉，且运行安全可靠的塔机无级调速装置，一直是业界亟待解决的难题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于塔机的无级调速装置和塔机，以解决塔机电机及其控制器结构复杂、成本高、可靠性差的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于塔机的无级调速装置，包括：主动带轮总成、金属带和被动带轮总成，主动带轮总成通过金属带与被动带轮轴总成连接；主动带轮总成包括以金属带为对称轴对称设置的主动带轮轴和主动带轮；被动带轮总成包括以金属带为对称轴对称设置的被动带轮和被动带轮轴；还包括：与被动带轮轴连接的行星机构；以及，与主动带轮轴及行星机构连接的前置定轴轮系减速装置。

进一步地，行星机构包括与被动带轮轴连接的太阳轮、连接前置定轴轮系减速装置的齿圈、与太阳轮和齿圈啮合的行星轮以及用于支撑行星轮和输出动力的行星架。

进一步地，前置定轴轮系减速装置包括第一齿轮副、第二齿轮副、第三齿轮副；第一齿轮副的主动齿轮固定在主动带轮轴上，第一齿轮副的被动齿轮与第二齿轮副的主动齿轮固定在同一轴上，第二齿轮副的被动齿轮与第三齿轮副的主动齿轮固定在同一轴上，第三齿轮副的被动齿轮固定在行星机构的齿圈上。

进一步地，包括与主动带轮轴及被动带轮轴连接的保险装置。

进一步地，保险装置包括主动齿轮、被动齿轮、惰轮、单向离合器和离合器；主动齿轮固定在主动带轮轴上，被动齿轮通过轴承连接在被动带轮轴上，主动齿轮、被动齿轮均与惰轮啮合；单向离合器的一端与被动齿轮固定，另一端与被动带轮轴固定；离合器的一端与被动齿轮固定，另一端与被动带轮轴固定。

进一步地，主动带轮呈锥形盘状，且可于主动带轮轴上滑动；被动带轮呈锥形盘状，且可于被动带轮轴上滑动。

根据本发明的另一方面，还提供了一种塔机，包括驱动单元、无级调速装置、换向离合器、定轴轮系减速机构；无级调速装置为前述的用于塔机的无级调速装置；驱动单元连接用于塔机的无级调速装置的主动带轮轴，换向离合器的一端与用于塔机的无级调速装置的行星机构连接，另一端与定轴轮系减速机构连接。

进一步地，定轴轮系减速机构包括第一减速齿轮副、第二减速齿轮副、第三减速齿轮副；第一减速齿轮副的主动减速齿轮与换向离合器连接，第一减速齿轮副的被动减速齿轮与第二减速齿轮副的主动减速齿轮固定在同一轴上，第二减速齿轮副的被动减速齿轮与第三减速齿轮副的主动减速齿轮固定在同一轴上，第三减速齿轮副的被动减速齿轮为动力输出端。

进一步地，包括与定轴轮系减速机构连接的制动器。

进一步地，驱动单元为电机。

本发明具有以下有益效果：

1、无级调速装置利用金属带式无级变速装置作为调速装置，取代原来电机的调速功能，电机只起到提供动力的作用，因此电机及其控制器的要求降低，结构简化，只需要使用普通的电机即可，降低了成本；且无级变速装置调速平稳、无冲击。

2、使用行星机构与金属带式无级变速装置结合，使系统的减速比增大，速比范围增大，能满足塔机重载低速，轻载高速的要求。