[发明专利]行星齿轮机构离合器

说明书

本发明涉及一种具有行星齿轮机构的离合器，属于具有齿轮接合的机械离合器技术领域。

在机械传动中离合器是常用部件。现有离合器有多种类型，如机械式、电磁式、液压式、气动式、离心式等等。传统离合器的总的缺陷是传递转矩不够大，接合动作不够敏捷，对于那些离合操作频繁，传递转矩大的机械，通常因为找不到合适的离合器而不得不采用直流电机直接启动和制动方法来取代离合器，由于电机本身的转动惯量较大，采用这种方法的代价是电机的容量要比使用离合器时大5～6倍。即使这种，在一些要求快速启动的大型机械上还不能找到合适的电机，有些用户不得不使用多台电机并用的方法，这使得机构变得十分臃肿。液压离合器或气动离合器性能虽高于其他离合器，但价格昂贵，使用维护也很复杂，使用也仍受局限。现代工业的发展所提出的新课题，传统手段已经难以解决，例如轧钢行业所用的飞剪机、剪切机，升降台等常需要作频繁的启动操作，采用传统的离合器机构，或者用直流电机直接启动越来越不能适应轧钢作业速度的提高。另有一种情况是工作机械虽然不需要作启动制操作，但仍需间断地工作，例如炼钢车间的排风扇，而它的动力为普通电机，功率甚大，一般在几百kw之上，是不适合作频繁启动的。由于找不到合适的离合器，只能使排气系统持续工作。综上所述，现有的离合器的局限对大型机械作业所产生的不利影响在些情况下是十分严重的。

本发明的目的是公开一种传递扭矩大，运动特性硬的离合器，以解决大型机械的频繁快速启动作业中现有技术的离合器传递转矩与接合速度特性所存在的问题，本发明的目的通过以下装置实现：

一种连接电机和工作机械的行星齿轮传动装置，该装置为具有两个中心轮和一个行星架三轴机构，其中一个轴与电机传动连接，另一轴与工作机械传动连接，在该轴与它的第三轴上均设有制动器。

所述的行星齿轮传动装置为内，齿式差速器，外齿正号机构差速器、外齿负号机构差速器或伞齿式差速器其中的一种，主要依据实际传动速比选取。

这种行星齿轮传动机构离合器的工作过程是当与工作机械连接的行星机构输出轴上的制动器制动时，另一个制动器释放，使该输出轴空载，此状态用于电机启动或操作过程中的工作机械停转等待。当两个制动器切换时，该行星机构相当一个普通减速器，成为电机和工作机械之间的传动连接。由于工作机械的启动是在电机已经正常运转状态下进行的，所以使整个系统的启动转动惯量大幅度下降；此外，这种离合器为齿轮啮合传动，运动特性硬，传递扭矩大，既保留齿式离合器的传动性能，又能进行低冲击高速离合切换，这种离合器的第三个特点是制造和使用维护更方便，制动器本身比离合器结构更简单，加速扭矩可比离合器更大些，而在现有的工艺水平下，齿轮机构的制造和维护也要比那些大型的气动或液压离合器更有利些。这三方面的特点使本发明在频繁启动的或者其他一些需进行间断式工作的大型机械应用中不但能降低工作造价和工作机械的操作成本，还能改善和提高工作机械的某些性能，敏捷的启动性，长期稳定可靠的离合操作。

下面结合附图和实施例，对本发明作具体说明。

图1和图2是一种使用内齿行星机构离合器的大型剪切机结构图。

图3是该离合器的机构简图。

图4是该离合器中的内齿差速器结构图。

图5、图6和图7是使用外齿正号机构离合器的飞剪机结构图。

图8是该离合器的机构简图。

图9是所用外齿差速器结构图。

图10是使用外齿负号机构的离合器机构简图。

图11是使用伞齿差速器离合器的机构简图。

图1至图4中为使用本发明的钢坯剪切机系统说明。该剪切机剪切力达1600T，剪切次数10～13.5次/分。原采用4台600kw直流电机传动4台减速机同时带动剪切机作启动制作业，采用本发明后仅采用一台400kw直流电机1与离合器2的输入轴连接。该离合器2的核心为一个内齿差速器3，其太阳轮31的轮轴为输入轴，行星架轴32为主输出轴，再通过一级齿轮5减速，与剪切机10连接。在行星架轴32的轴端设有一个电动制动器8。内齿差速器3的齿圈33则通过两组齿轮6，6′对输出轴7增速，在输出轴7的轴两端各设一个电制动器9，增速之后输出轴7上的制动器可选用较小的规格，前提是末级传动齿轮线速度必须满足要求，否则可少增速或不增速。

使用这种内齿差速器3，一般差速器的速比选3.5～7，可保证较高的传动效率。