[实用新型]一种用于软启动和无级变速的传动装置

说明书

本实用新型涉及一种用于重载机械设备软启动和无级变速的传动装置，包括一个可差动的行星减速器，所述的行星减速器的输入轴的一端与主电动机的输出轴固定相连，其另一端与行星减速器的太阳轮固定连接；行星减速器的行星架可转动地支撑在所述的传动装置的壳体上，所述的行星架是所述的传动装置的输出部件，行星轮可转动地支撑在上述行星架上，并可随上述行星架一起转动；内齿圈可转动地支撑在所述的传动装置的壳体上，并通过上述行星轮与所述的太阳轮啮合。

机械设备的“软启动”是指机械设备即使是在重载的工况下也能够按照要求的速度逐步克服整个设备的惯性而缓慢平稳地启动。

对于具有大惯性负载的机械设备而言，软启动不仅能够极为有效地减少启动时电动机对传动装置和执行机构的启动冲击，延长减速器等关键部件的使用寿命，同时还能大大地缩短电动机启动电流的冲击时间，减小对电动机的热冲击负载以及对电网的影响。此外，通过使用软启动技术，在电动机的选型上将可以选用容量较小的电动机，因而也能够减小不必要的设备投资。

我国目前普遍采用限矩型液力偶合器作为软启动装置。实践表明，液力偶合器在使用中存在许多缺点。首先，液力偶合器本身的体积庞大，当它与电动机和减速机连接之后，所占空间更大。其次，液力偶合器的内部机构复杂，现场维护也比较困难。虽然液力偶合器本身有过载保护功能，但它往往是通过使易熔塞熔化来实现过载保护的。易熔塞熔化时，液力偶合器中高温油液将从易熔塞孔中高速喷出，对工作人员和生命安全构成严重的威胁。对液力偶合器重新充液和更换易熔塞也会大大降低生产率，影响设备潜能的充分发挥。此外，从结构和原理的角度来看，液力偶合器的输出转速和输入转速之比通常不能高于97％，即无法实现输入轴和输出轴的同步运行，因而必然存在较大的功率损失，这将会进一步降低传动装置的效率。对于大功率传动来说，这种功率损失往往是不容忽视的。

在国外，另一种使用较多的软启动装置是“液体粘性软启动装置”。其中的液体粘性传动装置利用存在于主、从动摩擦片之间的油膜剪切作用力来传递动力，使得该装置能够在一定范围内实现主、从动轴之间的无级调速和多机同步运行。在结构上，液体粘性软启动装置由一对普通圆柱齿轮和一级行星齿轮减速器组成。其中，行星减速器为低速级，其内齿圈是差动的。液体粘性制动器的动、静摩擦片分别通过花键安装在内齿圈和机壳上。

然而，液体粘性软启动传动装置也有其自身的弱点。首先，对于需要多点驱动的机械设备来说，例如对大型皮带运输机来说，为了平衡各电动机的输出功率，一些液体粘性制动器将始终处于半制动状态，此时制动器中摩擦片之间无法形成完整的油膜，摩擦片彼此金属接触打滑，造成摩擦片的磨损，从而缩短了使用寿命。其次，液体粘性软启动装置因结构的原因无法实现真正的空载启动，使得传动装置在启动时仍会受到一定程度的启动冲击。再次，液体粘性软启动传动装置的控制装置也比较复杂，制造成本较高。

为此，本实用新型的目的在于提供一种用于软启动和无级变速的传动装置，该装置是能够实现重载机械设备软启动、软制动、无级变速、多驱动平衡、以及能够防止电动机超速的一体化传动装置。

为实现上述目的，根据本实用新型提供一种用于重载机械设备软启动和无级变速的传动装置，包括一个可差动的行星减速器，所述的行星减速器的输入轴的一端与主电动机的输出轴固定相连，其另一端与行星减速器的太阳轮固定连接；行星减速器的行星架可转动地支撑在所述的传动装置的壳体上，所述行星架是所述传动装置的输出部件；行星轮可转动地支撑在所述的传动装置的行星架上，并可随上述行星架一起转动；内齿圈可转动地支撑在上述壳体上，并通过上述行星轮与太阳轮啮合；所述的内齿圈上设有与蜗杆相啮合的蜗轮齿圈；所述的蜗杆由辅助电动机通过辅助齿轮传动装置驱动，并且所述的辅助电动机通过变频控制器与电源相连。

根据本实用新型的传动装置，当上述辅助齿轮传动装置中采用了圆锥齿轮时，所述的辅助电动机与主电动机的轴线平行地设置。而当上述辅助齿轮传动装置中均采用圆柱齿轮时，辅助电动机的输出轴与主电动机的轴线垂直地设置。

上述一体化的软启动传动装置能够克服其他软启动传动装置的缺点，具有结构紧凑、传动效率高、控制装置简单、生产成本低、可靠性高和工作寿命长等优点。