浅谈三行星差动铸造主起升减速机设计应用

摘 要：铸造吊起重机是冶金行业的专用起重设备，起吊运输炽热液态金属，安全性要求高，铸造吊起重机如果出现故障，就会导致生产的耽误甚者停产，会造成很大的损失，严重时会引发钢水包坠落造成重大事故。

关键词：铸造吊起重机;铸造主起升减速机;三行星差动系统;可靠度

一、 引言

铸造吊起重机的关键设备为铸造主起升减速机，设计应用三行星差动铸造主起升减速机，能避免因电机故障而导致的炼钢生产的停机停产，极大地增强了铸造起重机系统的可靠度。

二、 传统铸造主起升减速机的设计

铸造主起升减速机的传统设计一般为平行齿轮副传动，双电机驱动，图1是这种平行齿轮副减速机结构示意图，从图1可见：减速机的两个输入轴分别由两台电机驱动，减速机的两个输出轴分别驱动两个卷筒。

正常工作时，减速机由两台电机共同驱动;如果其中一台电机发生故障，则另一台电机除了驱动本侧的齿轮传动链工作，还通过惰轮驱动另一侧的齿轮传动链运转，通过这种双电机平行轴设计，增加了起重机的安全性，可靠性;但不足之处是当一台电机故障时，另一台电机就必须以原工作扭矩的两倍进行工作，所以选用的电机功率是正常所需的两倍;由此可见，传统的铸造主起升减速机选用电机功率大，且只能允许一台电机出故障，可靠度不高。

三、 高可靠度的三行星差动铸造主起升减速机设计

三行星差动铸造主起升减速机可以实现更高可靠度，可以允许三个电机同时发生故障，而不影响系统正常工作，且可把两台大功率电机换为四个小功率电机，图2是这种减速机结构示意图，图中：1. 差动输入轴;2. 行星输入轴;3. 行星轮;4. 齿圈架;5. 齿圈;6. 行星架;7. 齿圈架;8. 行星轮;9. 齿圈;10. 行星架;11. 行星架;12. 差动输入轴;13. 行星输入轴;14. 齿圈架;15. 行星轮;16. 齿圈;17. 中间齿轮;A、B、C为行星输入轴和行星轮等组成的行星差动轮系。

如果在工作过程中任意一台电机发生故障，例如行星输入轴2相连的电机故障，则行星输入轴2被制动器制动，另三个输入轴正常运转，此时行星输入轴2的转速为0，而差动输入轴1为正常转速，通过行星差动轮系A的运动合成作用，行星架6的转速为原来的1/2，因为差动轮系C的太阳轮与行星架6的输出相连，差动轮系C内的齿圈9转速没有发生变化，所以经过行星差动轮系C的差速运动合成，行星架10的转速变为原来的3/4，再通过中间齿轮，以及其后的齿轮传动链来驱动输出轴运转，此时减速机输出转速变为原来的3/4，减速机传递功率变为原来3/4，可知输出扭矩保持不变。

如果在工作过程中任意两台电机发生故障，例如行星输入轴2和差动输入轴1相连的电机同时故障，则行星输入轴2和差动输入轴1同时被制动器制动，另两个输入轴正常运转，此时行星输入轴2的转速为0，差动输入轴1转速为0，行星架6的转速就为0，因为差动轮系C的太阳轮与行星架6的输出相连，差动轮系C内的齿圈9转速没有发生变化，所以行星差动轮系C的差速运动合成，行星架10的转速变为原来的1/2，再通过中间齿轮，以及其后的齿轮传动链来驱动输出轴运转，此时减速机输出转速变为原来的1/2，减速机传递功率变为原来1/2，可知输出扭矩保持不变。

如果在工作过程中任意三台电机发生故障，例如行星输入轴2，差动输入轴1，差动输入轴12相连的电机同时故障，则行星输入轴2，差动输入轴1，差动输入轴12同时被制动器制动，只剩行星输入轴13正常运转，此时行星输入轴2的转速为0，差动输入轴1转速为0，所以行星架6的转速为0;差动输入轴12的转速为0，行星输入轴13转速为正常转速，所以行星架11的转速便变为原来的1/2;因为差动轮系C的太阳轮与行星架6的输出相连，行星架11又是行星差动轮系C的差动输入轴，经过行星差动轮系C的差速运动合成，行星架10的转速变为原来的1/4，再通过中间齿轮，以及其后的齿轮传动链来驱动输出轴运转，此时减速机输出转速变为原来的1/4，减速机传递功率变为原来1/4，可知输出扭矩保持不变。

可见，三行星差动铸造主起升减速机，可在三台电机故障的情况正常运行，极大的提高了系统的可靠度。

四、 结束语

三行星差动铸造主起升减速机的设计應用，使得起重机系统具备了更高的可靠度，确保了铸造起重机系统的安全运行，具有很大的优越性和很高的使用价值。

作者简介：

吴建中，南京高精齿轮集团有限公司。