永磁起重的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種永磁起重機(jī)，包括橋架、與橋架連接固定的大車運行機(jī)構(gòu)、設(shè)于橋架上的小車、設(shè)于小車上的起升機(jī)構(gòu)、小車運行機(jī)構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)，其特征在于：卷揚筒內(nèi)的卷筒軸上間隔布置有多個外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子與卷揚筒連接，外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的定子套裝于卷筒軸上，所述大車和小車運行機(jī)構(gòu)均采用內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)驅(qū)動，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)與車輪軸之間連接有永磁渦流耦合器，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)后端設(shè)有磁力盤式制動器。其結(jié)構(gòu)簡單、傳動簡單可靠，具有節(jié)能、環(huán)保、自重輕、智能化、噪音小等特點，顯著提高了起升機(jī)構(gòu)的安全性，且保證對起升機(jī)構(gòu)維護(hù)作業(yè)時不影響起重機(jī)使用。
【專利說明】永磁起重機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及起重設(shè)備，特別是一種采用永磁同步電動機(jī)、永磁渦流耦合器和永磁制動器的永磁起重機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，橋式起重機(jī)因適用范圍廣泛等特點在起重設(shè)備中占有不可替代的地位，傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)一般由橋架、與橋架連接固定的大車運行機(jī)構(gòu)、設(shè)于橋架上的小車、設(shè)于小車上的起升機(jī)構(gòu)、小車運行機(jī)構(gòu)及電氣系統(tǒng)組成，其存在如下問題:
1、起升機(jī)構(gòu)和運行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)均采用異步電動機(jī)，其功率因數(shù)較低，在運行時必須向電網(wǎng)吸收滯后的無功功率，對電網(wǎng)運行十分不利，且異步電動機(jī)調(diào)速性能較差，不利于對起升機(jī)構(gòu)和運行機(jī)構(gòu)的控制；
2、驅(qū)動電機(jī)與起升機(jī)構(gòu)的卷筒軸之間、與運行機(jī)構(gòu)的車輪軸之間均連接有減速機(jī)及其他連接配件，不僅存在傳動復(fù)雜、機(jī)械效率低的問題，同時，增加了起升機(jī)構(gòu)、小車運行機(jī)構(gòu)的故障點，維修、維護(hù)成本高；
3、運行機(jī)構(gòu)的車輪組采用分散驅(qū)動方式時，常因驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速不同造成車輪組運行不同步發(fā)生偏斜啃軌現(xiàn)象，使起重機(jī)振動加劇，降低整機(jī)使用壽命且浪費電能。
[0003]近年來，以科尼、SWF、德馬格為代表的歐式起重機(jī)進(jìn)入我國市場，其具有外形美觀、自重輕、噪音小等特點，但仍沒有根本性解決減速機(jī)損壞、漏油等維修維護(hù)、小車運行機(jī)構(gòu)偏斜啃軌問題，同時因為其高維修費用和維修耗時長的缺點，在我國市場占有率不高、難以推廣。綜上，如何使橋式起重機(jī)克服傳統(tǒng)缺陷，逐步向節(jié)能、環(huán)保、免維護(hù)、自重輕、智能化方向發(fā)展是目前亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡單、傳動簡單可靠的永磁起重機(jī)，從根本上解決傳統(tǒng)橋式起重機(jī)存在的上述缺陷，具有節(jié)能、環(huán)保、自重輕、智能化、噪音小等特點，顯著提高了起升機(jī)構(gòu)的安全性，且保證對起升機(jī)構(gòu)維護(hù)作業(yè)時不影響起重機(jī)使用。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種永磁起重機(jī)，包括橋架、與橋架連接固定的大車運行機(jī)構(gòu)、設(shè)于橋架上的小車、設(shè)于小車上的起升機(jī)構(gòu)、小車運行機(jī)構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)，所述起升機(jī)構(gòu)包括卷揚筒、穿設(shè)于卷揚筒中的卷筒軸、支撐于卷筒軸兩端的軸承座及驅(qū)動裝置，所述大車運行機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)分別包括安裝在橋架或小車兩側(cè)端梁上的驅(qū)動裝置及車輪組，其特征在于:
所述起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置包括間隔布置在所述卷揚筒內(nèi)的卷筒軸上的多個外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子與卷揚筒連接并帶動卷揚筒轉(zhuǎn)動，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的定子套裝于卷筒軸上并與卷筒軸保持同軸度，所述卷揚筒一端設(shè)有永磁制動器，另一端通過齒輪傳動副連接有高度限制器和光電編碼器I，所述卷筒軸一端的軸承座內(nèi)設(shè)有壓式超載限制器； 所述大車運行機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置均采用內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)與車輪組的車輪軸之間連接有永磁渦流耦合器，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)后端設(shè)有磁力盤式制動器，且內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的制動器側(cè)的電機(jī)軸頭上設(shè)有光電編碼器II。
[0006]上述的永磁起重機(jī)，所述卷筒軸為空心軸，其一端設(shè)置端子接線箱，電動機(jī)用電纜由卷筒軸的空心腔體引至各個外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)與其繞組接線端相連。
[0007]上述的永磁起重機(jī)，所述電氣控制系統(tǒng)包括PLC控制器、電連接于PLC控制器輸出端的變頻器，所述光電編碼器1、I1、高度限制器、壓式超載限制器電連接于PLC控制器的輸入端，所述永磁制動器、磁力盤式制動器電連接于PLC控制器的輸出端，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)與變頻器的輸出端電連接。
[0008]上述的永磁起重機(jī)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)通過法蘭連接方式與套裝于永磁渦流耦合器外部的連接套筒一端連接，所述連接套筒另一端固定在相對應(yīng)的橋架或小車兩側(cè)端梁上。
[0009]上述的永磁起重機(jī)，相鄰的所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)之間設(shè)有間隔套間隔定位。
[0010]上述的永磁起重機(jī)，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子與卷揚筒之間利用花鍵連接，定子與卷筒軸之間利用花鍵連接。
[0011]上述的永磁起重機(jī)，所述齒輪傳動副由安裝于卷揚筒端部法蘭上的大齒圈、與大齒圈相嚙合的小齒輪組成，所述高度限制器安裝于小齒輪的齒輪軸上，所述光電編碼器I利用聯(lián)軸器連接于高度限制器后部。
[0012]上述的永磁起重機(jī)，所述磁力盤式制動器與內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)組裝為一體。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
1、與傳統(tǒng)起重機(jī)相比，起升、運行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)均采用永磁同步電動機(jī)，具有低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的優(yōu)越性能，運行平穩(wěn)，調(diào)速性能好。其中，起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)(外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī))的數(shù)量為多個，通過電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)分別控制和聯(lián)動控制相結(jié)合的方式。起重機(jī)的起升載荷不是恒定載荷，當(dāng)起升載荷變化時選擇相應(yīng)的控制方式，極大的節(jié)約了電能，提高了起重機(jī)的使用壽命。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)一臺驅(qū)動電機(jī)出現(xiàn)故障時，其余驅(qū)動電機(jī)還可繼續(xù)工作，將驅(qū)動電機(jī)給作業(yè)帶來的影響降到最低，且便于維修。
[0014]2、起升、運行機(jī)構(gòu)中取消了減速機(jī)及連接配件，具有結(jié)構(gòu)簡單、傳力明確的特點，減少了起升、運行機(jī)構(gòu)的故障點；減速機(jī)的取消顯著提高了機(jī)械效率，降低了電動機(jī)功率；減輕了起升機(jī)構(gòu)的自重，進(jìn)而減輕起重機(jī)小車的車架重量，使得起重機(jī)小車自重減輕，整機(jī)橋架鋼結(jié)構(gòu)重量隨之降低。
[0015]3、起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)利用永磁渦流耦合器連接內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)，永磁渦流耦合器具有超力矩丟轉(zhuǎn)功能，降低了起重機(jī)運行慣性力的影響，有效解決了起重機(jī)運行機(jī)構(gòu)車輪組運行不同步發(fā)生偏斜啃軌的問題；另外，永磁渦流耦合器通過永磁體實現(xiàn)無接觸傳遞扭矩，實現(xiàn)電動機(jī)與車輪組之間的無接觸傳動，消除了傳動機(jī)構(gòu)的振動，減弱了起重機(jī)的振動，節(jié)省電能的同時，提高了起重機(jī)的使用壽命。
[0016]4、電氣控制系統(tǒng)中PLC控制器、變頻器、永磁同步電動機(jī)和光電編碼器(跟蹤檢測裝置)形成閉環(huán)控制，啟動平穩(wěn)，起升沖擊載荷對鋼結(jié)構(gòu)橋架的沖擊小，可降低橋架鋼結(jié)構(gòu)重量，延緩起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的疲勞，提高起重機(jī)使用壽命。起重機(jī)對廠房軌道梁的輪壓降低，起重機(jī)自身高度降低，進(jìn)而綜合降低廠房建設(shè)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1中小車運行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(大車運行機(jī)構(gòu)與其同理)。
[0018]圖中序號說明:1大車運行機(jī)構(gòu)、2橋架、3小車、4起升機(jī)構(gòu)、5小車運行機(jī)構(gòu)、6電氣控制系統(tǒng)、7軸承座、8永磁制動器、9卷揚筒、10電動機(jī)用電纜、11外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)、12大齒圈、13軸承座、14光電編碼器1、15高度限制器、16小齒輪、17卷筒軸、18端子接線箱、19車輪組、20永磁渦流耦合器、21連接套筒、22內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)、23光電編碼器II。

【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，該永磁起重機(jī)，包括橋架2、與橋架2連接固定的大車運行機(jī)構(gòu)1、設(shè)于橋架2上的小車3、設(shè)于小車3上的起升機(jī)構(gòu)4、小車運行機(jī)構(gòu)5以及電氣控制系統(tǒng)6，所述起升機(jī)構(gòu)4包括卷揚筒9、穿設(shè)于卷揚筒9中的卷筒軸17、支撐于卷筒軸17兩端的軸承座7、13及驅(qū)動裝置，所述大車運行機(jī)構(gòu)I和小車運行機(jī)構(gòu)5分別包括安裝在橋架2或小車3兩側(cè)端梁上的驅(qū)動裝置及車輪組。
[0020]其中，如圖2所示，起升機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動裝置包括間隔布置在卷揚筒9內(nèi)的卷筒軸17上的多個外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11的轉(zhuǎn)子與卷揚筒9連接并帶動卷揚筒9轉(zhuǎn)動，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11的定子套裝于卷筒軸17上并與卷筒軸17保持同軸度，所述卷揚筒9 一端設(shè)有永磁制動器8，另一端通過齒輪傳動副連接有高度限制器15和光電編碼器I 14，所述卷筒軸17 —端的軸承座13內(nèi)設(shè)有壓式超載限制器。所述永磁制動器8為常閉式制動器，通電后打開工作，失電后制動，帶手動釋放功能(起重機(jī)失電時可人工手動將所吊物件放置地面)，安全可靠。所述卷筒軸17為空心軸，其一端設(shè)置端子接線箱18，電動機(jī)用電纜10由卷筒軸17的空心腔體引至各個外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11與其繞組接線端相連。本實施例中，卷揚筒9采用大剛度消應(yīng)力卷筒。相鄰的所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11之間設(shè)有間隔套間隔定位。所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11的轉(zhuǎn)子與卷揚筒9之間利用花鍵連接，定子與卷筒軸17之間利用花鍵連接。所述齒輪傳動副由安裝于卷揚筒9端部法蘭上的大齒圈12、與大齒圈12相嚙合的小齒輪16組成，大齒圈12和小齒輪16為塑料材質(zhì)，小車2上設(shè)有對應(yīng)小齒輪16的支撐座(圖中省略)，所述高度限制器15安裝于小齒輪16的齒輪軸上，所述光電編碼器I 14利用聯(lián)軸器連接于高度限制器15后部。
[0021]大車運行機(jī)構(gòu)I和小車運行機(jī)構(gòu)5均采用分別驅(qū)動方式。如圖3所示，小車運行機(jī)構(gòu)5采用內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22驅(qū)動，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22與車輪組19的車輪軸之間連接有永磁渦流耦合器20，利用永磁渦流耦合器20實現(xiàn)軟連接，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22后端設(shè)有磁力盤式制動器(圖中省略)，本實施例中，所述磁力盤式制動器米用二合一方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22組裝為一體。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22的制動器側(cè)的電機(jī)軸頭上設(shè)有光電編碼器II 23。本實施例中，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22通過法蘭連接方式與套裝于永磁渦流耦合器20外部的連接套筒21 —端連接，所述連接套筒21另一端固定在相對應(yīng)的小車端梁(圖中省略)上。大車運行機(jī)構(gòu)I的驅(qū)動方式及相應(yīng)配置與小車運行機(jī)構(gòu)5相同。
[0022]所述電氣控制系統(tǒng)包括PLC控制器、電連接于PLC控制器輸出端的變頻器，所述光電編碼器I 14、光電編碼器II 23、高度限制器15、壓式超載限制器電連接于PLC控制器的輸入端，所述永磁制動器8、磁力盤式制動器電連接于PLC控制器的輸出端，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22與變頻器的輸出端電連接。電氣控制屏置于起重機(jī)主梁內(nèi)部。當(dāng)光電編碼器I 14、光電編碼器II 23跟蹤檢測到卷揚筒9、車輪組19轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速發(fā)生偏差時，PLC控制器根據(jù)自補(bǔ)償原理下達(dá)控制指令給變頻器，通過變頻器調(diào)整外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)11、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)22的轉(zhuǎn)速直至卷揚筒9、車輪組19轉(zhuǎn)速與設(shè)定相同。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁起重機(jī)，包括橋架、與橋架連接固定的大車運行機(jī)構(gòu)、設(shè)于橋架上的小車、設(shè)于小車上的起升機(jī)構(gòu)、小車運行機(jī)構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)，所述起升機(jī)構(gòu)包括卷揚筒、穿設(shè)于卷揚筒中的卷筒軸、支撐于卷筒軸兩端的軸承座及驅(qū)動裝置，所述大車運行機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)分別包括安裝在橋架或小車兩側(cè)端梁上的驅(qū)動裝置及車輪組，其特征在于: 所述起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置包括間隔布置在所述卷揚筒內(nèi)的卷筒軸上的多個外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子與卷揚筒連接并帶動卷揚筒轉(zhuǎn)動，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的定子套裝于卷筒軸上并與卷筒軸保持同軸度，所述卷揚筒一端設(shè)有永磁制動器，另一端通過齒輪傳動副連接有高度限制器和光電編碼器I，所述卷筒軸一端的軸承座內(nèi)設(shè)有壓式超載限制器； 所述大車運行機(jī)構(gòu)和小車運行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置均采用內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)與車輪組的車輪軸之間連接有永磁渦流稱合器，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)后端設(shè)有磁力盤式制動器，且內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的制動器側(cè)的電機(jī)軸頭上設(shè)有光電編碼器II。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁起重機(jī)，其特征在于:所述卷筒軸為空心軸，其一端設(shè)置端子接線箱，電動機(jī)用電纜由卷筒軸的空心腔體引至各個外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)與其繞組接線端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁起重機(jī)，其特征在于:所述電氣控制系統(tǒng)包括PLC控制器、電連接于PLC控制器輸出端的變頻器，所述光電編碼器1、I1、高度限制器、壓式超載限制器電連接于PLC控制器的輸入端，所述永磁制動器、磁力盤式制動器電連接于PLC控制器的輸出端，所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)與變頻器的輸出端電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁起重機(jī)，其特征在于:所述內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)通過法蘭連接方式與套裝于永磁渦流耦合器外部的連接套筒一端連接，所述連接套筒另一端固定在相對應(yīng)的橋架或小車兩側(cè)端梁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁起重機(jī)，其特征在于:相鄰的所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)之間設(shè)有間隔套間隔定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁起重機(jī)，其特征在于:所述外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子與卷揚筒之間利用花鍵連接，定子與卷筒軸之間利用花鍵連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁起重機(jī)，其特征在于:所述齒輪傳動副由安裝于卷揚筒端部法蘭上的大齒圈、與大齒圈相嚙合的小齒輪組成，所述高度限制器安裝于小齒輪的齒輪軸上，所述光電編碼器I利用聯(lián)軸器連接于高度限制器后部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁起重機(jī)，其特征在于:所述磁力盤式制動器與內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)組裝為一體。
【文檔編號】B66C17/04GK104140047SQ201410368492
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】郭新江, 齊躍, 霍恒, 李建輝, 郭自立 申請人:遼寧華禹重工有限公司