主頁 > 技術文章 > 淺談行星齒輪減速器在電梯曳引機中的應用（yòng）設計 2024-10-14

淺談（tán）行星齒輪（lún）減速器在電（diàn）梯曳引機中的應用設計

摘要：行星齒輪傳動的電梯曳引機具有體積小、傳動效率高、節能環保（bǎo）、壽命長和維護成本低等優點，一直受到曳引機行業推崇。本文介紹了行星齒輪傳動曳引機的主要優點（diǎn）、市（shì）場價（jià）值和幾種結構形式的原理以及設計（jì）製造（zào）中的技術要點。
　　曳（yè）引式電梯最（zuì）早於20世紀初在美國（guó）出（chū）現。這種電梯的鋼絲繩懸掛在曳引輪上（shàng），一端與轎廂連接，另一端與對重（chóng）連接。曳引輪的轉動帶動鋼絲繩移動，從而使轎廂和對重做升、降的相對運動。
　　行星齒輪傳動的曳引機很早就出現在提升設備中，目前還（hái）隻有（yǒu）少數幾家生產廠擁有這項技術。麵對新型曳引機的迅猛發展，無齒（chǐ）曳引機的大量（liàng）湧現，具有同樣優勢的（de）行星齒輪曳引機仍然有其（qí）發（fā）展的機遇。針對采用傳統的蝸杆輪式曳引機（jī）存在的不足，介紹采（cǎi）用行星齒輪進行電梯（tī）曳引機減（jiǎn）速器的一種優化設計。曳引式電梯由於鋼（gāng）絲繩（shéng）不用纏繞，鋼絲（sī）繩的長度和股數不受限製，電梯載重量和提升高度有很大提高（gāo），因（yīn）此（cǐ）曳引式電梯一直發展沿用至今。
1、行星電（diàn）梯曳引機的優勢和市場定位：
　　行星齒輪傳動的電梯曳引（yǐn）機（jī）具有（yǒu）體（tǐ）積小、傳動效率高（gāo）、節能環保、壽命長（zhǎng）和維護成本低等優點，一直受到曳引（yǐn）機行（háng）業推崇。行星齒輪曳引機的機械傳（chuán）動效率可達98％，相對同樣提（tí）升力（lì）的蝸輪副式曳引機節能30％～40％，體積僅僅是它的一半；其設計壽命超過2萬小時，正常（cháng）運行l5年以上，免維護，可以做到全密封無滲漏、無汙染；變（biàn）速比範圍大，可與多種電機匹配，可用於低速、中速和（hé）高速各種電梯；起動電流小，隻是（shì）額定電流的1.4倍，可大大降低供電係統（tǒng）容量。
　　與蝸輪副曳引機相比，運行平穩性和噪（zào）聲控（kòng）製（zhì）是行星齒輪曳引機的弱項，但實踐證明，隻要設計（jì）恰當，製造精密，行星齒輪曳引機完全能達到和（hé）超過蝸輪副（fù）曳引（yǐn）機要求的振動和噪聲指標。我們生產的行星齒輪曳引機檢測扭振有效值 1.5mm ／s，空載噪聲≤62dB(A)(1500r／min時)。各種指標均達國（guó）外同類產品的水平。
　　近年來快（kuài）速興起的兄齒曳（yè）引機結構更簡單，體積更小而效率更高，具有明顯的優勢。但無齒曳（yè）引機在低速電動機的製造和低速變頻控製方麵（miàn）都存（cún）在很大難度，盡管這些困難正在逐一（yī）被克服，而（ér）這一切仍要接受時間的考驗。
　　行星齒（chǐ）輪曳引機（jī）可以匹配各種電機（jī）和普通（tōng）變（biàn）頻器，變速範圍（wéi）寬，製動力矩小，即使在中低速電梯中也（yě）能受到廣泛的應用。因此，行星齒輪曳引機首先是蝸杆式曳引機（jī）的替代品（pǐn），其次在中低（dī）速新裝電梯中（zhōng）可望成為主選（xuǎn）產品，在舊（jiù）電梯改造中，行星曳引機其安裝方便和免維護特點，也會得到廣泛應用。
2、行（háng）星齒（chǐ）輪減速器的設計（jì）：
　　2.1 蝸輪蝸杆傳動的缺點
　　采用蝸輪蝸杆傳動方式雖然傳動比較（jiào）大並且傳動較平穩，但其具有以（yǐ）下難以克服（fú）的缺點，導致其不能適應電（diàn）梯（tī）曳引機減（jiǎn）速器的發展需要。
　　2.1.1 傳動效率低，能源浪費大。其總效率低於75％，即使采用耐磨材料，由於齒麵滑動速度高，使傳動效率仍然難以從根本上得到提高；
　　2.1.2 體積大，重（chóng）量較大，使現場安裝較困難；
　　2.1.3 蝸輪至少要二維對中，甚至要求三維對中，現場維修比較困難，同時保證和恢複裝配的精度困難。
大約4～5年就要調整蝸杆齒隙，這（zhè）需要高級技師進（jìn）行操作，使其維修性不好。
　　2.1.4 每年需要清洗加油，而且油封的使用壽命不長，在使用一段時間（jiān）後（hòu）經常出現漏油現象（xiàng）。
　　2.2 行星（xīng）齒輪（lún）減速器的設計（jì）
　　鑒於蝸輪蝸杆傳動的上述缺點，研究應用行星齒輪傳動（dòng）用於電梯曳引機減速器的設計上，取得了較好（hǎo）的（de）效果。
設（shè）計電梯曳引機時，曳引機輸出軸端的（de）平穩性直接影響了電梯的整體性能和乘坐的（de）舒適性。同時行星齒輪曳引（yǐn）機的設計要求體積小、結構緊湊並且傳遞轉矩大。設（shè）計采用的行星齒輪（lún）傳動（dòng）方式是普通漸開線斜齒輪行星（xīng）齒（chǐ）輪傳動，這可（kě）以令齒輪齧合更加平穩。與直齒輪相比，斜齒輪副的總接觸麵積增大，可以承受更大的荷（hé）載。同時采用高精密（mì）加工（gōng）將側隙控製在較小的數值內，從而（ér）使齒輪（lún）在齧（niè）合時兒乎隻是（shì）沿著齧合線作滾動運動，沒有產生齒（chǐ）輪碰擊，避免了（le）輪齒磨（mó）損以及由此引起的震動，提高了靜（jìng）音效果。由於斜齒輪（lún）的（de）原因，齒輪副作用於齒輪上沿軸線方向的軸向力較大，所以齒輪箱使用圓錐滾（gǔn）子軸承承受軸向力，這需要有較高的傳動潤（rùn）滑要（yào）求作保證
太陽輪a的軸為齒輪箱的輸入（rù）軸，與電機連接；行星架h是第（dì）1級減（jiǎn）速裝置的輸出軸，也是第（dì）2級減速裝置的輸入軸；行星架H軸為齒輪箱的（de）輸出軸與曳引輪（lún）連（lián）接，內齒圈b的轉速等於行（háng）星架H的轉速。在行星輪係中該輸出（chū）軸同時是第1級齒輪係的內齒圈和第2級齒輪係的行星架，對外與曳引機直接連（lián）接；該輸出軸直徑較大，
　　扭轉剛度（dù）高，即可承載大（dà）轉矩，同（tóng）時（shí）降低了曳引機的共振頻率；另一方麵，這種第1級齒（chǐ）輪係（xì）的內齒圈和第2級（jí）齒輪係的（de）行星（xīng）架，對外與曳引輪直接連接，及第2級內齒輪（lún）直接加工在減速器箱（xiāng）體上（shàng）的結構設計，使減速器的結構更緊湊，在結（jié）構設計上（shàng）有效地（dì）壓縮了整個減（jiǎn）速器的體積。
　　2.3 行（háng）星齒輪設計的特點：
　　2.3.1 結構緊湊、重（chóng）量輕、體積小。對於行星齒輪傳動方式中，數個行（háng）星輪均勻地（dì）分布在（zài）中心輪（lún）的周圍（wéi）來（lái）共同分（fèn）擔負載（zǎi），使得每個齒輪（lún）所承受的負荷較小（xiǎo），所以可以（yǐ）采用較小的模數。此外，在結構（gòu）上充分利用了內齧合承（chéng）載能力大和內齒圈本身的可容（róng）體積，使外廓尺寸縮小。緊湊的結構使得其更（gèng）適（shì）合小機房、無機房電梯的發展趨勢。
　　2.3.2 傳動效（xiào）率高（gāo）。同樣是由於數個行星輪勻稱（chēng）分布的特點，使（shǐ）得（dé）作用於中心（xīn）輪（lún）和轉臂軸承中的反作用力能互相（xiàng）平衡，有利於傳動效率的提高（gāo）。在結構布置（zhì）合理的情況下，其傳動效（xiào）率可高（gāo）達97％以上。與蝸輪蝸杆相比，節電（diàn）達（dá）40％以上。
　　2.3.3 運轉平穩、抗振動和衝擊的能力較（jiào）強。由於數個相同的行星輪在中（zhōng）心輪周圍（wéi）的均勻分布，使得行星輪與轉臂的慣性力（lì）互相平衡（héng）。齧合齒數的（de）增多也使得傳（chuán）動運行平穩，抗衝擊和振動能力較強，工作穩定可靠。
　　2.4 齒（chǐ）輪的修形
　　為了（le）保證傳動的平穩性，減少振動（dòng）和噪聲，必須對齒輪進行齒形和齒向修形設計（jì）。
　　曳引機是正反向交替運行的動力設備，速度和載負變化都很大。實驗證明，齒輪修形後（hòu），噪聲大幅降低。
　　行（háng）星曳引機均應選用硬齒（chǐ）麵（miàn）齒輪，采（cǎi）用磨齒工藝來控製各項精（jīng）度及（jí）齒形、齒向（xiàng）的（de）修形量。
　　2.5 齒輪變位設計（jì）
　　齒（chǐ）輪變位設計不但可使各級齒輪載（zǎi）荷能力趨於平衡，還可調配齒數比達到均化誤差的作用。通常情況下（xià），曳引機（jī）在運行一（yī）段時間後振動和噪聲會（huì）變得最小。
3、結束語：
針對行星齒輪減速器在電梯曳引機中（zhōng）應用的設計方法，並進行了相關參數的設計優化（huà）。行星曳引機（jī）雖然在電梯設計和製造方麵有一定難（nán）度，隻（zhī）要我們認真思考，努力攻關，一（yī）定會把它做好、做精，讓這種節能、環保、耐（nài）用的品種在曳引機市場上占有一（yī）定的位置。

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