手摇电动双动力减速器在核电站起重机中的应用

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Al raet：Aiming at the safety in hoisting mechanism of crane，considering the strict requirements of equipment reli-ability in nuclear power field，advantages and disadvantages of traditional double-mechan ism hoisting schemes are ana-lyzed.A new-type double-mechanism hoisting scheme is designed for nuclear power.military and other fields based on ad-vantages of original schemes.In addition，the paper emphasizes the introduction to a new-type hybrid reducer for cranes，which is provided with both electric drive(motor-driven)and manual drive(hand-cranking)，realizing free switch of twopower sources on one reducer。

Keywords：reducer；power drive；manual drive；power switch随着我国核电事业的不断推进，核电站起重机的需求量在不断的增长，鉴于核电站发生事故后果的严重性，业界对于核电站用起重机的可靠性已经形成了统-的认识：高安全性、高可靠性。

对于这-点，在设计时就应该给予充分的考虑，- 般认为铸造起重机在设计时对安全和可靠性的考量已经很高了，但是对于核电、军工战备等领域来说，还远远不够。

1 传统双机构起升方案如图I所示，传统双机构起升方案是铸造起重机的典型起升机构方案，在此方案 中，如果没有中间的同步联轴器，左边和右边各是-套单独的起升机构，这也是该方案名称的由来。之所以布置成这种双机构的形式 ，是基于这样的考虑：当两边的机构都正常工作时，电机 1通过减速器1将扭矩传递到卷筒 1上，电机 2通过减速器 2将扭矩传递到卷筒2上，同步联轴器保证2个卷筒的转速相同。这样，2条传动链最后合并到-起，2个电机各承担-半的载荷；当其中任-套- 1 1 6 - 机构发生故障时，另-套机构能够带着 2个卷筒完成至少-个工作循环♀除紧急状态下的安全隐患。例如：钢水包正处于半空中时，-个电机发生故障，那么另-个电机可以独 自承担全部载荷将钢水包放于地面。但是，这种方案没有考虑2个电机同时发生故障，或工厂电力供应中断的情况。

：同步联轴器I减 -凸- 减安全制动器速 l I 速器 群 器 安全制动器-酋 1 2压图 1 传统双机构起升方案2 新型双机构起升方案这种新型的双机构起升方案针对传统方案的不足进行了改进，在原有减速器1和减速器2上都增加1套手摇装置和换挡装置，变成手摇电动双《起重运输机械》 2013(3)动力减速器。如图2所示，当2个电机因为发生故障或电力中断而不能工作时，启用手摇装置，用人力完成-个工作循环。

同步联轴器1/ 厂] 厂] l 卷简2翠 攀 悃手摇电动双动力减速器，如图 3所示，是-种既可以用电力驱动 (电动机)，又可以用人力驱动 (手摇)的减速器。主要由下箱体、已、手摇输入齿轮轴、锥齿轮、花键轴、花键齿轮、齿轮、电动机输入齿轮轴、齿轮、齿轮轴、齿轮、输出轴、拨叉、上箱体和螺钉组成。

[ ]- - - - 1书I母 母 午 甲 十 .申I l. L- 1 弋。Hj岬 [ ]：l中J由每。 l 日 ， 每 拄 l 、i 1 l / 1 l 。[ ] 5 6 10 1 、121.已 2.齿轮轴 3.锥齿轮 4.下箱体5.花键轴 6.花键齿轮 7.齿轮8.电动机输入齿轮轴 9.齿轮 10.齿轮轴11.齿轮 l2.输出轴图3 手摇电动双动力减速器4 工作原理如图4所示 ，拨叉装在上箱体上，并可沿轴线 转动，拨叉的拨头处于花键齿轮的凹槽内。

当拨叉按图 5所示的摆动方向运动时，花键齿轮就会在拨叉的带动下，沿花键轴滑动，从而花键齿轮与齿轮啮合或脱开，如果拨叉的位置处《起重运输机械》 2013(3)1.拨叉 2.上箱体 3.拨头图4 图3的A-A音0视图于图5中手摇状态时，花键齿轮与齿轮7啮合，用螺钉将拨叉固定于箱体上，此时手摇输入齿轮轴是整个减速器传动链的始端，可以通过装在手摇输入齿轮轴上的已向整个减速器输入外扭矩。

如果拨叉的位置处于图5中电动状态时 ，花键齿轮与齿轮 7脱开，用螺钉将拨叉固定于箱体上，此时电动机输入齿轮轴作为传动链的始端，通过电动机向减速器输入外扭矩，这样，就达到了-台减速器2种动力输入方案的效果。正常情况下，减速器应处于电动状态，当传动链中2个电动机同时发生故障或设备电力供应中断时，将拨叉固定于手摇状态，起升机构可以靠人力坚持至少-个工作循环，不耽误紧急作业。

、手摇状态图5 图4的B向视图5 旋转手柄的设计参数1)手柄的最大旋转半径 <400 mm；2)手柄旋转中心离地面高度：800-1 000 Fnin；3)手柄上人手的平均运动速度

桥检车结构如图 1，水平连接臂和后辅助支撑之问采用 3缸同步的液压回路 ，为了使后辅助支撑更好地与水平连接臂配合动作，在后辅助支撑的回路上加装了调速阀，以保证 3缸的同步。但是试验发现在结构和液压回路上都存在缺陷，导致整机的工作效率和可靠性受到很大影响。

1 结构分析优化利用 SolidWorks中的运动分析功能对整机的动作进行模拟，最终确定后辅助支撑存在结构缺陷，导致整机速度较慢。在运动分析中发现水平连接臂和后辅助支撑的运动轨迹不相吻合 (如图2 a所示)，后辅助支撑的运动轨迹和水平连接臂的运动轨迹提前在 点相交，运动轨迹不相吻合，导致1.垂直臂 2.工作平台 3.水平连接臂4.水平连接臂变幅液压缸 5.导向轨道支架6.垂直框架 7.旋转基座 8.底盘9.水平连接臂变幅辅助装置 10.垂直转塔图 1 桥梁检测车结构件之间运动不同步，产生阻力，从而严重影响了起升动作的稳定性。试验 中发现：起升时除了速度较慢并没有其他变化，但在回落时两者发生干涉，无法正常完成动作。通过运用 SolidWorks中的运动分析功能反复模拟后辅助支撑和水平连6 手摇装置的传动比1)初定手柄的选装半径 R300 mm；2)手柄上的工作力为 F90 N；3)则手柄上的转矩T.F ·R 90×0.3：27 N ·in4)假设电动机的参数功率P：50 kW，转速 nl 000 r/min则扭矩 T29 550× 477.5 N·m5)手摇装置的传动比7·6- 1 1 8 - 7 结束语这种新型的双机构起升方案，因为改用了手摇电动双动力减速器，在安全性和可靠性方面有了很大的提升，而成本和结构尺寸上的影响也不是很大。值得在对设备可靠性要求高的诚推广使用。