双密封液压制动行星减速机的创新设计

李 明，刘宝庆，蔡有杰，白贺辉 ，王德东，胡伟明

（1.齐齐哈尔大学机电工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006 2.齐齐哈尔大学机电工程学院机械12级，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

1 液压制动行星减速机的发展现状

随着我国机械装备制造业科技水平不断向前发展、各工业技术部门对传动设备要求越来越高、常规普通减速机已不能满足工业设计部门技术需求。液压制动二级行星齿轮减速机以其重量轻、体积小、传动比范围大、效率高、运转平稳、噪声低、适应性强等特点得到了普遍的认可。它广泛应用于冶金、矿山、起重运输、电力、能源、建筑建材、轻工、交通等工业部门。

减速机带制动的功能是目前国内外减速机领域的进一步发展的需求,它主要由多级行星减速机和各式弹簧制动器组成。以二级行星减速机为例，它适用于大传动比及正反向的传动要求,在设计过程中，为减小体积,各级齿轮尽量减少齿数,把行星齿轮做成等高变位和等角变位设计,以满足小空间安装的要求。靠液压压力或弹簧力使制动片组进行制动，制动力矩的大小由液压系统压力或动静摩擦片的数量及弹簧的总体压力进行调节,在一定范围内通过改变摩擦片和弹簧的数量就能改变制动力矩。解除制动力矩可释放液压力靠弹簧弹力恢复。根据制动力矩大小一般输入的液压油压不高,十分便于操作。这种方式的液压制动行星减速机制动力较大、制动效果较好,在我国应用较多，特别是能和机械手主臂回转结合,使减速机结构紧凑、在较大的传动比情况下又能即时制动，可以应用到各式自动设备中。

但是就目前应用的液压制动行星减速机来看，还有许多不完善的设计。特别是液压制动部分的液压油腔内密封不好，在载荷较大或温升较高的情况下容易使制动液压油泄漏到行星减速组件部分，和润滑油混合。这样使液压系统制动效率下降，同时也易使润滑油失效，造成不必要的损失，甚至出现事故。本文介绍一种新型液压制动减速机能很好地解决这一问题。

2 新型液压制动二级减速机的总体结构

总体结构如图1整机总成示意图,主要包括液压马达组件、液压制动阀组件、停车常闭离合制动器组件、二级行星齿轮減速机和输出轴部分。

液压马达组件包括马达输出轴及马达壳体，其特征是液压马达组件置于整机前部输入壳体外部；制动阀组件包括安装在输入壳体外部及内部的安全制动碟簧、单向制动活塞、进油阀、出油阀；停车常闭离合制动器组件包括摩擦片组及密封环，摩擦片组设于单向制动活塞下部和输入花健套的外花健部位，特别是设计了两道密封环如图1的20前密封圈和19后密封圈，分别设于输入花健套外部尾端轴承两侧、第一处设于输入壳体尾端轴承前侧、第二处设于尾端轴承压盖内，通过两级密封使制动液压油和减速润滑油完全分离；二级行星齿轮减速器设于输出轴上端，包括第一级行星齿轮架和第一级内齿圈、第二级行星齿轮架和第二级内齿圈、输出轴部分包括输出壳体及输出轴。

图1液压制动二级行星齿轮减速机总成

3 典型工作过程

减速机的动力来源于液压马达。具体连接如图1所示通过液压马达输出轴插入减速机输入壳体内部构件花键连接轴前端，花键连接轴尾端内花健连接输入级太阳轮前端外花键，输入级太阳轮尾端轮齿进而啮合输入级行星架配置的行星轮，输入级行星轮与输入级内齿圈啮合运转完成一级減速，内齿圈镶嵌在输入壳体与中间连接法兰之间，其主要靠螺栓、定位销连接。传动方式为；液压马达输出轴－花键连接轴－输入级太阳轮－输入级行星架运转于(输入级行星轮固定于输入级行星架内呈三星状态)－输入级内齿圈内部。输入级行星架内花键连接输出级太阳轮前端外花键、形成输出级太阳轮啮合输出级行星轮、促使输出级行星架在输出级内齿圈内运转完成二级減速。

液压制动部分在输入壳体内部完成，液压油的流向由换向阀控制,简单方便,传动和制动易于操作。其液压制动原理为：制动进油阀打开输入液压油、此时出油阀关闭。高压油推动碟形弹簧产生弹性压力而推动活塞、而摩擦片未被压制前处于和花键连接轴同时回转状态、由于摩擦片内花键串接花键连接轴外花键、当活塞压制摩擦片到静止状态时、促使花键连接轴停止运转、从而达到刹车制动效果。当制动出油阀打开时、压力解除、碟形弹簧恢复原来位置、活塞不在压制摩擦片、而花键连接轴恢复正常状态、液压马达开始运转，使减速机正常工作。

4 结束语

该减速机在应用比较广泛的二级行星减速机基础上，增加了液压系统制动组件,具有结构紧凑、传动比大、传动稳定的优点，制动部分由先进的碟形式弹簧制动器和液压系统组成、且制动组件置于减速机的输入端,能够用较小的力矩产生较大的制动力矩效果。通过改变弹簧或动、静摩擦片的数目,可以容易地产生不同的制动力矩,满足多种应用情况的需要。特别是在制动组件尾端，改变了液压密封结构，完全保证了液压制动系统的密封要求，使制动液压油和减速润滑油完全分离，提高了减速机的工作效率。

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