一种新型轴向锁紧限位机构

郭帅

（徐州科源液压股份有限公司，江苏徐州 221116）

0 引言

随着科技的深入发展，工程机械也向着小型化、微型化方向发展，使得工程机械和人们日常生活和社会生产更加紧密相连。特别是近年来我国高空作业设备的迅猛发展，高空作业移动平台在电力、国防、市政、通信、园林及消防行业中得到广泛应用[1]。高空作业平台的优点就是安全可靠、体积小、移动方便，可以根据载荷自动调整作业幅度，因此备受市场欢迎。

受主机空间安装空间所限，行星轮减速机作为高空作业移动平台的重要驱动装置，不仅需要输出更大转矩，而且其外形结构必须往小型化方向发展。这就要求工程技术人员在减速机结构设计时，设计的零部件更加紧凑，且零部件强度与安全性能更加可靠。在此背景下，我公司主营的传统结构减速机已经无法满足高空作业平台主机设备的安装空间需求。因此我们在减速机设计过程中进一步优化了行星轮传动部件的结构，将占用径向空间较大的双列无外圈圆柱滚子轴承更换为滚针轴承，减速机径向尺寸得到有效的缩小。更换轴承后，由于装配方式发生了变化，各行星机构件的联接限位方式也相应发生改变，因此我们设计开发了一种新的轴向锁紧限位机构[2]。

1 传统行星机构轴向锁紧限位机构的设计

传统的行星轮传动结构的减速机轴向锁紧限位机构如图1所示，行星轮轴多采用和行星轮架一体式结构，即行星轮轴架1轴径向开有轴用挡圈槽A，之所以选择轴、架一体主要是有利于保证加工精度，方便安装；行星轮2所用轴承通常采用无外圈圆柱滚子轴承，因为该轴承具有较高的径向承载能力，根据承载力的大小不同，又可以选择双列无外圈圆柱滚子轴承和单列无外圈圆柱滚子轴承，本文以双列无外圈圆柱滚子轴承4为例进行说明。由于没有外圈，行星轮2孔可以作为其外圈的基座孔，故该轴承特别适合径向尺寸紧凑的机械部件。双列无外圈圆柱滚子轴承4上下排滚柱中间设置一弹性挡圈3，行星轮2内孔内开设有弹性挡圈槽B。

图1 轴向锁紧限位机构结构图

装配时，首先使用工装将双列无外圈圆柱滚子轴承4压装进行星轮孔内，即使双列无外圈圆柱滚子轴承外圈滚柱与行星轮内孔配合，弹性挡圈3随之进入行星轮轴架1的圈槽B中，行星轮和轴承联为一体，轴向无窜动；然后使用工装将行星轮压装进行星轮轴1上，即双列无外圈圆柱滚子轴承4内圈与行星轮轴1配合，最后在轴用挡圈槽A上装上轴用挡圈5，至此行星轮安装完成，行星轮机构轴向限位锁紧[3]。

但是随着工程机械的深入发展，小型化、微型化已经属于主流发展趋势，采用这种结构方式仍然不能满足减速机在高空作业平台上的空间布局。

2 新型轴向锁紧限位机构的设计

为了克服上述现有技术的不足之处，本结构设计提供一种新型轴向锁紧限位机构，可有效地减少行走减速机的径向尺寸。最显著的特征是把行星轮轴和行星轮架做成分体结构，把占有径向空间更大的双列无外圈圆柱滚子轴承更换成占有径向空间更小的双列满滚针轴承，轴向限位由轴向挡圈换为销轴。

这样一来，不仅最大限度地缩小了减速机的径向尺寸，而且增大了轴承的承载能力，最主要的是有效保证了行星轮的壁厚，给减速机最初设计时的速比配比提供了更多的选择空间[3]。

图2所示为一种新型轴向锁紧限位机构，包括行星轮架1，行星轮架1的端面设有行星轮轴2的安装孔，且行星轮架1垂直行星轮轴2的安装孔设有行星轮5放置孔；行星轮轴2与行星轮5间套装有下排滚针4和上排滚针7，行星轮轴2与行星轮5间还套装有将下排滚针4和上排滚针7隔开的隔圈6，下排滚针4远离隔圈6的一端设有用于限制下排滚针4轴向运动的下压板3，下压板3的另一端由行星轮架1的轴肩限位，上排滚针7远离隔圈6的一端设有用于限制上排滚针7轴向运动的上压板8，上压板8的另一端由行星轮架1的轴肩限位；行星轮架1上沿着行星轮5放置孔的方向设有行星架销孔11，行星轮轴2的径向设有与行星轮5的行星架销孔11相匹配的行星轴销孔21，销轴9依次穿过行星架销孔11和行星轴销孔21将行星轮架1和行星轮轴2固定在一起。

图2 轴向锁紧限位机构结构图

作为本实施例的改进，行星轮轴2的轴向设有径向贯穿行星轴销孔21的观测孔22，通过观测孔22观察销轴9是否安装到位。

进一步，的观测孔22设在行星轮轴2的轴心处；再进一步，行星架销孔11的孔径等于行星轴销孔21的孔径，销轴9采用圆柱销；更进一步，行星轴销孔21与销轴9间隙配合。

装配时：将涂抹黄油后的下排滚针4排满行星轮5内孔，然后将隔圈6放置在下排滚针4端面上；将涂抹黄油后的上排滚针7排满行星轮5内孔；然后在排满滚针的行星轮5两端面处一端安装下压板3，另一端安装上压板8。随后将组装好的行星轮机构放置在行星轮架1的放置孔内，使其对准行星轮架1上的圆孔，将行星轮轴2从行星架1上的安装孔及组装好的行星轮5的轮孔穿入安装到位，将销轴9插入行星架销孔11及行星轴销孔21中。

锁紧限位机构在拆卸过程中，仅需专用工装将销轴9敲入到行星轮轴2内，使销轴9脱离出行星轮架1上的行星架销孔11，就可以将行星轮轴2取出，进而把行星轮5取下。

3 结语

本新型轴向锁紧限位机构涉及行星轮减速机技术领域，具体涉及一种新型轴向锁紧限位机构，包括行星轮架，行星轮架的端面设有行星轮轴的安装孔，且行星轮架垂直行星轮轴的安装孔设有行星轮放置孔；行星轮轴与行星轮间套装有下排滚针和上排滚针，行星轮轴与行星轮间还套装有将下排滚针和上排滚针隔开的隔圈；行星轮架上沿着行星轮放置孔的方向设有行星架销孔，行星轮轴的径向设有与行星轮的行星架销孔相匹配的行星轴销孔，销轴依次穿过行星架销孔和行星轴销孔将行星轮架和行星轮轴固定在一起，该结构简单，工艺性好，实现起来比较方便，有效降低了成本。

我公司生产的减速机采用新型轴向锁紧限位机构后，最大限度地控制了减速机的径向尺寸；该结构简单，工艺性好，实现起来比较方便，有效降低了成本。该结构已经广泛应用于我公司各类减速机中，保证系统安全、可靠、稳定的工作，特别是用在了高空作业平台的行走机构，凭借其优越的性能和较小的体积，已经广泛安装在各类高空作业移动平台上，在桥梁及设备维护、房屋装修、建筑幕墙清理、路灯更换等领域发挥着越来越重要的作用。