一种高刚性电动滚筒的制作方法

本发明涉及电动滚筒，尤其是一种高刚性电动滚筒。

背景技术：

1、制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械装置，俗称刹车、闸。为了减小制动力矩和结构尺寸，制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。

2、电动滚筒是带驱动的空心轴结构，电动滚筒二端支撑轴是分离的，货物作用在筒体上的重力，仅仅靠薄壁圆筒形的筒体支撑，即靠筒体单独抗弯。此外，电动滚筒输送化学危险品或锂电池产品时，为了防止输送过程中因惯性大而从输送线终端跌落，或者防止斜坡输送过程中因断电而从输送线上向下滑落，因此需对电动滚筒有刹车制动要求；同时，为满足无视觉指引的机器人操作需要较高的定位精度，对电动滚筒有刹车制动要求，但目前电动滚筒采用的是对高速转动电机轴的抱闸制动，其缺陷是刹车时间长、制动摩擦片磨损大。

3、因此，对于大功率、大直径的电动滚筒，不仅需要达到滚筒的制动安全性，而且需要进一步提高滚筒承载刚性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种高刚性电动滚筒，目的是提高滚筒的刚性，同时对低速转动筒体采用直接制动方式，达到滚筒的制动安全性、以及高速与高定位精度的平衡。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种高刚性电动滚筒，包括作为转动输出件的筒体，筒体内壁设有或不设有齿形加强筋笼；

4、所述筒体一端设有无驱左支撑，其包括左支撑轴，其上通过回转支撑轴承与回转支撑配合；

5、所述筒体另一端设有驱动右支撑，其包括支撑组件，其外设有由内齿圈筒和端盖组成的封闭壳体，所述封闭壳体和密封件形成三级齿轮减速器的密封腔，三级齿轮减速器输出扭矩给所述封闭壳体，转动的封闭壳体驱动筒体转动；设在所述封闭壳体之内的、静止的所述支撑组件，作为所述三级齿轮减速器的装配基础件；

6、所述支撑组件包括沿轴向依次连接的右支撑轴、右端盘、右齿轮架、法兰左齿轮架和左支撑轴，所述法兰左齿轮架与所述左支撑轴一端间隙配合、并设有平键；所述右端盘靠定位紧固螺钉定位、并固定在右支撑轴左侧的铣削平槽口上，其槽宽与定位紧固螺钉尾部圆柱直径间隙配合；所述右支撑轴一端通过回转支撑轴承与所述内齿圈筒一端配合，内齿圈筒另一端与所述端盖连接；

7、所述内齿圈筒、回转支撑分别与筒体同轴固定连接，所述左支撑轴、右支撑轴分别与筒体同轴设置，所述右端盘、右齿轮架和法兰左齿轮架构成组合齿轮架，其轴向两端分别与右支撑轴、左支撑轴同轴联结后，与筒体、及所述齿形加强筋笼，共同提供所述电动滚筒的高刚性；所述左支撑轴与右支撑轴作为所述电动滚筒的安装基础件；

8、所述三级齿轮减速器的结构包括一级齿轮轴、一级大齿轮、二级齿轮轴、二级大齿轮、三级齿轮轴和三级大齿轮，所述一级齿轮轴的一端通过滚针轴承设在所述右支撑轴的中孔里，一级齿轮轴上设有与所述一级大齿轮啮合的一级驱动齿轮，一级大齿轮支撑在二级齿轮轴上，所述二级齿轮轴上设有与所述二级大齿轮啮合的二级驱动齿轮，二级大齿轮支撑在三级齿轮轴上，所述三级齿轮轴上设有与所述三级大齿轮啮合的三级驱动齿轮，三级大齿轮与内齿圈筒内壁的内齿圈啮合；

9、所述电机设置在筒体外侧，所述电机为无反馈电机或带角位移传感器反馈的电机，电机为外转子电机或内转子电机；

10、所述一级齿轮轴另一端伸出到筒体外的部分与电机的输出端与所述一级齿轮轴一体化；

11、所述右支撑轴另一端伸出筒体的部分与电机的固定端固定连接；所述左支撑轴为实心结构或空心结构，空心结构的左支撑轴为空心左支撑轴，其上设置有制动器，所述制动器是内置于筒体的湿式多摩擦片制动器；

12、所述三级齿轮减速器可由二级齿轮减速器或一级齿轮减速器替代。

13、进一步技术方案为：

14、所述齿形加强筋笼是由沿圆周间隔分布的齿形加强筋板、沿轴向间隔分布的薄壁环组成的焊接件，齿形加强筋笼靠最外侧的二个薄壁环与筒体焊接；

15、所述齿形加强筋板用于提升筒体刚度，同时用于对内齿圈筒、端盖的外壁进行淋油降温；所述齿形加强筋板还用于对所述外齿摩擦盘、内齿摩擦盘的外壁进行淋油降温。

16、所述制动器的结构为：

17、包括制动器盘座，其套在空心左支撑轴上与其通过平键传递扭矩，并被轴向限位，制动器盘座上固定有环形圆筒，其内设有环形隔磁罩，其内设有环状电磁铁，环形圆筒一侧固定有环形盖；制动器盘座上定位固定有套在空心左支撑轴上的内齿盘座；

18、还包括外齿盘座，其靠不锈钢拉杆定位固定在所述回转支撑的内端面上，外齿盘座和回转支撑之间设有隔磁环片，外齿盘座的内齿槽里嵌多个外齿摩擦盘，内齿盘座的外齿槽里嵌有多个与外齿摩擦盘间隔设置的内齿摩擦盘；

19、环状电磁铁通电，吸附外齿摩擦盘沿外齿盘座的齿槽移动、内齿摩擦盘沿内齿盘座的齿槽移动，外齿摩擦盘压紧内齿摩擦盘，使回转支撑的转动被静止的空心左支撑轴制动。

20、所述外转子电机的结构为：包括绕制后固定在右支撑轴上无刷的内定子线圈，固定在右支撑轴上的法兰底座定子，固定在法兰底座定子上的电机罩壳，固定在嵌套筒外转子的外筒内孔里的外转子永磁体；所述嵌套筒外转子的外筒内孔与一级齿轮轴键连接而传动，一级齿轮轴右端的二个支撑电机轴轴承外圈固定在右支撑轴右端的中孔里，左侧的电机轴轴承的左侧设有电机轴密封圈；轴流风扇固定在一级齿轮轴上，电机罩壳右侧筒底有轴向分布的、排气散热的电机罩壳孔槽；

21、所述外转子电机的结构为：所述内转子电机的结构为：包括绕制后固定在外定子筒上无刷的外定子线圈，外定子筒定位固定在内转子右支撑轴上，内转子右支撑轴的右侧定位固定有定子支撑盘，内转子一级齿轮轴靠二个电机轴轴承支撑分别在内转子右支撑轴和定子支撑盘的中孔里，左侧的电机轴轴承的左边、内转子右支撑轴中孔内有电机轴密封圈；内定子永磁体及其支撑套固定在内转子一级齿轮轴上，位于内转子右支撑轴和定子支撑盘之间，靠外定子线圈驱动而转动；轴流风扇装在内转子一级齿轮轴上，位于在定子支撑盘右侧；电机尾壳定位固定在定子支撑盘，罩住轴流风扇；定子支撑盘上开有四个散热的扇形孔，电机尾壳右侧筒底有轴向分布的、排气散热的电机罩壳孔槽。

22、对于外转子电机，在轴流风扇右侧、在一级齿轮轴上同轴地固定了感应磁片组件，角位移传感板与感应磁片组件同轴、被固定在电机罩壳上，形成带角位移传感器反馈的外转子电机；

23、对于内转子电机，在轴流风扇右侧、在内转子一级齿轮轴上同轴地固定了感应磁片组件，角位移传感板与感应磁片组件同轴、被固定在电机尾壳上，形成带角位移传感器反馈的内转子电机。

24、降温用的油为离合器润滑油，将装配好的电动滚筒水平放置，所述离合器润滑油定量加到不得高于所述回转支撑轴承外圈以下10mm的位置；所述回转支撑上设有进油孔，内齿圈筒上设有进油排气孔，所述进油孔和进油排气孔中分别设有进行密封的内六角油塞。

25、所述制动器得电制动具有两种控制模式，包括：采用电池与导线共同给环状电磁铁供电，实现电磁离合制动；采用电磁离合制动与电机反向制动方相结合的方式实现滚筒制动。

26、所述一级齿轮轴通过滚针轴承支撑在所述右支撑轴；

27、所述二级齿轮轴两端各通过一个中间轴承支撑安装在法兰左齿轮架右侧盘上的台阶孔里、右齿轮架上的台阶孔里；

28、所述三级齿轮轴两端各通过一个中间轴承支撑安装在法兰左齿轮架左侧盘上的台阶孔里、法兰左齿轮架右侧盘上的通孔里；

29、所述二级大齿轮装在三级齿轮轴的悬臂端，二级大齿轮右侧用螺钉、垫片限制轴向移动，二级大齿轮与位于三级齿轮轴右侧的中间轴承内圈之间设有套筒；

30、所述三级大齿轮装在三级支撑轴上，三级支撑轴两端各通过一个中间轴承支撑在法兰左齿轮架右侧盘上的通孔里、法兰左齿轮架左侧盘上的台阶孔里；

31、一级大齿轮的直径是小于筒体的内半径，二级大齿轮、三级大齿轮的直径均大于筒体的内半径。

32、所述二级齿轮减速器的结构包括一级齿轮轴、一级大齿轮、二级齿轮轴、大径二级大齿轮、中长内齿圈筒、右端盘、变孔位右齿轮架、无腔法兰左齿轮架、端盖、二级支撑轴；

33、所述支撑组件包括沿轴向依次连接的右支撑轴、右端盘、变孔位右齿轮架、无腔法兰左齿轮架和左支撑轴，所述无腔法兰左齿轮架与所述左支撑轴一端间隙配合、并设有平键；所述右支撑轴一端通过回转支撑轴承与所述中长内齿圈筒一端配合，中长内齿圈筒另一端与所述端盖连接；

34、所述中长内齿圈筒、回转支撑分别与筒体同轴固定连接；

35、所述右端盘、变孔位右齿轮架、无腔法兰左齿轮架构成组合齿轮架，其轴向两端分别与右支撑轴、左支撑轴同轴联结后，与筒体、及所述齿形加强筋笼，共同提供所述电动滚筒的高刚性；

36、大径二级大齿轮是安装在二级支撑轴上，二级支撑轴两端分别靠轴承支撑在无腔法兰左齿轮架和变孔位右齿轮架上；大径二级大齿轮分度圆直径比二级大齿轮大。

37、所述一级齿轮减速器的结构包括：一级齿轮轴、大径一级大齿轮、短内齿圈筒、右端盘、三轴承右齿轮架、三轴承法兰左齿轮架、端盖、一级支撑轴；

38、所述支撑组件包括沿轴向依次连接的右支撑轴、右端盘、三轴承右齿轮架、三轴承法兰左齿轮架和左支撑轴，所述三轴承法兰左齿轮架与所述左支撑轴一端间隙配合、并设有平键；所述右支撑轴一端通过回转支撑轴承304与所述短内齿圈筒一端配合，短内齿圈筒另一端与所述端盖连接；

39、所述短内齿圈筒、回转支撑分别与筒体同轴固定连接；

40、所述右端盘、三轴承右齿轮架、三轴承法兰左齿轮架构成组合齿轮架，其轴向两端分别与右支撑轴、左支撑轴同轴联结后，与筒体、及所述齿形加强筋笼，共同提供所述电动滚筒的高刚性；

41、大径一级大齿轮是安装在一级支撑轴上，一级支撑轴两端分别靠轴承支撑在三轴承法兰左齿轮架和三轴承右齿轮架上；大径一级大齿轮分度圆直径比一级大齿轮大。

42、本发明的有益效果如下：

43、1、本发明采用二端支撑轴与组合齿轮架联结结构，与筒体保持同轴度，并与筒体、及其齿形加强筋笼，一起共同提高滚筒刚性。

44、2、本发明在油冷的基础上，由内齿圈筒和端盖组成的封闭壳体的减速器密封性高，可使用高等级合成润滑油脂润滑，寿命周期内免维护，因为不需要加液态润滑油，完全避免了漏油的风险。

45、3、本发明制动器为湿式多摩擦片制动器，直接对低速转动的筒体进行制动，并采用油冷方式冷却，提高滚筒的安全性。

46、4、本发明采用三级齿轮减速器，其中的二级大齿轮、三级大齿轮的直径大(可超过筒体内半径)，因此三级齿轮减速比大；所述封闭壳体也是减速器末端的输出元件、驱动筒体转动，结构简单、可靠。

47、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施而了解。