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減速機網 專利 內擺線針輪行星傳動裝置專利可行性報告 減速機網
來源:減速機信息網    時間:2008-8-6 14:25:20  責任編輯:jishu  

內擺線針輪行星傳動裝置

  一、背景與意義

擺線減速機是上世紀六十年代從國外引進,目前已是國內減變速機行業中的主導產品。
“十一.五”期間行業重點發展的產品。目前國內擺線減速機的現狀是:(1)產品結構單一技術停滯不前;(2)產品質量與國外差距大;(3)設計、加工、檢驗技術落后;(4)缺乏基礎性研究;(5)產品出口遠不及德國SEW、日本住友等國外公司。
要根本改變現狀,只是引進、追趕國外先進技術是很難短時間做到。必須在基礎性研究方面有創新、有自主知識產權的產品,才能打破國外公司在國際市場的壟斷地位。
  二、國內外研究現狀與發展趨勢
擺線減速機的傳動原理是用外擺線嚙合原理設計的外擺線輪和針齒嚙合的行星傳動,是1926年德國學者勞倫茲*勃朗發明的。經過幾十年的發展其理論完善、產品成熟,產品已標準化、系列化。由于擺線減速機具有體積小,重量輕,傳動比范圍大,傳動效率高、傳動平穩、噪音低、工作可靠等優點,已廣泛在冶金、礦山、石油、化工、船舶、環保、輕工、食品、紡織、印染、起重運輸以及軍工等許多部門應用。 
目前國內外的主要研究方向是:(1)采用新材料、新工藝及計算機優化設計以提高產品性能;(2)變形與混合機構的研究;(3)將擺線減速機應用于大功率傳動,目前擺線減速機的最大功率國外已達250KW,國內最大功率可達173KW。
內擺線針輪行星傳動專利對擺線減速機的傳動原理作了重大改變和創新,在保留現有擺線減速機的優點的基礎上,克服了現有擺線減速機轉臂軸承承載能力差、壽命短等一系列弱點,使內擺線減速機的綜合性能與現有擺線減速機相比得到成倍的提高。同時,在大功率傳動方面解決了現有擺線減速機輸入軸動平衡的難題,是擺線減速機的最理想的更新換代產品。
  三、專利實施主要內容、技術關鍵與創新點、預期目標
專利實施的主要內容:(1)按內擺線原理設計的15KW內擺線減速機圖紙試制樣機及樣機的各項性能進行測試;(2)內擺線輪專用加工設備的研制(3)進行大功率(250KW以上)的內擺線減速機的設計、試制及測試。技術關鍵是內擺線輪的加工,創新點是采用內擺線的嚙合、傳動原理及針孔式輸出機構,從下表的主要參數的對比可明顯看出:內擺線減速機的承載能力成倍提高,結構更加緊湊。
減速器類型 主要參數
擺線針輪減速器 內擺線針輪減速器
針齒中心圓直徑 Dz     (mm) 218 218
減速比          i 35 36
偏心矩          A    (mm) 2 2
針齒套直徑     dz     (mm) 14 14
針齒銷直徑     d      (mm) 10 10
短幅系數       K1 0.66 0.66
轉臂軸承壽命  Lh    (小時) 8142 16120
輸入功率       P     (kw) 5.5 15
輸出轉矩       MV  (N.mm) 1127536 3266100
減速器重量               (kg) 131 192
減速器尺寸(臥式)  L N H   ( ) 476 430 425 494 430 425
注:減速比35的15KW擺線針論減速器重量為245kg,臥式尺寸為600 530 529。
預期的目標是生產出世界上第一臺內擺線針輪減速機,使內擺線減速機的單位重量(或體積)傳遞的轉矩(功率)提高一倍以上,并能制造250KW以上的內擺線減速機,將國內擺線減速機產品的技術水平提升到國際領先地位。
  四、產業化前景與市場需求
內擺線減速機的產業化只須解決內擺線輪的專用加工設備即可在現有的擺線減速機生產廠或通用機械廠生產,對大功率的內擺線減速機可在礦山、冶金、化工等大型機械廠實現,也可新建專業的內擺線減速機廠。由于內擺線減速機性能的優越、市場前景廣闊,除可占有國內外現有擺線減速機的市場外,隨內擺線減速機功率的提高將會有更多、更大的市場需求。若2010年內擺線減速機的產量占有減變速機市場1%的份額其銷售收入達3800萬元,產生利潤約760萬元,2015年 占有30%的市場份額 ,產生銷售收入可達 15億,利潤約3億
  五、現有工作基礎、條件和優勢
目前,已基本完成內擺線針輪行星傳動的形成、嚙合、傳動原理及主要構件的設計、驗算等基礎研究,并對內擺線減速機的結構及加工工藝做了深入的研究,完成了內擺線減速機樣機的設計工作圖,只需投入資金便可進行試制工作。優勢:1.該項目持有全球唯一內擺線針輪減速機專利,有自主的知識產權;2.內擺線減速機超越傳統產品的優勢明顯且研究工作超前。
  六、專利實施方案、進度安排
該專利的實施分三步
(一).2010年前完成15KW內擺線減速機圖紙試制樣機及對樣機的各項性能進行測試。
(二)2010年進行內擺線輪專用加工設備的研制,批量生產中小功率的內擺線減速機,并進行大功率(250KW以上)的內擺線減速機的設計、試制及測試。
(三)2015年力爭內擺線減速機的產量達到減變速機市場的份額30%。
  七、研究人員簡況
周曉汀,男,68歲,機械專業本科畢業,貴州省畢節地區農機研究所享受國務院特殊津貼的高級工程師,退休前曾任貴州省機械工程學會理事,中國機械工程學會高級會員,貴州省發明協會會員。曾獲國家專利6項、省地科技成果多項、在國家及省級學術刊物發表論文5篇。多年從事機械傳動研究,曾發表論文《差動行星減速器》、《諧波鏈傳動》及《內擺線針輪行星傳動》(收入2006年重慶召開的國際機械傳動學術會議論文集是該學術會唯一的內擺線行星傳動的論文,目前,國內外尚未發現相關的論文),近年來在擺線行星傳動領域有了重大突破,發明的《內擺線針輪行星傳動裝置》已獲國家發明專利(專利號ZL200610001307.9)。
  八、經濟、社會效益分析
由于現有擺線減速機產品技術落后、不具競爭力,產品的利潤很低。據減變速機行業的統計:2005年行業的產品產量60.5萬臺,銷售收入29.2億元,利潤總額1.6億,預計到2010年行業的產品產量85萬臺,銷售收入38億元,利潤總額3億元,其利潤只占銷售收入的6~8%。
而內擺線針輪行星減速器具有自主知識產權、高性能,其利潤可占銷售收入的20%,2015年內擺線減速機的產量達到減變速機市場的份額30%(約30萬臺)可增加銷售收入8.5億元,利潤6億元,以50kg/臺計,可節約材料1.5萬噸。若能盡快的使產品更新換代將會產生很大的經濟、社會效益,并能打破德國、日本等少數公司在國際市場的壟斷地位。
以上可行性報告懇請有關部門、領導、專家進行評估。
                                    周曉汀  2008年8月4日
                                     聯系電話:0851-5580896
                                                                           手機:13601371798

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