
一、背景與意義
擺線(xiàn)減速機是上世紀六十年代從國外引進(jìn),目前已是國內減變速機行業(yè)中的主導產(chǎn)品。
“十一.五”期間行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品。目前國內擺線(xiàn)減速機的現狀是:(1)產(chǎn)品結構單一技術(shù)停滯不前;(2)產(chǎn)品質(zhì)量與國外差距大;(3)設計、加工、檢驗技術(shù)落后;(4)缺乏基礎性研究;(5)產(chǎn)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(jìn)、追趕國外先進(jìn)技術(shù)是很難短時(shí)間做到。必須在基礎性研究方面有創(chuàng )新、有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品,才能打破國外公司在國際市場(chǎng)的壟斷地位。
二、國內外研究現狀與發(fā)展趨勢
擺線(xiàn)減速機的傳動(dòng)原理是用外擺線(xiàn)嚙合原理設計的外擺線(xiàn)輪和針齒嚙合的行星傳動(dòng),是1926年德國學(xué)者勞倫茲*勃朗發(fā)明的。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展其理論完善、產(chǎn)品成熟,產(chǎn)品已標準化、系列化。由于擺線(xiàn)減速機具有體積小,重量輕,傳動(dòng)比范圍大,傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩、噪音低、工作可靠等優(yōu)點(diǎn),已廣泛在冶金、礦山、石油、化工、船舶、環(huán)保、輕工、食品、紡織、印染、起重運輸以及軍工等許多部門(mén)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(yōu)化設計以提高產(chǎn)品性能;(2)變形與混合機構的研究;(3)將擺線(xiàn)減速機應用于大功率傳動(dòng),目前擺線(xiàn)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(xiàn)針輪行星傳動(dòng)專(zhuān)利對擺線(xiàn)減速機的傳動(dòng)原理作了重大改變和創(chuàng )新,在保留現有擺線(xiàn)減速機的優(yōu)點(diǎn)的基礎上,克服了現有擺線(xiàn)減速機轉臂軸承承載能力差、壽命短等一系列弱點(diǎn),使內擺線(xiàn)減速機的綜合性能與現有擺線(xiàn)減速機相比得到成倍的提高。同時(shí),在大功率傳動(dòng)方面解決了現有擺線(xiàn)減速機輸入軸動(dòng)平衡的難題,是擺線(xiàn)減速機的最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
三、專(zhuān)利實(shí)施主要內容、技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng )新點(diǎn)、預期目標
專(zhuān)利實(shí)施的主要內容:(1)按內擺線(xiàn)原理設計的15KW內擺線(xiàn)減速機圖紙試制樣機及樣機的各項性能進(jìn)行測試;(2)內擺線(xiàn)輪專(zhuān)用加工設備的研制(3)進(jìn)行大功率(250KW以上)的內擺線(xiàn)減速機的設計、試制及測試。技術(shù)關(guān)鍵是內擺線(xiàn)輪的加工,創(chuàng )新點(diǎn)是采用內擺線(xiàn)的嚙合、傳動(dòng)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(xiàn)減速機的承載能力成倍提高,結構更加緊湊。
減速器類(lèi)型 |
主要參數 |
擺線(xiàn)針輪減速器 |
內擺線(xiàn)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(xiāo)直徑 d (mm) |
10 |
10 |
短幅系數 K1 |
0.66 |
0.66 |
轉臂軸承壽命 Lh (小時(shí)) |
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(xiàn)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(chǎn)出世界上第一臺內擺線(xiàn)針輪減速機,使內擺線(xiàn)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(xiàn)減速機,將國內擺線(xiàn)減速機產(chǎn)品的技術(shù)水平提升到國際領(lǐng)先地位。
四、產(chǎn)業(yè)化前景與市場(chǎng)需求
內擺線(xiàn)減速機的產(chǎn)業(yè)化只須解決內擺線(xiàn)輪的專(zhuān)用加工設備即可在現有的擺線(xiàn)減速機生產(chǎn)廠(chǎng)或通用機械廠(chǎng)生產(chǎn),對大功率的內擺線(xiàn)減速機可在礦山、冶金、化工等大型機械廠(chǎng)實(shí)現,也可新建專(zhuān)業(yè)的內擺線(xiàn)減速機廠(chǎng)。由于內擺線(xiàn)減速機性能的優(yōu)越、市場(chǎng)前景廣闊,除可占有國內外現有擺線(xiàn)減速機的市場(chǎng)外,隨內擺線(xiàn)減速機功率的提高將會(huì )有更多、更大的市場(chǎng)需求。若2010年內擺線(xiàn)減速機的產(chǎn)量占有減變速機市場(chǎng)1%的份額其銷(xiāo)售收入達3800萬(wàn)元,產(chǎn)生利潤約760萬(wàn)元,2015年 占有30%的市場(chǎng)份額 ,產(chǎn)生銷(xiāo)售收入可達 15億,利潤約3億
五、現有工作基礎、條件和優(yōu)勢
目前,已基本完成內擺線(xiàn)針輪行星傳動(dòng)的形成、嚙合、傳動(dòng)原理及主要構件的設計、驗算等基礎研究,并對內擺線(xiàn)減速機的結構及加工工藝做了深入的研究,完成了內擺線(xiàn)減速機樣機的設計工作圖,只需投入資金便可進(jìn)行試制工作。優(yōu)勢:1.該項目持有全球唯一內擺線(xiàn)針輪減速機專(zhuān)利,有自主的知識產(chǎn)權;2.內擺線(xiàn)減速機超越傳統產(chǎn)品的優(yōu)勢明顯且研究工作超前。
六、專(zhuān)利實(shí)施方案、進(jìn)度安排
該專(zhuān)利的實(shí)施分三步
(一).2010年前完成15KW內擺線(xiàn)減速機圖紙試制樣機及對樣機的各項性能進(jìn)行測試。
(二)2010年進(jìn)行內擺線(xiàn)輪專(zhuān)用加工設備的研制,批量生產(chǎn)中小功率的內擺線(xiàn)減速機,并進(jìn)行大功率(250KW以上)的內擺線(xiàn)減速機的設計、試制及測試。
(三)2015年力爭內擺線(xiàn)減速機的產(chǎn)量達到減變速機市場(chǎng)的份額30%。
七、研究人員簡(jiǎn)況
周曉汀,男,68歲,機械專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè),貴州省畢節地區農機研究所享受?chē)鴦?wù)院特殊津貼的高級工程師,退休前曾任貴州省機械工程學(xué)會(huì )理事,中國機械工程學(xué)會(huì )高級會(huì )員,貴州省發(fā)明協(xié)會(huì )會(huì )員。曾獲國家專(zhuān)利6項、省地科技成果多項、在國家及省級學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文5篇。多年從事機械傳動(dòng)研究,曾發(fā)表論文《差動(dòng)行星減速器》、《諧波鏈傳動(dòng)》及《內擺線(xiàn)針輪行星傳動(dòng)》(收入2006年重慶召開(kāi)的國際機械傳動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì )議論文集是該學(xué)術(shù)會(huì )唯一的內擺線(xiàn)行星傳動(dòng)的論文,目前,國內外尚未發(fā)現相關(guān)的論文),近年來(lái)在擺線(xiàn)行星傳動(dòng)領(lǐng)域有了重大突破,發(fā)明的《內擺線(xiàn)針輪行星傳動(dòng)裝置》已獲國家發(fā)明專(zhuān)利(專(zhuān)利號:ZL200610001307.9)。
八、經(jīng)濟、社會(huì )效益分析
由于現有擺線(xiàn)減速機產(chǎn)品技術(shù)落后、不具競爭力,產(chǎn)品的利潤很低。據減變速機行業(yè)的統計:2005年行業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量60.5萬(wàn)臺,銷(xiāo)售收入29.2億元,利潤總額1.6億,預計到2010年行業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量85萬(wàn)臺,銷(xiāo)售收入38億元,利潤總額3億元,其利潤只占銷(xiāo)售收入的6~8%。
而內擺線(xiàn)針輪行星減速器具有自主知識產(chǎn)權、高性能,其利潤可占銷(xiāo)售收入的20%,2015年內擺線(xiàn)減速機的產(chǎn)量達到減變速機市場(chǎng)的份額30%(約30萬(wàn)臺)可增加銷(xiāo)售收入8.5億元,利潤6億元,以50kg/臺計,可節約材料1.5萬(wàn)噸。若能盡快的使產(chǎn)品更新?lián)Q代將會(huì )產(chǎn)生很大的經(jīng)濟、社會(huì )效益,并能打破德國、日本等少數公司在國際市場(chǎng)的壟斷地位。
以上可行性報告懇請有關(guān)部門(mén)、領(lǐng)導、專(zhuān)家進(jìn)行評估。
周曉汀 2008年8月4日
聯(lián)系電話(huà):0851-5580896
手機:13601371798