УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА К ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ Российский патент 2014 года по МПК F27B7/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для передачи крутящего момента к вращающейся печи, включающему в себя приводной вал, приводимый в действие двигателем, и имеющий приводную шестерню, приводящую в движение зубчатый венец, соединенный с вращающейся печью.

Уровень техники

Устройства для передачи вращательного движения к зубчатому венцу описываются, например, в DE 1450712 А, Фактически, был спроектирован ряд приводов для обеспечения вращательного движения вращающимся печам, при этом из-за большой массы печей должны передаваться относительно высокие крутящие моменты и в то же время следует учитывать тепловые расширения и.т.д. вращающихся печей. Из-за теплового расширения печи или изменения положения вращающейся печи, вызванного перемещением или тепловыми деформациями вращающейся печи, и связанного с этим качательного движения зубчатого венца вращающейся печи, перемещения зубчатого венца, соединенного с вращающейся печью, в осевом направлении могут намного превышать 100 мм. Во время такого осевого смещения зубчатого венца привод должен обеспечивать надежное зацепление и, кроме того, сам приводной вал должен максимально разгружаться во избежание возникновения изгибающих усилий. Известно, что приводная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцом, устанавливается в корпус подшипника и опирается на него. Несмотря на то, что такие конструкции обеспечивают надлежащую стабилизацию привода, осевое и, как вариант, радиальное смещения, имеющие место из-за перемещений вращающейся печи, должны компенсироваться при зацеплении шестерни с зубчатым венцом, которое может, например, привести к повреждению из-за значительных передаваемых усилий.

Раскрытие изобретения

Таким образом, настоящее изобретение предназначено для того, чтобы усовершенствовать устройство для передачи крутящего момента к вращающейся печи первоначально заданного типа с целью надежной компенсации перемещения вращающейся печи и, тем самым, зубчатого венца.

Для решения этой задачи предлагается такая конфигурация по изобретению, при которой приводная шестерня приводит в действие зубчатый венец через промежуточный передаточный механизм, при этом зубчатое колесо передаточного механизма входит в зацепление с приводной шестерней с возможностью перемещения в осевом направлении. За счет осевого смещения зубчатого венца, происходящего не при зацеплении шестерни с зубчатым венцом, а при зацеплении зубчатого колеса передаточного механизма, расположенного между приводной шестерней и зубчатым венцом, с приводной шестерней, можно задать размеры зацепления с возможностью осевого перемещения, по существу, для уменьшения усилий. Это, в частности, будет применяться, если передаточный механизм представляет собой редуктор, что обычно имеет место с приводом вращающейся печи, поскольку соответственно защепляющиеся зубья зубчатых колес должны передавать на входную сторону значительно более низкие усилия, чем на выходную сторону. В конфигурации по изобретению должно быть предусмотрено только соответствующее осевое и, как вариант, радиальное направление, и в передаточном механизме должен быть предусмотрен зубчатый венец для выполнения изменений положения зубчатого венца, которые вызваны перемещениям вращающейся печи совместно с зубчатым венцом.

Для обеспечения безопасного зацепления приводной шестерни с зубчатым колесом передаточного механизма даже во время взаимных осевых перемещений предпочтительно предлагается конфигурация, при которой ширина зубчатого колеса передаточного механизма, входящего в зацепление с приводной шестерней, будет меньше ширины приводной шестерни. В этом отношении передаточный механизм предпочтительно может перемещаться в осевом направлении примерно на 160 мм.

В конфигурации по изобретению передаточный механизм вместе с зубчатым венцом, соединенным с вращающейся печью, смонтирован таким образом, чтобы его можно было регулировать в осевом направлении, как было указано выше. Предпочтительно предусмотрена соответствующая опора, в которой передающий механизм опирается на неподвижную конструкцию с помощью опорного элемента. При этом опорный элемент предпочтительно обеспечивает, по меньшей мере, одноосное, предпочтительно двухосное смещение предающего механизма, чтобы, в частности, также иметь возможность принятия в расчет изменений положения, связанных с перемещениями вращающейся печи.

Соответственно, будет обеспечено надлежащее направление передающего механизма в том отношении, что опорный элемент шарнирно соединен с передающим механизмом и с неподвижной конструкцией, при этом опорный элемент преимущественно содержит двухосный шарнир на неподвижной конструкции и одноосный шарнир на стороне передающего механизма.

Поворотная ось предпочтительно расположена таким образом, что поворотная ось поворотного шарнирного соединения опорного элемента продолжается параллельно оси вращения вращающейся печи, и, по меньшей мере, одна поворотная ось поворотного шарнирного соединения опорного элемента продолжается перпендикулярно к оси вращения вращающейся печи. Поворотная ось, продолжающаяся параллельно оси вращающейся печи, тем самым, обеспечивает изменение расстояния передающего механизма от оси вращающейся печи. Поворотная ось, продолжающаяся перпендикулярно к оси вращения вращающейся печи, обеспечивает направление передающего механизма в осевом направлении.

При использовании описанной опоры на приводной вал не будут передаваться никакие усилия, учитывая способность следования передающего механизма с зубчатым венцом и зацепление с возможностью осевого перемещения передающего механизма с приводной шестерней только при осевом перемещении зубчатого венца. Однако если также имеет место радиальное перемещение, в приводном валу должна иметь место соответствующая компенсация, и в этом отношении предпочтительно предусматривается конфигурация, при которой, по меньшей мере, одно универсальное соединение предусмотрено между приводным валом и приводным двигателем. В частности, по предпочтительному варианту также предусматривается карданное соединение приводного вала с двигателем посредством гомокинетического соединения, чтобы обеспечить плавную передачу крутящего момента даже в наклонном состоянии.

Для поддержания передающего механизма в постоянном зацеплении с зубчатым венцом устройство по изобретению предпочтительно спроектировано так, что передающий механизм содержит направляющие средства, взаимодействующие с зубчатым венцом и/или вращающейся печью таким образом, что передающий механизм следует за осевым и, как вариант, радиальным перемещениями зубчатого венца. Направляющие средства преимущественно содержат кольца, расположенные на передающем механизме, в частности, на валу, и направляемые по наружной периферии зубчатого венца. Ролики обкатывают наружную периферию зубчатого венца, обеспечивая, что передающий механизм входит в зацепление с зубчатым венцом. Для обеспечения контакта между передающим механизмом и зубчатым венцом при обратном ходе или остановке вращающейся печи на внутренней периферии зубчатого венца предусматриваются дополнительные ролики.

Расположение, при котором зубчатый венец на вращающейся печи подвергается воздействию термических напряжений, может быть выполнено с помощью, по существу, известного способа, в том отношении, что зубчатый венец соединен с вращающейся печью через пластины, тангенциально опирающиеся на периферию вращающейся печи.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится подробное описание с помощью примерного варианта выполнения, схематично показанного на чертежах:

на фиг.1 показан боковой вид приводного устройства по изобретению;

на фиг.2 показан перспективный вид в разрезе по линии П-П из фиг.1;

на фиг.3 показан увеличенный вид участка привода; и

на фиг.4 показаны конструктивные особенности зубчатого венца, прикрепленного к вращающейся печи.

На фиг.1 двигатель 1 вращает приводной вал 4 через промежуточную деталь 2, при этом указанные компоненты шарнирно соединены с помощью карданного соединения 3. Приводной вал 4 снабжен ведущей шестерней 5, входящей в зацепление с зубчатым колесом 7 передаточного механизма, в частности, редуктора 6. Зубчатое колесо 7 приводит в действие вал 8, установленный в антифрикционных подшипниках в корпусе 9 и снабженный шестерней 11. Шестерня 11 входит в зацепление с зубчатым венцом 12, который соединен с вращающейся печью 13 через пластины 14, тангенциально опирающиеся на периферию вращающейся печи 13. Шестерня 11 удерживается в зацеплении с зубчатым венцом 12 с помощью колец 23, движущихся по наружной стороне зубчатого венца 12. Ролики 15, движущиеся по внутренней периферии зубчатого венца, поддерживают контакт между зубчатым венцом и шестерней при обратном ходе или остановке вращающейся печи.

Тепловые расширения или сжатия, а также периодические осевые перемещения вращающейся печи могут привести к смещению зубчатого венца 12 в направлении двойной стрелки 22. Передаточный механизм 6, который направляется на зубчатом венце кольцами 23, следует за этими смещениями. Передаточный механизм с помощью зубчатого колеса 7 входит в зацепление с ведущей шестерней 5 с возможностью смещения в осевом направлении, так чтобы приведение в действие вращающейся печи обеспечивалось независимо от положения осевого смещения зубчатого венца 12. То, что ширина приводной шестерни 5 превышает ширину зубчатого колеса 7, обеспечивает зацепление по всему маршруту смещения.

На фиг.2 показан разрез по линии II-II из фиг.1 в перспективном виде, на котором виден опорный элемент 16, закрытый на фиг.1 передаточным механизмом 6. На стороне передаточного механизма опорный элемент 16 смонтирован в одноосном соединении 17. На сторонах основания 19 опорный элемент 16 смонтирован на основании через двухосное соединение 18. Опорный элемент 16 воспринимает вес передаточного механизма 6, поглощая усилие, возникающее от крутящего момента. Это позволяет передаточному механизму следовать за зубчатым венцом 12 при тепловом расширении и т.п.

На фиг.3 показан участок зацепления между приводной шестерней 5, расположенной на приводном валу 4, и зубчатым колесом 7. Ширина зубчатого колеса 7 обозначена числом 20, а ширина приводной шестерни 5 обозначена числом 21. Степень осевой смещаемости в направлении двойной стрелки 22 рассчитывается из различия ширины 20 и ширины 21, а люфт в любом из двух направлений равен половине вышеуказанного различия.

На фиг.4 показаны пластины 14, которые тангенциально опираются на периферию вращающейся печи 13 и соединяют вращающуюся печь 13 с ведомым зубчатым венцом 12. За счет упругого действия пластин 14 практически несложно компенсировать тепловое расширение вращающейся печи. Длина тангенциальных пластин выбирается таким образом, чтобы обеспечить их привязку к различным размерам вращающейся печи в пределах области применения. Толщина и форма тангенциальных пластин используются как переменные величины в анализе кручения при фиксированном диаметре вращающейся печи и изменяются таким образом, чтобы предотвратить возбуждение частот собственных колебаний любыми приводными компонентами в диапазоне рабочей частоты вращения.

Изобретение относится к устройству для передачи крутящего момента к вращающейся печи. Устройство содержит приводной вал, приводимый в движение двигателем и имеющий приводную шестерню, приводящую в движение зубчатый венец, соединенный с вращающейся печью, приводная шестерня приводит в движение зубчатый венец через промежуточный передаточный механизм, при этом зубчатое колесо передаточного механизма входит в зацепление с приводной шестерней с возможностью перемещения в осевом направлении. Обеспечивается возможность компенсации перемещения вращающейся печи и зубчатого венца и безопасное зацепление приводной шестерни с зубчатым колесом. 23 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для передачи крутящего момента к вращающейся печи (13), содержащее приводной вал (4), приводимый в действие двигателем (1) и имеющий приводную шестерню (5), приводящую в движение зубчатый венец (12), соединенный с вращающейся печью (13), отличающееся тем, что приводная шестерня (5) приводит в движение зубчатый венец (12) через промежуточный передаточный механизм (6), при этом зубчатое колесо (7) передаточного механизма (6) входит в зацепление с приводной шестерней (5) с возможностью перемещения в осевом направлении.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ширина (20) зубчатого колеса (7) передаточного механизма (6), входящего в зацепление с приводной шестерней (5), меньше ширины (21) приводной шестерни (5).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводная шестерня (11) передаточного механизма (6) входит в зацепление с зубчатым венцом (12).

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что передаточный механизм (6) снабжен опорным элементом (16) для поддерживания на неподвижной конструкции (19).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что опорный элемент (16) выполнен с возможностью обеспечения, по меньшей мере, одноосного, предпочтительно двухосного, смещения передаточного механизма (6).

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что опорный элемент (16) шарнирно соединен с передаточным механизмом (6) и с неподвижной конструкцией (19).

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что опорный элемент (16) шарнирно соединен с передаточным механизмом (6) и с неподвижной конструкцией (19).

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что поворотная ось поворотного шарнирного соединения опорного элемента (16) продолжается параллельно оси вращения вращающейся печи (13).

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна поворотная ось поворотного шарнирного соединения опорного элемента (16) продолжается перпендикулярно к оси вращения вращающейся печи (13).

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна поворотная ось поворотного шарнирного соединения опорного элемента (16) продолжается перпендикулярно к оси вращения вращающейся печи (13).

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна поворотная ось поворотного шарнирного соединения опорного элемента (16) продолжается перпендикулярно к оси вращения вращающейся печи (13).

12. Устройство по любому из пп.5-11, отличающееся тем, что опорный элемент (16) содержит двухосный шарнир (18) на неподвижной конструкции (19) и одноосный шарнир (17) на стороне передаточного механизма.

13. Устройство по любому из пп.1-3 или 5, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно универсальное соединение (3) расположено между приводным валом (4) и приводным двигателем (1).

14. Устройство по п.4, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно универсальное соединение (3) расположено между приводным валом (4) и приводным двигателем (1).

15. Устройство по любому из пп.1-3 или 5, отличающееся тем, что передаточный механизм (6) содержит направляющие средства, взаимодействующие с зубчатым венцом (12) и/или вращающейся печью (13), причем передающий механизм (6) следует за осевым и/или радиальным перемещениями зубчатого венца (12).

16. Устройство по п.4, отличающееся тем, что передаточный механизм (6) содержит направляющие средства, взаимодействующие с зубчатым венцом (12) и/или вращающейся печью (13), причем передающий механизм (6) следует за осевым и/или радиальным перемещениями зубчатого венца (12).

17. Устройство по п.12, отличающееся тем, что передаточный механизм (6) содержит направляющие средства, взаимодействующие с зубчатым венцом (12) и/или вращающейся печью (13), причем передающий механизм (6) следует за осевым и/или радиальным перемещениями зубчатого венца (12).

18. Устройство по п.13, отличающееся тем, что передаточный механизм (6) содержит направляющие средства, взаимодействующие с зубчатым венцом (12) и/или вращающейся печью (13), причем передающий механизм (6) следует за осевым и/или радиальным перемещениями зубчатого венца (12).

19. Устройство по п.15, отличающееся тем, что направляющие средства содержат кольца (23), расположенные на передаточном механизме (6), в частности на валу (8), и направляемые по наружной периферии зубчатого венца (12).

20. Устройство по п.16 или 17, отличающееся тем, что направляющие средства содержат кольца (23), расположенные на передаточном механизме (6), в частности на валу (8), и направляемые по наружной периферии зубчатого венца (12).

21. Устройство по любому из пп.1-3 или 5, отличающееся тем, что зубчатый венец (12) соединен с вращающейся печью (13) посредством пластин (14), тангенциально опирающихся на периферию вращающейся печи (13).

22. Устройство по п.16 или 19, отличающееся тем, что зубчатый венец (12) соединен с вращающейся печью (13) посредством пластин (14), тангенциально опирающихся на периферию вращающейся печи (13).

23. Устройство по любому из пп.1-3 или 5, отличающееся тем, что передаточный механизм (6) выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении (22) примерно на 160 мм.

24. Устройство по п.4, отличающееся тем, что передаточный механизм (6) выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении (22) примерно на 160 мм.