Планетарный редуктор Советский патент 1992 года по МПК F16H1/28 F16H37/00 

Изобретение относится к области машиностроения.

Известно устройство для определения проскальзывания звеньев планетарной передачи, содержащее корпус, зубчатый планетарный механизм, включающий три Основных звена, два из которых предназначены для соединения с одноименными подвижными звеньями планетарной передачи, а третье звено планетарного механизма связано с приборами, например со спидометром; при этом передаточное отношение планетарного механизма равно передаточному отношению планетарной передачи./

В таком устройстве спидометр визуально показывает параметры проскальзывания (путь и скорость), по которым определяют состояние планетарной передачи в процессе эксплуатации.

Недостатком тгкого устройства является отсутствие обратной связи и исполнительных механизмов для автоматического управления настройкой планетарной передачи в зависимости от условии эксплуатации, что снижает долговечность планетарной передачи

Целью изобретения является повышение долговечности планетарного редуктора

Поставленная цель достигается тем, что планетарный редуктор, содержащий силовую зубчато-фрикционную многопоточную передачу с устройствами сжатия сателлитных бло/ов, каждое из которых выполнено в виде прукины, размещенных в осях сатеп- литных блоков, и устройство для определения проскальзывания звеньев планетарной передачи, снабжен размещенными в осях сателлитных блоков нажимными гидроцилиндрами для взаимодействия с пружиной и устройством обратной связи, взаимодействующим с устройством для определении проскальзывания, для управления гидроцилиндрами

I la фиг 1 схематично изображен планетарный редуктор, на фиг, 2 - вариант плане- тарного редуктора, в котором кинематическая схема зубчато-фрикционной многопоточной передачи и устройств;) для определения проскальзывания соответствует схеме, показанной на фиг 1, но из чертеже условно закрыта

Устройство содержит приводной сило вой электродвигатель 1, силовой плаиетарИ

яв|

ЧТИЦ

ный редуктор 2, нажимную гидравлическую систему 3 и электрическую систему управления 4.

Редуктор 2 содержит силовую зубчато- фрикционную многопоточную планетарную передачу 5 с устройством сжатия сателлит- ных блоков и устройством б для определения проскальзывания силовой зубчато-фрикционной планетарной передачи 5.

Передача 5 содержит корпус 7, водило 8 с тихоходным выходным валом 9, много- венцовое центральное колесо 10 с внутренними зубьями, закрепленное корпусе 1, многовенцовое центральное колесо 11 с внешними зубьями с быстроходным входным валом 12 и сателлитные блоки 13, расположенные по окружности в водиле 8 и установленные на подшипниках 14.

Каждый из блоков 13 выполнен в виде набора чередующихся между собой ведущих и ведомых зубчато-фрикционных дисков 15 и 16 с фрикционными накладками трения между ними, установленных на осях 17 и сжатых в осевом направлении с по- мощью нажимного устройства; при этом ди- ски 15 зацепляются с венцами центрального колеса 11, а диски 1 б - с венцами центрального колеса 10.

Устройство сжатия блоков 13 располо- жено внутри оси 17 и содержит нажимную пружину 18. нажимной гидроцилиндр 19 и стяжной винт 20 с регулировочной гайкой 21. Гидроцилиндр 19 образован внутренней цилиндрической поверхностью оси 17 и со- держит поршень 22 со штоком и центральным отверстием. Пружина 18 расположена между торцами поршня 22 и гайки 21. Винт 20 проходит внутри поршня 22 и пружины 18.

Устройство 6 для определения проскальзывания дисков 15 и 16 в блоках 13 передачи 5 содержит пилотную планетарную систему 23, контрольно-регистрирующие приборы 24-26 для фиксирования величин проскальзывания дисков и кинематические зубчатые передачи 27. предназначенные для соединения приборов 24-26 с пилотной системой 23. Прибор 24 (например, спидометр, реле скорости) фиксирует скорость проскальзывания дисков 15 и 16 между собой в силовой передаче 5; он настраивается на подачу электросигнала (импульса) при появлении определенной минимальной (например 1%) скорости про- скзльзывания. Прибор 25 - визуальный указатель, выполненный в виде стрелки со шкалой, наглядно показывает скорость про- скэльзывзния дисков в силовой передаче 5 редуктора в текущий момент. Прибор 26 спидометр, показывающий скорость и суммарный путь проскальзывания передачи 5 и подающий электросигнал (импульс) npw достижении предельного суммарного пути (ресурса) проскальзывания фрикционных поверхностей трения дисков 15 и 16, когда величина износа поверхностей трения достигнет своей предельной величины и потребуется замена их.

Пилотная система 23 состоит из центрального колеса 23. закрепленного на центральном колесе 11 силовой передачи 5, трех промежуточных зубчатых сателлитов 29, установленных последовательно в тихоходном валу 9 (водиле 8) силовой передачи 5, и пилотного колеса 30, свободно установленного в корпусе 7 силовой передачи 5 и имеющего внутренние и наружные зубчатые венцы 31 и 32, соответственно зацепляющиеся с одним из промежуточных зубчатых сателлитов 29 и с шестерней 33.

Кинематические передачи 27 содержат шестерню 33. зацепляющуюся с зубьями 32 пилотного колеса 30. цилиндрическую шестерню 34, коническую зубчатую передачу 35 и цилиндрические зубчатые передачи 36 для соединения с приборами 24, 25 и 26.

Пилотная планетарная система 23 имеет такое же передаточное отношение, какое имеет контролируемая силовая планетарная передача 5 редуктора 2.

Нажимная гидравлическая система 3 содержит насосную станцию 37 с электродвигателем 38. напорную гидромагистр аль 39 с гидроаккумулятором 40 и электроконтактным манометром 41 и трубопроводы 42, одними концами соединенные с общей гидромагистралью 39, а другими - с полостями гидроцилиндров 19. расположенных в каждом из сателлитных блоков 13.

Электрическая система управления 4 соединена с приборами 24 и 26, манометром 41, электродвигателем 38 насосной станции и силовым электродвигателем 1 соответственно с помощью электрических связей 43-47.

Нажимные гидроцилиндры 19 для сжатия нажимных пружин 18 в сателлитных блоках 13 управляются с помощью устройства дли определения проскальзывания фрикционных поверхностей между дисками 15 и 16 в сателлитных блоках 13 силовой передачи 5 посредством электрической системы управления 4 и нажимной гидравлической системы 3, которые образуют между собой устройство обратной связи.

В варианте исполнения устройства, показанного на фиг. 2, по сравнению с устройством на фиг. 1, отсутствует

электроконтактный манометр 41 и электрические связи 44, 45 и 47

Работа редуктора осуществляется еле- дующим образом (фиг. 1 и 2)

Вращение и крутящий момент от приводного электродвигателя 1 через вал 12 передается центральному колесу 11, веду- щим зубчато-фрикционным дискам 15 и через фрикционные торцовые поверхности трения - ведомым зубчато-фрикционным дискам 16, которые, обкатываясь вокруг центрального колеса 10, через подшипники 14 передают вращение и крутящий момент водилу 8, тихоходному валу 9 передачи 5 и далее приводимой машине (не показана).

Параллельно силовой планетарной передаче 5 вращается и пилотная планетар- ная система 23, в которой осуществляется попутное вращение центрального колеса 28 и тихоходного вала 9, являющегося одновременно водилом промежуточных зубчатых сателлитов 29. Так как промежуточные зубчатые сателлиты 29 зацепляются с вращающимся центральным колесом 28 и одновременно установлены во вращающемся тихоходном вале 9 (водило 8), то вращение их обеспечивается как в цилиндрическом дифференциале, т. е. суммируется или вычитается, и при отсутствии проскальзывания дисков в передаче 5 обеспечивается нулевая скорость пилотному колесу 30, что осуществляется благодаря одинаковому передаточному отношению силовой передачи 5 и пилотной системы 23. Так как колесо 30 не вращается, то остаются неподвижными и все кинематические зубчатые передачи 27 и приборы 24-26, которые показывают отсутствие проскальзывания силовой планетарной передачи 5 редуктора 2.

Если крутящий момент сопротивления приводимой машины меньше крутящего момента трения в блоках 13 передачи 5 и мень- ше допустимого крутящего момента электродвигателя 1, то приборы 24-26 контролирующей системы 6 покажут нулевую скорость (микропроскальзывания, вызванные неточностью изготовления силовой передачи и которые могут быть небольшими, е пределах не более 0,1 %), что соответствует нормальной работе редуктора 2 и машины в целом.

Если, например, крутящий момент сопротивления вращению машины будет больше крутящего момента трения в силовой передаче 5 редуктора 5, то тихоходный вал 9 (водило 8) ее полностью остановится, а быстроходный вал 12 будет вращаться с номинальной частотой вращения электродвигателя 1, тогда скорость проскальзывания передачи 5 будет составлять 100%. В

этом случае в передаче 5 будет вращаться центральное колесо 11, водило 8 (тихоход ный вал 9) будет неподвижным, а в пилотной планетарной системе 23 неподвижным будет то же водило 8 (вал 9); центральное колесо 28 будет вращаться с номинальной (полной) частотой и через сателлиты 29 будет обеспечивать вращение пилотного колеса 30 с номинальной частотой в противоположную сторону, далее вращение через шестерню 33 и кинематические передачи 27 передается на приборы 24- 26, которые будут проскальзывать максимальную (100%) частоту проскальзывания силовой передачи 5 планетарного редуктора 2 Но так как прибор (реле скорости) 24 настроен на подачу электросигнала при проскальзывании передачи 5, например на 1% и более, то дальнейшее проскальзывание прекратится в связи с тем. что электросигнал от прибора 24 через электросвязь 43 поступит в электросистему управления 4, которая через электросвязь 46 включит электродвигатель 38 насосной станции 37. Масло от насосной станции 37 нагнетается в гидромагистраль 39, гидроаккумулятор 40 и через трубопроводы 42 - в нажимные гидроцилиндры 19, поршни 22 которых дополнительно сжимают пружины 18, увеличивая тем самым осевые усилия сжатия всех сателлит- ных блоков 13. Благодаря этому соответственно увеличиваются крутящие моменты трения между ведущими и ведомыми дисками 15 и 16 и дальнейшее проскальзывание их прекращается, это уменьшает износ их и повышает долговечность силовой передачи 5 редуктора 2. С устранением проскальзывания передачи 5 прекращается вращение пилотного коЛес а 30, шестерни 33, кинематических передач 27 и приборов 24,25 и 26. В связи с исключением проскальзывания дисков 15 и 16 электросигнал, идущий от прибора 24 по электрической связи 43, прекращает свое действие и электросистема управления 4 выключает электродвигатель 38 насосной станции 37, подача масла в нажимные гидроцилиндры прекращается, давление масла в гидроцилиндрах сохраняется одинаковым. Возможные утечки масла из гидроцилиндров 19 компенсируются гидроаккумулятором 40, который позволяет продлить время стабилизации давления масла в гидроцилиндрах 19, сохранить осевые усилия сжатия блоков 13 и тем самым уменьшить частоту включения насосной станции 37, что повышает долговечность нажимной системы

Благодаря тому, что рабочие полости гидроцилиндров 19 всех блоков 13 соединсны трубопроводами 42 с одной общей гид- ромагистралыо 39, давления и нажимные усилия в каждом из гидроцилиндров 19 будут одинаковы, соответственно этому будут равны осевые усилия сжатия п-ружин 18 и крутящие моменты трения в каждом из са- теллитных блоков 13, а также в каждом из зубчато-фрикционных дисков 15 и 16; это обеспечивает равномерное распределение нагрузки между потоками передачи мощности в силовой передаче 5 и повышает долговечность планетарного редуктора 2 в целом. Формула изобретения Планетарный редуктор, содержащий силовую зубчато-фриЛдионную многопоточ0

5

ную передачу с устройством сжатия сател- литных блоков, каждое из которых выполнено в виде пружин, размещенных R осях сателлитных блоков, устройство для Определения проскальзывания звеньев планетарной передачи, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, редуктор снабжен размещенными в осях сателлитных блоков нажимными гидроцилиндрами для взаимодействия с пружиной и устройством обратной связи, взаимодействующим с устройством для определения проскальзывания, для управления гидроцилиндрами.

Использование машиностроение Сущность изобретения: планетарный редуктор содержит силовую зубчато-фрикционную передачу с устройством сжатия сателлит ных блоков, устройство для определения проскальзывания звеньев, которое при выявлении проскальзывзния подает сигнал на устройство обратной связи Происходит дополнительное сжатие сателлитных блоков гидроцилиндрами, устраняя проскальзывание. 2 ил

Г

-т- ,

0 7