Цепной привод для цепных транспортеров и добычных машин для подземных горных разработок Советский патент 1993 года по МПК F16H37/00 E21C31/00 

Изобретение относится к планетарной дополнительной регулирующей передаче для приводов цепных лент, снабженных асинхронными электродвигателями и т.п., в частности для цепных транспортеров и добычных машин с цепным приводом для подземных горных разработок с регулируемым выравниванием нагрузки асинхронных электродвигателей.

Известно, что в мощных цепных приводах с асинхронными электродвигателями в главном и вспомогательном приводах вследствие электрических и механических асимметрий возникают неодинаковые распределения нагрузки с тем последствием, что установленная электрическая мощность используется неполностью. В обычных приводных системах без выравнивания нагрузки асинхронные двигатели в главном и вспомогательном приводах работают соответственно без регулирования. При этом однако они принудительно синхронизируются через общую цепную ленту. Последняя часто имеет, если смотреть по всей ее длине, участки с различными сохраняющимися растяжениями цепи. Вследствие принудительной синхронизации приводов через цепную ленту это приводит к существенным смещениям мощности, т.е. к неравномерному распределению нагрузки в главном и вспомогательном приводах. Так как асинхронные электродвигатели, как известно, очень чувствительно реагируют на изменения чисел оборотов, то уже сравнительно малые изменения чисел оборотов могут приводить ктому. что один из обоих электродвигателей

VI о

4 Ю

го о

со

работает лишь с частичной нагрузкой или даже в генератором режиме работы. Для того, чтобы избежать этого и добиться как можно более полного использования установленной электрической мощности, является известной работа в названных приводных системах с так называемым дополнительным регулирующим приводом. При этом используют дополнительные регулирующие передачи, большей частью планетарные дополнительные регулирующие передачи, с регулируемыми в зависимости от нагрузки или числа оборотов поддерживающими электродвигателями.

Целью изобретения является создание планетарной дополнительной регулирующей передачи, обеспечивающей возможность ее применения в соединении с обычными основными передачами (цилиндрическими зубчатыми передачами), а также пригодное для горных выработок осуществление системы привода, снабженной дополнительной регулирующей передачей, для мощных приводов и т.п., применяемых прежде всего при ведении горных выработок, прежде всего для струговых установок, цепных транспортеров и т.п.

Цель достигается тем, что в цепном приводе для транспортеров и добычных машин для подземных горных разработок, содержащем два приводных узла, каждый из которых включает асинхронный двигатель, цилиндрическую зубчатую передачу, связанную с цепной передачей, охваченной цепью, и устройство для регулируемого уравнивания нагрузки асинхронных двигателей, состоящее из датчиков, регистрирующих нагрузку и/или ч исло оборотов асинхронных двигателей и блока оценки и регулирования для управления поддерживающим двигателем планетарной регулирующей передачи, размещенной по меньшей мере в одном из при- . водных узлов, последняя размещена между асинхронным двигателем и цилиндрической зубчатой передачей, имеет передаточное отношение, равное единице, и включает расположенные в корпусе входное и выходное солнечные колеса, которые имеют одинаковый диаметр, находящиеся в зацеплении , попарно друг с другом сателлиты, причем одни сателлиты предназначены для зацепления с входным солнечным колесом, другие сателлиты - для зацепления с выхрдным солнечным колесом, расположенные на во- диле, и меющем зубчатый венец для взаимодействия с шестерней, расположенной, на выходном валу поддерживающего двигателя.

При этом длина зуба сателлита больше длины зуба солнечного колеса. Кроме того,

сателлиты, предназначенные для взаимодействия с соответствующими солнечными колесами, размещены в различных поперечных плоскостях на водиле, ив каждой поперечной плоскости на водиле расположены по три сателлита. Солнечные колеса расположены в корпусе на соосных валах на расстоянии друг от друга, меньшем длины зубьев парных сателлитов. Поддер живающий двигатель расположен на корпусе так, что его выходной вал параллелен оси передачи. Корпус имеет с двух противоположных сторон монтажные фланцы для установки асинхронного двигателя и монтажа цилиндрической зубчатой передачи, при этом поддерживающий двигатель реверсивен.

На фиг.1 в схематически упрощенном виде изображено приводное устройство согласно изобретению с дополнительной регулирующей передачей и поддерживающим двигателем для достижения выравнивания нагрузки на обоих приводных узлах цепного привода; на фиг.2 показана планетарная дополнительная регулирующая передача согласно изобретению в осевом разрезе; на фиг.З - планетарная дополнительная регулирующая передача согласие) фиг.2 (упрощенная и изображенная в перспективе); на фиг.4 - планетарная дополнительная регулирующая передача согласно фиг.2 и 3 в упрощенном изображении в поперечном разрезе планетарного водила с установленными на нем планетарными колесами. Цепной привод имеет на обоих поворотных концах цепной ленты 1 соответственно, по одному приводному узлу I, II, из которых первый может образовывать главный привод, а второй - вспомогательный. Привод и отклонение бесконечной цепной ленты 1

осуществляют на обоих концах соответственно через цепные колеса 2, 3. Каждый приводной узел I и И имеет электрический асинхронный электродвигатель 4, приводящий цепное колесо 2 или3 через цилиндрическую зубчатую передачу 5. Оба асинхронных электродвигателя 4 имеют в общем одну и ту же номинальную мощность и номинальное число оборотов. Цилиндрические зубчатые передачи 5 выполнены в виде перегрузочной

передачи. Они имеют в корпусе передачи предохранительную муфту, которая в случае перегрузки, например при блокировании цепной ленты 1, отделяет выходной вал 6 передачи от привода. Каждый приводкой

узел имеет устройство измерения вращающихся моментов, измеряющее при работе вращающий момент на выходном валу 6 передачи 5. Измерительные устройства для измерения вращающих моментов расположены

внутри передачи 5, приданы выходному валу

6 передачи и состоят в общем из снабженной омическим тензометрическим датчико- вым устройством измерительной оси, измерительного стержня или т.п. Измерительные сигналы подается на электронный блок оценки, включающий в случае перегрузки предохранительную муфту. Преимущественно предохранительные муфты являются переключаемыми гидравлическим путем муфтами, подвод давления к которым осуществляется через приводимый в действие электрическим путем магнитный клапан.

Обоим приводным узлам I и II придан электронный блок 7 оценки и регулирова- ния, управляющий маленьким поддерживающим двигателем 8 через электрическую линию 9 управления. Поддерживающий двигатель 8 связан с планетарной дополнительной регулирующей передачей 10, вклю- ченной на приводном узле I в виде предварительной установленной передачи между асинхронным электродвигателем 4 и цилиндрической зубчатой передачей 5. Поддерживающий двигатель 8 состоит ввиду целесообразности из приводимого в обоих направлениях вращения с регулируемой скоростью двигателя, преимущественно электродвигателя или гидравлического двигателя. При показанном на фиг. 1 приводном устройстве планетарная дополнительная регулирующая передача 10 придана лишь приводному узлу I. Однако также имеется возможность придавать соответственно по одной планетарной дополнительной регу- лирующей передаче 10 обоим приводным узлам I и II.

Электронный блок 7 оценки и регулирования регулирует поддерживающий двигатель 8 в зависимости от соответствующей мощности или числа оборотов асинхронных электродвигателей 4, например, в зависимости от соответствующего потребления тока асинхронными электродвигателями. На фиг.1 лишь схематически обозначены пере- дающие электрические линии 11, соединяющие датчики 12 с блоком 7 оценки и регулирования. Датчики 12 измеряют здесь, например, вращающий момент привода; передаваемый через цилиндрическую переда- чу 5. Как упоминалось, они однако также могут измерять соответствующее потребление тока асинхронными двигателями 4 или измерять их соответствующее рабочее число оборотов.

На фиг.2-4 показана планетарная дополнительная регулирующая передача. Эта передача имеет на одной стороне ее корпуса 13 монтажный фланец 14 для установки асинхронного электродвигателя 4 и на противолежащей стороне ее корпуса 13 монтажный фланец 15 для присоединения к цилиндрической зубчатой передаче 5. Асинхронный электродвигатель 4 приводит установленный в корпусе 13 передачи входной вал 16, несущий на себе солнечное колесо 17. На выходном валу 18 передачи, соосном в направлении оси передачи с входным валом 16 передачи и установленном в подшипниках 19 вала 18 в корпусе 13 передачи, сидит второе солнечное колесо 20, диаметр которого соответствует диаметру солнечного колеса 17.

В корпусе 13 передачи в подшипниках 21 установлено с возможностью вращения вокруг оси валов 16 и 18 водило 22, на котором, в свою очередь, установлены сателлиты 23 и 24 в подшипниках 25 с возможностью вращения вокруг осей, проходящих параллельно оси передачи, соответственно оси валов 16 и 18. Водило 22 несет на себе соответственно три смещенных на 120° относительно друг друга сателлиты 23 и 24, причем сателлиты 23 расположены в общей, проходящей перпендикулярно оси передачи поперечной плоскости, смещенной по отношению к общей поперечной плоскости сателлита 24 в направлении оси передачи, а именно на величину, приблизительно соответствующую половине длины зуба сателлитов 23 и 24.

Водило 22 имеет на наружной окружности зубчатый венец 26, с которым в зацеплении находится шестерня 27, приводимая поддерживающим двигателем 8. Поддерживающий двигатель 8 смонтирован сбоку на корпусе 13 передачи параллельно оси передачи и входит своим несущим шестерню 27 валом двигателя в боковую камеру 28 корпуса 13 передачи.

Сателлиты 23 и 24 имеют один и тот же диаметр колеса. Как видно из фиг.З, сателлиты 23 и 24 установлены на общей делительной окружности водила 22 так, что соответственно сателлит 23 находится в зацеплении с соседним сателлитом 24, причем ширина зацепления попарно зацепляющихся сателлитов 23, 24 приблизительно соответствует половине длины зуба этих сателлитов. Одновременно сателлиты 23 находятся в зубчатом зацеплении с солнечным колесом 20, соединенным с выходным валом 18 передачи, тогда как сателлиты 24 находятся в зубчатом зацеплении с солнечным колесом 17, расположенным на конце на входном валу 16 передачи. На фиг.2 показано, что оба солнечных колеса 17 и 20 расположены на сравнительно малом расстоянии друг от друга, меньшем, чем ширина сателлитов.

Планетарная регулирующая передача 10 имеет статическое передаточное отношение 1:1. Это означает, что при неподвижном водиле 22 и неподвижном поддерживающем двигателе 8 не происходит повышения или понижения числа оборотов асинхронного двигателя 4, Понижение передаточного отношения осуществляется только за счет цилиндрической зубчатой передачи 5. Например, при правовращающемся входном вале 16 передачи (направление стрелки 29 на фиг.2) сателлит 24, находящийся в зацеплении с солнечным колесом 17, сидящим на входном валу 16, вращаются в противоположном направлении. В связи с тем, что сателлит 24 находится в зацеплении с сателлитом 23, последним задается движение правого вращения. Правовращающиеся сателлиты 23 задают находящемуся в зацеплении с ними солнечному колесу 20 со стороны выхода и тем самым выходному валу 18 передачи движение левого вращения. Из общее водило 22 через сателлиты 23 и 24 воздействуют противоположно направленные вращающие моменты, компенсирующие друг друга по их действию, так что водило 22 является неподвижным до тех пор, пока ему не задается поддерживающим двигателем 8 вращательное движение

в том или ином направлении., В зависимости оттого, в каком направлении водило 22 приводится поддерживающим двигателем, статическое передаточное отношение 1:1

преобразуется в повышенное или пониженное передаточное отношение, величина которого зависит от скорости вращения поддерживающего двигателя 8. Согласно этому через направление вращения и скорость

вращения поддерживающего двигателя 8 можно управлять числом оборотов цепного колеса 2 так, что асинхронный электродвигатель 4 постоянно вращается приблизительно с его номинальной скоростью. Таким образом, через поддерживающий двигатель 8 удается добиться выравнивания нагрузки на обоих асинхронных электродвигателях 4, так что оптимальным образом может использоваться при работе установленная электричеекая мощность. Управление, соответственно регулирование, поддерживающего двигателя 8 осуществляется, как выше упомянуто, через электронный блок 7 оценки и регулирования в зависимости от соответствующего числа оборотов электродвигателя или выходного вала и/или приводного вращающего момента соответственно мощности (потребления тока) асинхронных электродвигателей.

Использование: приводы цепных транспортеров, добычных машин для подземных горных разрэботок. Сущность изобретения: цепной привод содержит два приводных узла, каждый из которых включает асинхронный двигатель, цилиндрическую зубчатую передачу, устройство для регулируемого уравнивания нагрузки асинхронных двигателей, поддерживающий двигатель с планетарной регулирующей передачей, имеющей передаточное отношение, равное 1, и состоящей из водила, несущего зацепившиеся друг с другом сателлиты, для взаимодействия одного из.них с входным, другого с выходным солнечным колесом. Планетарная разрушающая передача может включаться в качестве предварительно установленной передачи между асинхронным двигателем и цилиндрической зубчатой передачей. 7 з.п. ф-лы, 4 ил. ел

Формула изобретения 1. Цепной привод для цепных транспор- теров и добычных машин для подземных горных разработок, содержащий два приводных узла, каждый из которых включает асинхронный двигатель, цилиндрическую зубчатую передачу, связанную с цепной звез- дочкой, охваченной цепью, и устройство для регулируемого уравнения нагрузки асинхронных двигателей, состоящее из датчиков, регистрирующих нагрузку и/или число оборотов асинхронных двигателей, и блока 7 оценки и регулирования для управления поддерживающим двигателем планетарной регулирующей передачи, размещенной по меньшей мере водном из приводных узлов, отличающийся тем, что планетарная регулирующая передача размещена между асинхронным двигателем и цилиндрической зубчатой передачей, имеет передаточное отношение, равное единице, и включает расположенные в корпусе вхбдно е и выходное солнечные коле- са, которые имеют одинаковый диаметр, находящиеся в зацеплении попарно друг с другом сателлиты, из которых одни сателлиты предназначены для зацепления с входным солнечным колесом, а другие сателлиты - для зацепления с выходным солнечным колесом, расположенные на водиле, имеющем зубчатый венец, для взаимодействия с шестерней, расположенной на выходном валу поддерживающего двигателя.

воположных сторон монтажные фланцы для установки асинхронного двигателя и

З.Приводпопп. 1-7,отличающийся тем, что поддерживающий двигатель - реверсивный.

З.Приводпопп. 1-7,отличающийся тем, что поддерживающий двигатель - реверсивный.

Редактор

ФИГ4

Составитель Г.Кузнецова

Техред М.МоргенталКорректор С.Лисина.