Привод для машины с вертикальным тихоходным валом Советский патент 1982 года по МПК B02C15/04 F16H1/06 F16H3/44 

Изобретение относится к машиностроению и может быть преимущественно использовано в приводах машин с вертикальным валом, например, роликовых валковых,) мельниц, имеющих приводной вращающийся стол, центробежных сепараторов, смесителей, классификаторов , конусных дробилок, глиноболтушек и других 1ашин в цементной, хи мической, строительной, горнорудной и других отраслях промышленности. Известен привод роликовой (оалковой) мельницы в цементной промышленности, содер хащий вертикальный тихоходный вал, соединенный с вращаюи4имся столом мельницы, коническоцилиидрический однопоточиый зубчатый редуктор с последовательно установле ными передачами и горизонтальный при водной электродвигатель. Применение конической передачи в приводе обусловлено применением стандартного горизонтального более простого элект,родвигателя и уменьшением высотного размера привода 1. Однако такой привод валковой мельницы имеет ограниченную единичную передаваемую мощность, определяемую невысокой предельной несущей способностью однопоточкой конической передачи, и подвержен большим динамичес.ким нагрузкам при дроблении материалов и запуске под завалом ввиду отсутствия в нем сдающего звена, что приводит к увеличению размеров и уменьшению надежности привода. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является привод для машины с вертикальным тихоходным валом, содер)хащий электродвигатель с горизонтальным выходным валом, ведомое цилиндрическое зубчатое колесо, соединенное с тихоходным валом и входящее в зацепление с зубчатыми цилиндрическими колесами последней ступени многоступенчатой передачи 2J.

данный привод имеет невысокую единичную передаваемую мощность, определяемую ограниченной предельной несущей способностью однопотомной конической передачи.

Максимальная предельная передаваемая мощность однопоточной конической зубчатой передачи с круговыми зубьями ограничивается тем, что шестерни не могут иметь ширину венца более 200-250 мм.

Вторая планетарная ступень привода, имеющая три сателлита ,требует чрезвычайно высокой точности изготовления. Это вызвано тем, что каждый из трех сателлитов одновременно зацепляется с солнечной, коронной шестернями и закреплен в водиле (при этом солнечная, коронная шестерни и водило являются общими для всех сателлитов, в результате возникает три замкнутых взаимосвязанных контура, что приводит к избыточным связям и статической неопределимости системы. Требуемая высокая точность изготовления крупногабаритной планетарной передачи усложняет и удорожает производство, а незначительное уменьшение точности ввиду отсутствия в передачи компенсаторов погрешностей приводит к потере надежности и долговечности.

Процесс дробления крупных кусковых материалов в валковых мельницах сопровождается большими ударными нагрузками, так как из-за отсутствия предохранительного звена привод подвержен большим динамическим нагрузкам, что уменьшает его надежность

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления передачи и повышения надежности работы, что позволит осуществить увеличение единичной передаваемой мощности привода по мен.ьшей мере в два-восемь раз.

Указанная цель достигается тем, что в приводе для машины с вертикальным тихоходным валом, содержащем электродвигатель с горизонтальным выходным валом, ведомое цилиндрическое зубчатое колесо, соединенное с тихоходным валом и входящее в зацепление с зубчатыми цилиндрическими колесами последней ступени многоступенчатой передачи, зубчатое колесо вертикального тихоходного вала снабжено дополнительной многоступенчатой передачей с цилиндрическими

зубчатыми колесами в последней ступени, при этом каждое цилиндрическое колесо последней ступени передач посредством фрикционной предохранительной муфты сопряжено с остальными ступенями.

Кроме того, первая ступень каждой многоступенчатой передачи может быть выполнена с цилиндрическим зубчатым

колесом, соединенным с электродвигателем посредством закрепленного на его выходном валу зубчатого колеса, а посредством конических зубчатых колес с соответствующей фрикционной

5 предохранительной муфтой.

Установка в каждом из параллельно работающих потоков фрикционных предохранительных муфт позволяет компенсировать погрешности изготовления и

0 сборки деталей Нривода и обеспечить равномерное распределение нагрузок между потоками передачи мощности,

На фиг,1 схематично показан веотикальный четырехпоточный привод,

например валковой мельницы; продольный разрез; на фиг,2 - вид А на фиг.1; на фиг,3 - вид Б на фиг,2; на г. - вариант четырехпоточного привода, в котором в качестве

0 тихоходной цилиндрической передачи испЬльзуется внутреннее зацепление, дополнительно установлен вспомогательный привод для медленного ( ремонтного) вращения , а фрикционные муфты установлены между первой и второй ступенями, продольный разрез , на фиг,5 - вид.5 на на фиг,6 вид Г на фиг,5; на фиг,7 - вариант двухпоточного привода, в котором

Q конические передачи являются первой ступенью, а второй и третьей ступенями являются цилиндрические передачи, дополнительно установлен вспомогательный привод для медланного ремонтного , при этом фрикционные муфты установлены между цилиндрическими передачами, продольный paspeaf-на фиг,8 - вид Д на фиг.7; на фиг.9 - вариант восьмид (зоточного привода, в котором кинематическая схема аналогична схеме, показаннойна фиг.1, 2 и 3, но она удвоена путем расположения цилиндроконических передач первой и второй ступеней по другую сторону цилиндрического колеса вертикального тихоходного вала,продольный разрез; на фиг. 10 - вид Е на фиг,.9-, на фиг, 11 вид Ж на фиг,10,

Вертикальный многопоточный приво (фиг.1,2 и 3) содержит горизонтальный электродвигатель 1, цилиндрические парадачи 2 первой ступени, конические передачи 3 второй ступени, цилиндрические передачи Ц третьей ступени, вертикальный тихоходный вал 5 и фрикционные предохранительные муфты 6 четыре штуки), установленные в каждом из потоков передачи мощности.

Горизонтальный электродвигатель 1 соединен с цилиндрической шестерней 7, которая зацепляется одновременно с двумя цилиндрическими кoлecafли 8, каждое из которых соединено с двумя коническими шестерями 9. зацепляющимися с коническими колесами 10. Каждое из четырех конических колес 10 соединено через фрикционные предохранительные муфты 6 с цилиндрическими шестернями 11, зацепляющимися с одним общим цилиндрическим зубчатым колесом 12, которое соединено с вертикальным тихоходным валом 5, который в свою очередь, соединен с машиной, например роликовой мельницей (не показана). Количество параллельно работающих потоков передачи мощности соответственно по первой, второй и третьей ступеням составляет. 2,k и 4, количество фиксационных муфт определяется по максимальному количеству потоков и составляет четыре.

Конструктивные особенности варианта привода, показанного на фиг., 5 и 6, заключается в том, что тихоходным колесом цилиндрической зубчатой передачи .третьей ступени является шестерня с внутренними зубьями 13, фрикционные предохранительные муфты 6 установлены в каждом из потоков между первой - цилиндрической и второй - коническую ступенями, кроме того, устройство имеет дополнительный вспомогательный привод Н для медленного и ремонтного вращения. Количество параллельно работающих потоков передачи мощности соответственно по первой, второй и третьей ступеням составляет 2, и , количество фрикционных муфт определяется по максимальному количеству потоков и равно четырем.

Конструктивные особенности варианта привода, показанного на фиг.7 и 8, состоят в том, что конические передачи 15 являются первой ступенью .

второй и третьей ступенями являются цилиндрические передачи 16 и 17, мех(ду которыми установлены фрикционные предохранительные муфты 6, кроме 5 того, привод снабжен дополнительным вспомогательным приводом 14 медленного и ремонтного вращения. Количество параллельно работающих потоков передачи мощности соответственно по

0 первой, второй и третьей ступеням составляет 2,2 и 2, количество фрик- ционных муфт определяется по максимальному количеству потоков и равно двум.

5 Конструктивные особенности варианта привода, показанного на фиг.9, 10 и 11, заключаются в том, что, по сравнению с приводом на фиг.1, 2 и 3, данный привод имеет удвоенное

0 количество потоков мощности за счет дополнительной установки такого же количества шестерен, как на первой и второй ступенях, и фрикцион- . ных предохранительных муфт с симметричным расположением их относительно поперечной оси симметрии зубчатого колеса 12 тихоходного вертикального вала. Количество параллельно ра.ботающих потоков передачи мощности

соответственно по первой, второй и третьей ступеням составляет +,8 и 4. Количество фрикционных муфт определяется по наибольшему количеству потоков и равно восьми.

Воз/южны и другие варианты исполнения многопоточных вертикальных гчэиводов, составленные на основе указанных схем и с использованием их отдельных элементов.

Работа вертикального многопоточного привода на примере валковой мельницы заключается в следующем (фиг.1 2 и 3).

Вращение и крутящий момент от электродвигателя 1 на тихоходный вал 5 и машину передаются через цилиндрическую шестерню 7 на цилиндрические колеса 8 двумя потоками, затем каждый из потоков передается на конические шестерни 9 и конические колеса 10 двумя потоками, через фрикционные предохранительные муфты 6, на цилиндрические шестерни 11, общее цилиндрическое зубчатое колесо 12 вертикального тихоходного вала 5 и затем на машину (не показана).

Если крутящий момент от сопротивления вращению машины превышает крутящий момент трения во фрикционных

предохранительных муфтах 6, то осуществляется последовательный поворот на величину боковых зазоров в зубчатых зацеплениях сначала одного потока, затем .второго, третьего и четвертого, пока шестерни -всех четырех потоков одновременно не вступят в работу, и только при достижении допустимого предельного крутящего момента произойдет проскальзывание всех четырех предохранительных муфт 6. Таким образом шестерни каждого из потоков и привод в целом предохраняются от перегрузок и поломок. Благодаря срабатыванию предохранительных муфт 6 облегчается запуск валковой мельницы вхолостую и особенно под завалом, снижаются динамические нагрузки, вся силовая часть привод и мельницы предохраняется от перегрузок при попадании между вращающейся тарелкой и валками мельницы крепких, крупных кусков материала и недробимых тел, например металлических.

Ввиду того, что конические колеса 1 О в каждом из потоков соответственно соединены с цилиндрическими шестернями 11 посредством многодисковых фрикционных предохранительных муфт 6, осуществляется самоустановка по зубьям в окружном напр(влении всех шестерен каждого из потоков, компенсируются погрешности изготовления и сборки, обеспечивается равномерное распределение нагрузки между всеми четырьмя потоками, это в свою очередь, позволяет повысить нагрузочную способность и надежность привода в эксплуатации, уменьшить требования к точности изготовления и тем самым упростить и удешевить производство.

Ввиду одновременного участия в работе четырех параллельно работающих и равномерно нагруженных потоков передачи мощности соответственно в четыре раза увеличивается передаваемая мощность привода. Увеличение единичной передаваемой мощности привода позволяет увеличить единичнуп производительность машины, за счет этого поднять эффективность работы (например помола материала в валковых, мельницах ) и технико-экономические удельные показатели. При этом габаритные размеры шестерен сохраняются, благодаря чему не требуется более крупное оборудование для производства таких шестерен.

Увеличение количества однотипных шестерен путем увеличения .потоков передачи мощности позволяет поднять унификацию и серийность производства, что удешевляет изготовление.

Использование горизонтального приводного электродвигателя и кони- ческих зубчатых передач, предназначенных одновременно для изменения

направления оси тихоходного вала на вертикальное, позволяет уменьшить вертикальный габарит привода и улучшить компоновку машины.

Работа и преимущества многопоточных вертикальных проводов, показанных на фиг.4- 11 аналогичны изложенным.

Конические передачи привода могут быть выполнены с прямыми, спиральными и круговыми зубьями, а также гипоидными. Цилиндрические передачи привода могут быть выполнены с прямыми, спиральными зубьями, а также шевронными.

В качестве фрикционных предохранительных муфт, устанавливаемых в каждом из потоков передачи мощности, могу.т быть использованы одно- и многодисковые, конические, центробежные и другие фрикционные предохранительные муфты.

Тихоходный вертикальный вал многопоточного привода может быть направлен вверх или вниз, а также одновременно вверх и вниз (с двумя концами вала), в зависимости от компоновки рабочих органов машины, на которую устанавливается привод.

Формула изобретения

Привод для машины с вертикальным тихоходным валом, содержащий электродвигатель с горизонтальным выходным

валом, ведомое цилиндрическое зубча- тое колесо, соединенное с тихоходным валом и входящее в зацепление с зубчатыми; цилиндрическими колесами последней ступени многоступенчатой передачи, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления передачи и повышения надежности работы, зубчатое колесо вертикального тихоходового вала снабжено дополнительной многоступенчатой передачей с цилиндрическими зубчатыми колесами в последней ступени, при этом каждое цилиндрическое колесо последнеи ступени передач посредством фрикционной предохранительной муфты сопряжено с остальными ступенями. 2. Привод по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что,первая ступень ка дой многоступенчатой передачи выполнена с цилиндрическим зубчатым колесом, соединенным с электродвигателем посредством закрепленного на его выходном валу зубчатого колеса, а посредством конических зубчатых 9 -10 колес с соответствующей фрикционкЫ предохранительной муфтой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Морхарт Р. Передачи для валко вых мельниц. - Сборник статей Современные приводы цементных,макин, изд.фирмы.Цанредерфабрик Ренк АГ , /ZAHNRADERRABRJK RENK AKTJENGESSELLSHAFT/, 1973, с.50-56. 2.Заявка ФРГ № 2716025; кл. F 16 Н ЗА, 1977.

f7

11

16