Планетарный редуктор
Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и агрегатов, в частности к редукторам приводов металлургического оборудования. Основная задача, решаемая моделью, - снижение производственных затрат за счет повышения надежности и долговечности редуктора. Предлагаемый планетарный редуктор содержит выполненные в корпусе два неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах на подшипниках качения и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу и водиле, отличающийся тем, что корпус редуктора цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются три сателлита, находящихся в зацеплении с первым неподвижным колесом, и они установлены в первом водиле, содержащем шестерню, находящуюся в зацеплении с тремя сателлитами, лежащими на равных расстояниях друг от друга и вращающимися внутри второго неподвижного колеса, при этом первое водило опирается через подшипник на торцевой участок крышки быстроходного вала и входит в подшипник торцевого отверстия второго водила, жестко связанного с тихоходным валом; оси трех сателлитов, вращающихся внутри второго неподвижного зубчатого колеса, установлены в сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках, передаточное число редуктора может быть равным 20÷42, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 20÷50 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 12000 Нм.
Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и агрегатов, и может быть использована в приводах прокатных станов металлургического оборудования.
Для понижения угловых скоростей и, соответственно, повышения крутящих моментов, передаваемых от двигателей, широко используются различные редукторы (чаще всего зубчатые): двух - и многоступенчатые, червячные, соосные, планетарные и др. Планетарные передачи описаны, например, в БСЭ, 3-е изд., М., 1975, т.19, с.619-620. Основное достоинство планетарных редукторов - высокие передаточные отношения при относительно малых габаритах устройства.
Известен планетарный привод, содержащий два одноименных центральных колеса, одно из которых заторможено, снабженный установленными на водиле двигателями двойного вращения, в каждом из которых ротор и статор связаны с соответствующими сателлитами, взаимодействующими с разными центральными колесами (см. а.с. СССР 
970013, кл. F16H 3/72, опубл. в БИ 41, 1982 г.). Недостатком устройства является сложность его конструкции, что повышает производственные затраты.
Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является планетарный редуктор (зубчатая передача), схема которого приведена А.Ф.Крайнева «Словарь-справочник по механизмам», М., «Машиностроение», 1987, с.289-290, рис. «зк».
Этот редуктор содержит установленные в корпусе два неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этих колес, а также подшипники качения и
характеризуется тем, что сателлиты вращаются вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу и водиле. Однако у известного планетарного редуктора неопределены основные его параметры: передаточное отношение, количество сателлитов и тип подшипников, что при реализации этого устройства может привести к относительно малой его работоспособности, приводящей к неизбежному повышению производственных затрат.
Технической задачей настоящей полезной модели является снижение производственных затрат за счет продления работоспособности редуктора.
Для решения этой задачи предлагаемый планетарный редуктор содержит установленные в корпусе два неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах, вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу и водиле, а также подшипники качения; корпус редуктора - цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются три сателлита, находящихся в зацеплении с первым неподвижным колесом, и они установлены в первом водиле, содержащем шестерню, находящуюся в зацеплении с тремя сателлитами, лежащими на равных расстояниях друг от друга и вращающимися внутри второго неподвижного колеса, при этом первое водило опирается через подшипник на торцевой участок крышки быстроходного вала и входит в подшипник торцевого отверстия второго водила, жестко связанного с тихоходным валом; оси трех сателлитов, вращающихся внутри второго неподвижного зубчатого колеса, установлены в сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках, передаточное число редуктора может быть равным 20÷42, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 20÷50 об/мин.
Сущность заявляемого технического решения заключается в разработке планетарного редуктора относительно несложной конструкции, обладающего надежностью и долговечностью эксплуатации, предназначенного для приводов металлургического оборудования, например, для приемных рольгангов МНЛЗ.
На фиг.1 показан разрез предлагаемого редуктора по его осевой диаметральной плоскости.
Корпус редуктора состоит из полого цилиндра 1 с торцевыми крышками
2 и 3. В центре крышки 2 выполнено отверстие, в котором установлен входной вал-шестерня 4 для электродвигателя. Вал-шестерня вращает три зубчатых сателлита 5 с двухрядными роликоподшипниками 6, установленные на осях 7, зафиксированные штифтами 8 с первым водилом 9 и вращающиеся в первом зубчатом колесе 10 с внутренним зацеплением, выполненным в цилиндре 1 корпуса редуктора. В крышке 2 установлен шарикоподшипник 11 для торцевого участка водила 9.
По торцам водила 9 установлены шарикоподшипники 15, 16, на оси 12 первого водила 9 выполнена шестерня 13, вокруг которой вращаются три зубчатых сателлита 14, установленные на двух двухрядных роликоподшипниках 17, в отверстия которых входят оси 18, зафиксированные штифтами 19 со вторым водилом 20 и вращающиеся во втором колесе 21 с внутренним зубчатым зацеплением корпуса редуктора 1.
В торцевом отверстии водила 20 установлен шарикоподшипник 22, в отверстие которого входит торцевой участок 23 оси 12 первого водила. Ось 24 второго водила является тихоходным валом редуктора; она установлена в шарикоподшипнике 25, размещенном в осевом отверстии крышки 3 редуктора. Тихоходный вал 24 с помощью шпонки 26 соединяется с валом соответствующей рабочей клети стана.
При работе редуктора первое снижение числа оборотов вала электродвигателя осуществляется сателлитами первого водила, а окончательное установление требуемого числа оборотов тихоходного вала осуществляется сателлитами второго водила, причем направления вращения этого вала и двигателя совпадают.
Основные габариты редуктора: наружный диаметр цилиндра корпуса, установленного на плите-основании 27 - D, длина цилиндра - Е, длина корпуса редуктора - L, диаметр тихоходного вала - d.
Опытную проверку заявляемой полезной модели осуществляли на приводе приемных рольгангов МНЛЗ ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью испытывались конструктивные варианты планетарного редуктора с тремя сателлитами обоих водил,
установленными в первом и во втором неподвижном зубчатом колесе, а также со всеми шарико-, ролико-, одно- и двухрядными подшипниками. Результаты опытов оценивали по работоспособности редуктора и по величине производственных затрат.
Наилучшие результаты (максимальная длительность работы при минимальных затратах) получены с использованием предлагаемого редуктора. Другие варианты его исполнения ухудшали достигнутые показатели.
Устройство, выбранное в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не проверялось ввиду неопределенности его параметров. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономические исследования показали, что использование настоящей полезной модели в приводах приемных рольгангов МНЛЗ ОАО «ММК» повышает работоспособность редуктора (по сравнению с ранее использовавшимся двухступенчатым планетарным редуктором) почти в 2 раза при одновременном сокращении производственных затрат (по стану) на 12-18%.
Пример конкретного выполнения
Планетарный редуктор привода приемного рольганга показан на фиг.1.
Параметры редуктора D=420 мм, Е=260 мм, L=453 мм, d=50 мм.
Сателлиты водил установлены в роликовых двухрядных подшипниках.
Передаточное число редуктора i=40,24; вращающий момент на тихоходном валу - 12000 Нм; количество оборотов тихоходного вала - 23,11 об/мин.
1. Планетарный редуктор, содержащий установленные в корпусе два неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен на подшипниках качения, закрепленных на быстроходном валу и водиле, отличающийся тем, что корпус редуктора цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются три сателлита, находящихся в зацеплении с первым неподвижным колесом, и они установлены в первом водиле, содержащем шестерню, находящуюся в зацеплении с тремя сателлитами, лежащими на равных расстояниях друг от друга и вращающимися внутри второго неподвижного колеса, при этом первое водило опирается через подшипник на торцевой участок крышки быстроходного вала и входит в подшипник торцевого отверстия второго водила, жестко связанного с тихоходным валом.
2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что оси трех сателлитов, вращающихся внутри второго неподвижного зубчатого колеса, установлены в сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках,
3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что его передаточное число равно 20÷42, а тихоходный вал вращается со скоростью 20÷50 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 12000 Нм.
