Планетарный редуктор

 

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и агрегатов, в частности к редукторам прокатных станов.

Основная задача, решаемая моделью, - снижение производственных затрат за счет повышения надежности и долговечности редуктора.

Предлагаемый планетарный редуктор содержит одно неподвижное зубчатое колесо с внутренним зацеплением, выполненное в цилиндре корпуса редуктора, а второе такое же колесо выполнено в цилиндрической части крышки быстроходного вала, сателлиты, размещенные в водилах на подшипниках качения и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, выполненные на быстроходном валу и водиле; отличающийся тем, что корпус редуктора цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются три сателлита, находящиеся 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 24÷40, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 20÷40 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 7000 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 приводов (электродвигателей, генераторов, и других устройств), 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 42, 1982 г.). Недостатком устройства является сложность его конструкции, что повышает производственные затраты.

Наиболее близким аналогом к заявляемому 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 неопределенны основные его параметры (например, передаточное отношение), а также количество его 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 повышения надежности и долговечности редуктора.

Для решения этой задачи предлагаемый планетарный редуктор содержит установленные в корпусе два неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и 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, лежащие на равных расстояниях друг от друга и находящиеся 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 вращающиеся внутри второго неподвижного колеса, при этом первое водило опирается через подшипник на торцевой участок быстроходного вала и входит в подшипник торцевого отверстия второго водила, жестко связанного с тихоходным валом; оси трех сателлитов, вращающиеся внутри второго неподвижного зубчатого колеса, установлены в сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках, передаточное число редуктора может быть равным 24÷40, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 20÷40 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 электросталеплавильного цеха ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

На фиг.1 показан разрез предлагаемого редуктора по его осевой диаметральной плоскости.

Корпус редуктора состоит из полого цилиндра 2 с торцевыми крышками 4 и крышкой, состоящей из двух частей 1 и 3, жестко соединенных между собой. В центре крышки 3 выполнено отверстие, в котором установлен быстроходный вал-шестерня 5. Вал-шестерня, посаженная на шарикоподшипниках 16 и 17 установленных в торцах первого водила 9, вращает три зубчатых сателлита 6 с двухрядными роликоподшипниками 7, установленных на осях 8, зафиксированных винтами 19 с первым водилом 9 и вращающиеся в первом зубчатом колесе 10 с внутренним зацеплением, установленным в цилиндрической части 1 крышки редуктора с помощь штифтов 11. В торцевой части 3 крышки редуктора установлен шарикоподшипник 12 для торцевого участка водила 9.

На оси 13 первого водила 9 выполнена шестерня 14, вокруг которой вращаются три зубчатых сателлита 15, установленные на двух двухрядных роликоподшипниках 18, в отверстия которых входят оси 20, зафиксированные винтами 19 со вторым водилом 21 и вращающиеся во втором колесе 22 с внутренним зубчатым зацеплением, выполненным в цилиндре 2 корпуса редуктора.

В цилиндре 2 корпуса редуктора установлен шарикоподшипник 28 для торцевого участка водила 21, так же, в торцевом отверстии этого водила установлен шарикоподшипник 23, в отверстие которого входит торцевой участок 24 оси 13 первого водила. Ось 25 второго водила является тихоходным валом редуктора; она установлена в шарикоподшипнике 26, размещенном в осевом отверстии крышки 4 редуктора, и которая с помощью шпонки 27 соединяется с валом приемного рольганга.

При работе редуктора первое снижение числа оборотов вала электродвигателя или другого устройства осуществляется через вал-шестерню 5 и сателлиты 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 - D, длина цилиндра - Е, длина корпуса редуктора - L, диаметр тихоходного вала - d.

Опытную проверку заявляемой полезной модели осуществляли в электросталеплавильном цехе ЭСПЦ ОАО «ММК». 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 шарикоподшипниками и с роликовыми 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 приводе рольганга ЭСПЦ ОАО «ММК» повышает работоспособность редуктора (по сравнению с ранее использовавшимся цилиндрическим трехступенчатым) почти в 1,5 раза при одновременном сокращении производственных затрат на 12÷17%.

Пример конкретного выполнения

Планетарный редуктор привода рольганга ЭСПЦ имеет вид, показанный на фиг.1.

Параметры редуктора D=425 мм, Е=177 мм, L=393 мм, d=100 мм. Сателлиты водил установлены в роликовых двухрядных подшипниках.

Передаточное число редуктора i=31,2; вращающий момент на тихоходном валу - 7000 Нм; количество оборотов тихоходного вала - 27 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, находящиеся 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 зубчатое колесо первого водила выполнено отдельно и крепится к цилиндрической части крышки редуктора с помощью шпилек, а второе неподвижное зубчатое колесо для второго водила выполнено в цилиндре корпуса редуктора.

3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что оси трех сателлитов, вращающихся внутри второго неподвижного зубчатого колеса, установлены в сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках.

4. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что его передаточное число равно 24÷40, а тихоходный вал вращается со скоростью 20÷40 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 7000 Нм.



 

Наверх