Планетарный редуктор

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию редукторов металлургического оборудования.

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

Предлагаемый планетарный редуктор содержит установленные в разборном корпусе четыре неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу и водилах, а также подшипники качения; отличающийся тем, что корпус редуктора сборный цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются два сателлита, находящиеся в зацеплении с первым неподвижным колесом, и они установлены в первом водиле, содержащем шестерню, находящуюся в зацеплении с четырьмя сателлитами, лежащими на равных расстояниях друг от друга и вращающихся 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, а второе водило опирается через подшипник на торцевой участок первого водила и входит в двухрядный роликоподшипник торцевого отверстия третьего водила, и третье водило опирается через подшипник на торцевой участок второго водила и входит в двухрядный роликоподшипник торцевого отверстия четвертого водила, жестко связанного с тихоходным валом, установленным на двух радиально-упорных роликовых конических подшипниках; сателлиты первого и второго водил установлены на шарикоподшипниках и на сдвоенных шарикоподшипниках, а сателлиты третьего и четвертого водил установлены на двухрядных роликовых подшипниках и на сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках, передаточное число редуктора может быть равно 60÷700, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 1,0÷5,0 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 11000 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 (электродвивигателей, 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 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 (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 разборном корпусе четыре неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу и водилах, а также подшипники качения; отличающийся тем, что корпус редуктора сборный цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются два сателлита, находящиеся в зацеплении с первым неподвижным колесом, и они установлены в первом водиле, содержащем шестерню, находящуюся в зацеплении с четырьмя 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, а второе водило опирается через подшипник на торцевой участок первого водила и входит в двухрядный роликовый подшипник торцевого отверстия третьего водила, и третье водило опирается через подшипник на торцевой участок второго водила и входит в двухрядный роликовый подшипник торцевого отверстия четвертого водила, жестко связанного с тихоходным валом, установленным на двух радиально-упорных роликовых конических подшипниках; сателлиты первого и второго водил установлены, соответственно, на шарикоподшипниках и на сдвоенных шарикоподшипниках, а сателлиты третьего и четвертого водил установлены, соответственно, на двухрядных роликовых подшипниках и на сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках, передаточное число редуктора может быть равным 60÷700, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 1,0÷5,0 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 11000 Нм.

Сущность заявляемого технического решения заключается в разработке планетарного редуктора относительно несложной конструкции, обладающего надежностью и долговечностью эксплуатации, предназначенного для приводов металлургического оборудования, например, для привода тянущих роликов зоны вторичного охлаждения МНЛЗ (машина непрерывного литья заготовок) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

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

Корпус редуктора состоит из полых цилиндров 1, 3, 5 и 53, опоры подшипника 2 и 54, торцевых крышек 4, 51 и 52. В центрах крышек 4 и 52 выполнены отверстия, в которых установлена входная вал-шестерня 6 для привода. Вал-шестерня, посаженная на шарикоподшипниках 7 и 8, вращает два зубчатых сателлита 9 с шарикоподшипниками 10, установленных на осях 11 и зафиксированных с первым водилом 12 шплинтами 13. Два сателлита вращаются в первом зубчатом колесе 14 с внутренним зацеплением, выполненным в цилиндре 53 корпуса редуктора. В крышке 4 установлен шарикоподшипник 15 для торцевоо участка водила 12.

На оси 16 первого водила 12 выполнена шестерня 17, вокруг которой вращаются четыре зубчатых сателлита 18, установленные на двух шарикоподшипниках 19, в отверстия которых входят оси 20, зафиксированные со вторым водилом 21 шплинтами 22, и сателлиты вращаются во втором колесе 23 с внутренним зубчатым зацеплением, выполненным в цилиндре 1 корпуса редуктора.

В цилиндре 1 корпуса редуктора, установлен шарикоподшипник 24 для торцевого участка водила 21, так же, в торцевом отверстии этого водила установлен шарикоподшипник 25, в отверстие которого входит торцевой участок 26 оси 16 первого водила.

На оси 27 второго водила 21 выполнена шестерня 28, вокруг которой вращаются три зубчатых сателлита 29, установленные на шарикоподшипниках 30, в отверстия которых входят оси 31, зафиксированные с третьим водилом 32 шплинтами 33, и сателлиты вращаются в третьем колесе 34 с внутренним зубчатым зацеплением, выполненным в цилиндре 3 корпуса редуктора.

В цилиндрической опоре 2 корпуса редуктора установлен шарикоподшипник 35 для торцевого участка третьего водила 32, так же, в торцевом отверстии этого водила установлен двухрядный роликоподшипник 36, в отверстие которого входит торцевой участок 37 оси 27 второго водила.

На оси 38 третьего водила 32 выполнена шестерня 39, вокруг которой вращаются три зубчатых сателлита 40, установленные на двух радиально-роликовых подшипниках 41, в отверстия которых входят оси 42, зафиксированные с четвертым водилом 43 шплинтами 44, и сателлиты вращаются в четвертом колесе 45 с внутренним зубчатым зацеплением, выполненным в цилиндре 3 корпуса редуктора.

В торцевом отверстии четвертого водила 43 установлен двухрядный роликоподшипник 46, в отверстие которого входит торцевой участок 47 оси 38 третьего водила.

Ось 48 четвертого водила установлена на двух радиально-упорных роликовых конических подшипниках 49, размещенных в осевом отверстии корпуса 5 редуктора и являющаяся тихоходным валом, с выполненными на нем зубьями 50, с помощью которых редуктор соединяется с роликом зоны вторичного охлаждения МНЛЗ.

При работе редуктора первое снижение числа оборотов быстроходного вала привода осуществляется сателлитами первого водила, а окончательное установление требуемого числа оборотов тихоходного вала осуществляется сателлитами второго, третьего и четвертого водил, причем направления вращения этого вала совпадают с направлением вращения быстроходного вала.

Основные габариты редуктора: наружный диаметр цилиндра корпуса - D, длина цилиндра - Е, длина корпуса редуктора - L, диаметр тихоходного вала - d.

Опытную проверку заявляемой полезной модели осуществляли на приводе тянущих роликов зоны вторичного охлаждения МНЛЗ ОАО «ММК».

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 тянущих роликов зоны вторичного охлаждения МНЛЗ ОАО «ММК» повышает работоспособность редуктора (по сравнению с ранее использовавшимся цилиндрическим трехступенчатым) почти в 1,5 раза при одновременном сокращении производственных затрат на 13%.

Пример конкретного выполнения

Планетарный редуктор привода тянущих роликов зоны вторичного охлаждения МНЛЗ имеет вид, показанный на фиг.1.

Параметры редуктора D=420 мм, L=641 мм, Е=620 мм, d=110 мм.

Передаточное число редуктора i=629,5; вращающий момент на тихоходном валу - 11000 Нм; количество оборотов тихоходного вала - 2,00 об/мин.

1. Планетарный редуктор, содержащий установленные в сборном корпусе четыре неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу и водилах, а также подшипники качения; отличающийся тем, что корпус редуктора цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются два сателлита, находящиеся в зацеплении с первым неподвижным колесом, и они установлены в первом водиле, содержащем шестерню, находящуюся в зацеплении с четырьмя сателлитами, лежащими на равных расстояниях друг от друга и вращающихся 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, которое опирается через подшипник на торцевой участок первого водила и входит в подшипник торцевого отверстия третьего водила, которое опирается через подшипник на торцевой участок второго водила и входит в подшипник торцевого отверстия четвертого водила, жестко связанного с тихоходным валом.

2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что сателлиты первого и второго водил установлены на шарикоподшипниках и на сдвоенных шарикоподшипниках, а сателлиты третьего и четвертого водил установлены на двухрядных роликовых подшипниках и на сдвоенных двухрядных роликовых подшипниках.

3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что вал-шестерня и опорные части первого водила опираются на шарикоподшипники, а торцевые части второго и третьего водил опираются на двухрядные роликоподшипники, четвертое водило установлено на двух радиально-упорных роликовых конических подшипниках.

4. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что его передаточное число может быть равно 60÷700, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 1,0÷5,0 об/мин, максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 11000 Нм.