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 цилиндрическом корпусе одно общее неподвижное зубчатое колесо с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этого колеса и вокруг шестерен, выполненных на быстроходном валу и первом водиле, а также подшипники качения, на которые посажены сателлиты; отличающийся тем, что корпус редуктора цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются три сателлита, лежащие на равных расстояниях друг от друга и находящиеся в зацеплении с общим неподвижным колесом, и они установлены в первом плавающем водиле, на оси первого водила выполнена шестерня, вокруг которой также вращаются три сателлита, лежащие на равных расстояниях друг от друга и находящиеся в зацеплении с общим неподвижным колесом, и они установлены во втором плавающем водиле, жестко связанного с тихоходным валом, внутри которого выполнено зубчатое зацепление, при этом, направляющие кольца, установленные в общем неподвижном колесе фиксируют сателлиты первого и второго водил от горизонтального перемещения и водила от вертикального; сателлиты первого водила установлены на шарикоподшипниках, а сателлиты второго водила установлены на двухрядных роликовых самоцентрирующихся подшипниках, передаточное число редуктора может быть равным 25÷75, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 5,0÷30,0 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 3360 Нм.

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и агрегатов, и может быть использована в приводах 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 цилиндрическом корпусе одно общее неподвижное зубчатое колесо с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этого колеса и вокруг шестерен, выполненных на быстроходном валу и первом водиле, а также подшипники качения, на которые посажены сателлиты; отличающийся тем, что корпус редуктора цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются три сателлита, лежащие на равных расстояниях друг от друга и находящиеся в зацеплении с общим неподвижным колесом, и они установлены в первом плавающем водиле, на оси первого водила выполнена шестерня, вокруг которой также вращаются три сателлита, лежащие на равных расстояниях друг от друга и находящиеся в зацеплении с общим неподвижным колесом, и они установлены во втором плавающем водиле, жестко связанного с тихоходным валом, внутри которого выполнено зубчатое зацепление, при этом, направляющие кольца, установленные в общем неподвижном колесе, фиксируют сателлиты первого и второго водил от горизонтального перемещения и водила от вертикального; сателлиты первого водила установлены на шарикоподшипниках, а сателлиты второго водила установлены на двухрядных роликовых самоцентрирующихся подшипниках, передаточное число редуктора может быть равным 25÷75, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 5,0÷30,0 об/мин и максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 3360 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 моста крана ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

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

Корпус редуктора состоит из полых цилиндров 1 и 2, диафрагм 3 и 4, торцевых крышек 5 и 6. В центрах диафрагмы 3 и крышки 5 выполнены отверстия, в которых установлена соединительная муфта 7. На внутренней поверхности муфты 7 выполнена шестерня 8, которая вращает плавающую быстроходную ось-шестерню 9, вокруг которой вращаются три зубчатых сателлита 10 с шарикоподшипниками 11, установленных на осях 12, в первом водиле 13. Сателлиты вращаются в зубчатом колесе 14 с внутренним зацеплением, выполненным в цилиндре 1 корпуса редуктора. Первое водило соединяется с помощью шлицов 15 с осью 16 этого водила, на которой выполнена шестерня 17, вокруг которой вращаются три зубчатых сателлита 18, с двухрядными роликовыми самоцентрирующимися подшипниками 19, установленных на оси 20 во втором водиле 21. Сателлиты 18, также вращаются в зубчатом колесе 14 с внутренним зацеплением.

Ось 22 второго водила 21 является тихоходным валом, внутри которой выполнены зубья 23 для соединения с валом колеса моста крана. Для фиксации от вертикального и горизонтального перемещения сателлитов и водил используются направляющие кольца 24 и 25.

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 водила, 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 моста крана 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 крана повышает работоспособность редуктора (по сравнению с ранее использовавшимся цилиндрическим трехступенчатым) почти в 1,5 раза при одновременном сокращении производственных затрат на 15%.

Пример конкретного выполнения

Планетарный редуктор привода моста крана ОАО «ММК» имеет вид, показанный на фиг.1.

Параметры редуктора D=410 мм, L=364 мм, Е=245 мм, d=140 мм.

Передаточное число редуктора i=72,25; вращающий момент на тихоходном валу - 3360 Нм; количество оборотов тихоходного вала - 9,8 об/мин.

1. Планетарный редуктор, содержащий, установленные в цилиндрическом корпусе одно общее неподвижное зубчатое колесо с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этого колеса и вокруг шестерен, выполненных на быстроходном валу и первом водиле, а также подшипники качения, на которые посажены сателлиты, отличающийся тем, что корпус редуктора цилиндрический, вокруг быстроходного вала вращаются три сателлита, лежащие на равных расстояниях друг от друга и находящиеся в зацеплении с общим неподвижным колесом, и они установлены в первом плавающем водиле, на оси первого водила выполнена шестерня, вокруг которой также вращаются три сателлита, лежащие на равных расстояниях друг от друга и находящиеся в зацеплении с общим неподвижным колесом, и они установлены во втором плавающем водиле, жестко связанном с тихоходным валом, внутри которого выполнено зубчатое зацепление.

2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что сателлиты первого водила установлены на шарикоподшипниках, а сателлиты второго водила установлены на двухрядных роликовых самоцентрирующихся подшипниках.

3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что ось-шестерня, сателлиты и водила являются плавающими и самоцентрирующимися, которые расположены в цилиндрическом корпусе редуктора и фиксируются направляющими кольцами от горизонтального и вертикального перемещения, установленными в общем неподвижном колесе.

4. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что его передаточное число может быть равно 25÷75, а тихоходный вал может вращаться со скоростью 5,0÷30,0 об/мин, максимальный момент на тихоходном валу составляет не более 3360 Нм.