МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам поворота вращающихся частей подъемно-транспортных машин и строительной техники.
Известен механизм поворота башенного крана (патент РФ №33943 МПК В66С 23/84, опубл. 20.11.2003 г.), который включает расположенные на одной продольной оси зубчатый цилиндрический редуктор, электродвигатель и тормоз с электромагнитом.
Недостатком механизма являются большие габариты, так как из-за малого количества зубьев передачи, находящихся в зацеплении (≈ до 1,5), для обеспечения высокого крутящего момента приходиться увеличивать модуль передачи, а следовательно ее габариты и массу. Это в свою очередь приводит к увеличению габаритов и массы всего агрегата, например, башенного крана.
Известен механизм поворота, выбранный за прототип, (патент РФ №2093453 МПК В66С 28/84 опубл. 20.10.97 г), который содержит последовательно связанные между собой гидромотор, тормозную муфту, двухступенчатый планетарный редуктор у которого количество пар зубьев одновременно находящихся в зацеплении, пропорционально количеству сателлитов передачи, обычно равных 3.
Применение такого редуктора позволяет при равных с цилиндрическими редукторами нагрузочном моменте и ресурсе работы, до трех раз снизить массу и габариты редуктора и механизма в целом. Однако передаточное отношение одной ступени планетарного редуктора сравнительно небольшое и обычно равно от 3 до 7, при этом дальнейшее его увеличение ведет к существенному повышению диаметрального габарита, а увеличение количества ступеней редуктора к повышению осевых размеров и массы. Также ограничением по нагрузочной способности планетарного редуктора является сравнительно небольшое количество зубьев одновременно находящихся в зацеплении, учитывая, что для зубчатых передач число зубьев
одновременно передающих нагрузку равно ≈1,5, а количество сателлитов планетарного редуктора, как правило, равно 3, то вся нагрузка распределяется всего на 4,5-5 зубьев. Поэтому при проектировании тяжело нагруженных поворотных механизмов приходится увеличивать модуль зубьев редуктора, что ведет к увеличению габаритов и массы всего механизма.
Основным техническим результатом предложенного решения является уменьшение массо-габарита и увеличение ресурса работы механизма поворота за счет применения в качестве выходной, наиболее нагруженной ступени-волнового редуктора с промежуточными телами качения, который имеет передаточное отношение одной ступени и количество пар в зацеплении до 10-ти раз выше чем планетарный редуктор.
Основной технический результат достигается тем, что в механизме поворота, содержащем прикрепленный к корпусу приводной двигатель, вал которого через переходную муфту, контактирующую с тормозными дисками управляемой тормозной муфты связан с корпусом механизма, двухступенчатый редуктор, выполненный в неподвижном корпусе, ведущий вал которого связан переходной муфтой с валом приводного двигателя, согласно предложенному решению, вторая ступень редуктора выполнена в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения, включающего генератор волн, контактирующий с промежуточными телами качения расположенными в пазах сепаратора и контактирующими с профильным венцом связанным с неподвижным корпусом, причем сепаратор жестко связан с выходным валом, который соединен с выходной шестерней.
Для реализации больших передаточных отношений в редукторе привода поворота (от 169 до 2500) первая ступень редуктора выполнена в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения, включающего генератор волн первой ступени, контактирующий с промежуточными телами качения расположенными в пазах сепаратора первой ступени и взаимодействующими с профильным венцом первой ступени, связанным с
неподвижным корпусом, причем сепаратор первой ступени через муфту связан с генератором волн второй ступени.
Кроме того, для реализации небольших передаточных отношений редуктора привода поворота (от 13 до 50), целесообразно выполнить редуктор одноступенчатым волновым с промежуточными телами качения, включающим в себя генератор волн, связанный переходной муфтой с валом приводного двигателя и контактирующий с промежуточными телами качения, расположенными в пазах сепаратора и контактирующими с профильным венцом, связанным с корпусом, причем сепаратор жестко связан с выходным валом, который соединен с выходной шестерней.
Кроме того, для реализации передаточных отношений редуктора привода поворота (от 50 до 180), целесообразно выполнить редуктор дифференциальным двухступенчатым с промежуточными телами качения включающим в себя совмещенные генераторы первой и второй ступеней, контактирующие с телами качения расположенными в соответствующих пазах совмещенных сепараторов первой и второй ступеней, контактирующими с профильными венцами первой и второй ступеней, при этом профильный венец первой ступени жестко связан с неподвижным корпусом, а профильный венец второй ступени жестко связан с выходным валом, который соединен с выходной шестерней.
На фиг.1 представлена конструкция поворотного механизма, в котором первая ступень редуктора выполнена в виде планетарного редуктора, вторая ступень редуктора выполнена в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения. На фиг.2 представлена конструкция поворотного механизма, в котором первая и вторая ступени редуктора, выполнены в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения. На фиг.3 представлена конструкция поворотного механизма, в которой применен одноступенчатый волновой редуктор с промежуточными телами качения. На фиг.4 представлена конструкция поворотного механизма, в которой применен дифференциальный двухступенчатый волновой редуктор с промежуточными телами качения.
Механизм поворота (фиг.1) содержит приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, сателлиты 4, солнечное колесо 5, водило 6, коронную шестерню 7, муфту 8, генератор волн второй ступени 9, сепаратор второй ступени 10, промежуточные тела качения 11, профильный венец второй ступени 12, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15.
Механизм поворота, в котором первая и вторая ступень редуктора, выполнены в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения (фиг.2), включает приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, сепаратор первой ступени 16, генератор волн первой ступени 17, промежуточные тела качения 18, профильный венец первой ступени 19, муфту 8, генератор волн второй ступени 9, сепаратор второй ступени 10, промежуточные тела качения 11, профильный венец второй ступени 12, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15.
Механизм поворота с одноступенчатым волновым редуктором с промежуточными телами качения (фиг.3) содержит приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, сепаратор первой ступени 16, генератор волн первой ступени 17, промежуточные тела качения 18, профильный венец первой ступени 19, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15.
Механизм поворота (фиг.4) содержит приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15, совмещенные генераторы волн первой и второй ступеней 20, промежуточные тела качения 21, неподвижный профильный венец первой ступени 22, совмещенные сепараторы первой и второй ступеней 23, подвижный профильный венец второй ступени 24.
Механизм поворота (фиг.1) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками управляемой тормозной муфты 3, на солнечное колесо 5, контактирующее с сателлитами 4. Сателлиты 4, находясь в зацеплении с коронной шестерней 7, передают вращение подвижному
водилу 6, которое посредством муфты 8 передается генератору волн второй ступени 9, контактирующему с промежуточными телами качения 11, которые находясь в пазах сепаратора 10 контактируют с профильным венцом второй ступени 12. При вращении генератор волн второй ступени 9 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 11, которые обкатываясь по рабочим поверхностям профильного венца второй ступени 12, связанного с неподвижным корпусом 13, вызывают вращение сепаратора 10, которое передается через выходной вал 14 на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.1 не показан).
Механизм поворота (фиг.2) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками тормозной муфты 3, генератору волн первой ступени 17, контактирующему с промежуточными телами качения 18, которые находясь в пазах сепаратора первой ступени 16 контактируют с профильным венцом первой ступени 19. При вращении генератор волн первой ступени 17 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 18, которые обкатываясь по рабочим поверхностям неподвижного профильного венца первой ступени 19, вызывают вращение сепаратора первой ступени 16, которое через муфту 8 передается генератору волн второй ступени 9, контактирующему с промежуточными телами качения 11, которые находясь в пазах сепаратора второй ступени 10, контактируют с профильным венцом второй ступени 12. При вращении генератор волн второй ступени 9 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 11, которые обкатываясь по рабочим поверхностям неподвижного профильного венца второй ступени 12, вызывают вращение сепаратора второй ступени 10, которое передается через выходной вал 14 на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.2 не показан).
Механизм поворота (фиг.3) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками тормозной муфты 3, генератору волн первой ступени 17, контактирующему с промежуточными телами качения 18, которые находясь в пазах сепаратора первой ступени 16 контактируют с профильным венцом первой ступени 19. При вращении генератор волн первой ступени 17 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 18, которые обкатываясь по рабочим поверхностям профильного венца первой ступени 19, связанного с неподвижным корпусом 13, вызывают вращение сепаратора первой ступени 16, которое через выходной вал 14 передается на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.3 не показан).
Механизм поворота (фиг.4) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками тормозной муфты 3, совмещенным генераторам волн первой и второй ступеней 20, контактирующим с промежуточными телами качения 21, которые находясь пазах совмещенных сепараторов первой и второй ступеней 23 контактируют с неподвижным профильным венцом первой ступени 22 и подвижным профильным венцом второй ступени 24. При вращении совмещенные генераторы волн первой и второй ступеней 20 вызывают радиальное перемещение промежуточных тел качения 21, которые обкатываясь по рабочим поверхностям неподвижного профильного венца первой ступени 22, связанного с неподвижным корпусом 13, вызывают вращение совмещенных сепараторов первой и второй ступеней 23 и подвижного профильного венца второй ступени 24. Вращение от профильного венца второй ступени 24 через выходной вал 14 передается на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.4 не показан).