КОЛЕСО ТРАНСМИССИИ И СПОСОБ ЕГО УСТАНОВКИ
TRANSMISSION WHEEL AND METHOD  FOR ITS INSTALLATION

Настоящее изобретение относится к колесу трансмиссии и установке колес трансмиссии на валу.
Часто бывает необходимо добавить колесо трансмиссии к валу при новой установке или замене изношенного колеса трансмиссии. В таких случаях не всегда возможно установить колесо трансмиссии как цельное, вместо этого оно должно быть разделено на два или более сегментов, которые прикрепляются вместе и вокруг вала. Конструкция с разделением на две части известна, например, из публикаций DE 102008046167 и EP 0684397, в которых, например, прецизионное колесо трансмиссии делится посредством разъединения на две точно совпадающие части и соединяется на валу посредством прессовой посадки. Публикация DE 102008046167 представляет решение, в котором половины колеса трансмиссии соединяются в осевом направлении посредством прессовой посадки и, при необходимости, могут быть обработаны путем сварки поверхностей разъединения вместе. Публикация EP 0684397 представляет, как половинки колеса трансмиссии сначала повторно соединяются в месте с меньшим диаметром, например, посредством лучевой сварки сбоку, а затем устанавливаются на вал посредством разницы температур.
Публикация EP 561478 представляет, как пластмассовые половины колеса трансмиссии, которые могут иметь буртики для выравнивания сегментов, соединяются вместе винтовым соединением. В публикации упоминается, что соединение также может быть выполнено склеиванием или сваркой, но не указывается способ сварки. Пластиковые части с лицевыми поверхностями обычно могут быть сварены, например, посредством ультразвуковой сварки. Передача мощности от вала к колесу трансмиссии осуществляется посредством шпонки.
Сущность изобретения
Цепи и колеса трансмиссии, такие как шкивы, шестерни и звездочки, особенно на очень больших конвейерах деревообрабатывающей промышленности, подвергаются воздействию частиц и абразивных материалов, таких как песок. Во время технического обслуживания, установка новых колес трансмиссии на вал обычно должна производиться в ситуации, когда вал не может быть снят с машины, и в этом случае колесо трансмиссии необходимо разделить на сегменты перед установкой. Сегменты, предпочтительно, имеют одинаковый размер и, предпочтительно, их количество составляет от 2 до 4 частей. Разделенная структура должна быть собрана в колесо трансмиссии таким образом, чтобы сегменты размещались на валу без люфта и с достаточно плотной посадкой для передачи полного крутящего момента непосредственно на соединение. Даже в новых сборках трудно добиться достаточно плотной прессовой посадки нескольких колес трансмиссии с одинаковым диаметром, установленных параллельно на длинном и толстом валу. Колеса трансмиссии конвейеров деревообрабатывающей промышленности обычно имеют диаметр вала более 200 мм и толщину в радиальном направлении более 15 мм даже в самых тонких местах.
Целью изобретения является создание нового типа колеса трансмиссии, сваренного вместе из сегментов, отвечающего требованиям к установке и техническому обслуживанию, а также способу его установки. Изобретения конкретизировано в независимых пунктах формулы изобретения. Некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения конкретизированы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Колесо трансмиссии обычно состоит из двух сегментов. Возможны и другие варианты деления. Например, газовая резка сегментов чрезвычайно больших колес трансмиссии диаметром почти метр из стальной плиты на три или четыре секции может сохранить материал плиты. Сегменты колеса трансмиссии, предпочтительно, имеют одинаковый размер, но они также могут состоять из больших и меньших секторов, если вместе они образуют полное колесо трансмиссии. При установке на вал, между концами сегментов должен оставаться зазор, который при сварке сжимается, что приводит к прессовой посадке.
Сварка не должна повреждать функциональные поверхности, такие как поверхность вала, чтобы при необходимости можно было заменить новое колесо трансмиссии на то же место. Дуговая сварка является особенно предпочтительным способом соединения, потому что остаточные напряжения широкого сварного шва сжимают соединение и вызывают особенно большую силу сжатия зазора, оставшегося в соединении. Изготовления шпоночных пазов на валу и колесе трансмиссии, что увеличивает затраты и добавляет дополнительные рабочие этапы, обычно можно избежать, поскольку прессовая посадка может передать всю нагрузку без шпонки.
Сегменты колеса трансмиссии имеют на своей внутренней дуговой поверхности, по существу, такой же радиус, что и вал колеса трансмиссии, на котором установлены сегменты колеса трансмиссии. Внешние поверхности сегментов колеса трансмиссии имеют профилированные поверхности для передачи мощности. Самый дальний край торцевых поверхностей и/или боковых поверхностей, предпочтительно, является скошенным для образования сварочной канавки для сварного шва, который создает сильный эффект сжатия. Сварной шов не достигает вала, только достаточно глубоко, чтобы предотвратить напряжения. В этом случае, это является предпочтительным для сваривания, и сварной шов может быть легко расшлифован для снятия колеса трансмиссии, когда оно изношено или повреждено. Еще одно преимущество неполной сварки заключается в том, что сварные швы зубчатого колеса трансмиссии, которое было изношено с одной стороны, может быть расшлифовано, и детали могут быть повернуты, а соединение повторно сварено, обеспечивая исправное колесо трансмиссии без замены деталей.
При установке на вал, торцевые поверхности не должны соприкасаться при установке на вал, и между валом и колесом трансмиссии не должно оставаться зазора. Усилие сжатия, вызванное сварным швом, предотвращается, если между торцевыми поверхностями не остается зазора. По этой причине, сегменты колеса трансмиссии не должны образовывать полные сектора; сегменты должны быть достаточно неполными. Здесь полные секторы относятся к секторам, которые вместе образуют полный круг, и секторам, заканчивающимся посередине противоположных торцевых поверхностей. Когда обе торцевые поверхности сегмента колеса трансмиссии остаются неполными не более чем на 3 мм от полного сектора согласно количеству сегментов, во время установки между ними образуется зазор размером не более 6 мм, что можно рассматривать как практический максимум. Если зазор является слишком широким, то имеется слишком много отклонений в качестве сварки, а также в способности передачи мощности при прессовой посадке. По этой причине сегменты колеса трансмиссии должны оставаться неполными, по меньшей мере, на 0,2 мм с обоих концов по сравнению с полными секторами. Во время установки, зазор, который затем образуется между торцами сегментов колеса трансмиссии, в зависимости от производственных допусков составляет, по меньшей мере, около 0,4 мм. Из-за сварки, зазор обычно сжимается на 0,2-0,6 мм. Секторы, проходящие по сегментам колеса трансмиссии, являются неполными на торцах этих полных секторов, и в этом случае даже после сварки остается заметный зазор между сегментами в торцевых поверхностях секций, которые не свариваются. Наилучший результат достигается за счет уменьшения ширины зазора, так чтобы торцевые поверхности не соприкасались после сварки.
Предпочтительно, чтобы внутренний край торцевых поверхностей сегментов колеса трансмиссии имел буртик или выемку, соответствующую буртику, защищающую вал от сварочных брызг и повреждений, тем самым, облегчая замену колеса трансмиссии. Буртик также может служить опорой для сварного шва, в этом случае зазор между торцами может составлять до 10 мм. Торцевая поверхность буртика и нижняя часть выемки не должны соприкасаться друг с другом во время установки, чтобы не нарушить горячую посадку колеса трансмиссии на вал. Чтобы буртик не повредил вал, его высота должна быть как минимум равной длине зазора между торцевыми поверхностями. Для того, чтобы сегменты колеса трансмиссии совпадали во время установки, они должны иметь либо один из вышеупомянутых буртиков и одну из вышеупомянутых выемок, либо два буртика, либо две соответствующие выемки. Чтобы все изготавливаемые сегменты были идентичными, а их изготовление, хранение и поставка, следовательно, были более простыми, предпочтительным является решение с одной выемкой и одним буртиком.
Соединение, которое особенно хорошо передает напряжение, достигается для соединения между колесом трансмиссии и валом, когда сегменты стягиваются на валу посредством стягивающих приспособлений перед сварными соединениями, которые дополнительно сжимают соединения. Сегменты колеса трансмиссии устанавливаются на вал следующим образом:
- сегменты колеса трансмиссии устанавливаются на вал торцевыми поверхностями, обращенными так, чтобы любой буртик упирался в выемку,
- стягивающие приспособления размещаются на внешних поверхностях сегментов колеса трансмиссии,
- сегменты колеса трансмиссии размещаются таким образом, чтобы между торцами сегментов оставалась заданная ширина зазора,
- стягивающие элементы стягивающих приспособлений стягиваются для устранения зазора между сегментами колеса трансмиссии и валом,
- после достижения целевой силы натяжения, сегменты колеса трансмиссии свариваются вместе, и
- стягивающие приспособления раскрепляются и снимаются.
Краткое описание чертежей
Изобретение описывается более подробно в контексте предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид сбоку двух сегментов колеса трансмиссии согласно предпочтительному варианту осуществления, установленных друг напротив друга; и
Фиг.2 - сегмент колеса трансмиссии, подлежащий сварке по бокам.
Подробное описание изобретения
Фиг.1 представляет вид сбоку двух сегментов 1 колеса трансмиссии согласно предпочтительному варианту осуществления, размещенных друг напротив друга, так что их внутренние поверхности 3 сидят на валу 12, по существу, с одинаковым радиусом. Внешние поверхности 9 сегментов 1 колеса трансмиссии имеют профилированные поверхности, выровненные с валом для цели передачи мощности. Концы сегментов 1 колеса трансмиссии имеют торцевые поверхности 4, внешние поверхности которых, предпочтительно, имеют скосы 5, образующие между собой сварочную канавку. Скос 5 может иметь форму, например, буквы J, чтобы образовать U-образную канавку.
Чтобы гарантировать, что сжатие, вызванное сваркой, создает прочную прессовую посадку, торцевые поверхности 4 не должны касаться друг друга даже после сварки. По этой причине, сегменты колеса трансмиссии должны быть достаточно неполными по сравнению с полным сектором согласно разделению на сегменты, и между торцевыми поверхностями 4 должен быть оставлен зазор шириной X, в этом случае ширина вышеупомянутой неполноты равна X/2. В случае двух половин сегмента колеса трансмиссии, ширина X/2 неполноты представляет собой радиус R внутренней дуги 3 за вычетом измерения Y от уровня торцевых поверхностей 4 до наивысшей точки 10 внутренней дугообразной поверхности 3 сегмент 1 колеса трансмиссии. Сегменты 1 размещаются на валу 12 таким образом, чтобы ширина X зазора была достаточной в каждом зазоре между торцевыми поверхностями 4.
Предпочтительно, внутренние углы торцевых поверхностей 4 имеют буртик 6 или соответствующую выемку 7. Буртик 6 должен быть длиннее, чем ширина зазора X, оставленного между торцевыми поверхностями 4, а соответствующая выемка 7 должна быть достаточно глубокой, чтобы буртик 6 не доходил до ее торцевой поверхности и предотвращал сварной шов от сжатия и прессовой посадки от формирования на валу. Толщина буртика 6 не должна превышать глубину выемки 7, чтобы боковые поверхности буртика 6 и выемки 7 не вызывали трения и не затрудняли установку. Буртик 6 может быть достаточно толстым, чтобы служить в качестве подкладочной ленты.
Соединение торцевой поверхности также может быть выполнено таким образом, чтобы торцевые поверхности 4 имели только выемки 7, по меньшей мере, на одной стороне соединения. В этом случае, выемка не заполняется буртиком 6. Затем торцевые поверхности 4 могут быть сварены вместе своими другими поверхностями, по меньшей мере, на большую часть. Выемка 7 обеспечивает достаточный зазор между торцевыми поверхностями 4 на выемке 7. В этом случае, даже небольшая неполнота сварного шва на торцевых поверхностях 4 не обязательно будет препятствовать сжатию сварного шва, поскольку узкая неполная область будет нагреваться во время сварки, что делает ее легко деформируемой и, таким образом, не будет существенно препятствовать сжатию.
Перед фазой сварки, обе стороны соединений сегмента 1 колеса трансмиссии будут снабжены стягивающими приспособлениями 11, которые будут использоваться для стягивания сегментов 1 колеса трансмиссии на валу без люфта, например, посредством болтов или отдельных зажимов. Стягивание не оказывает значительного влияния на силу трения прессовой посадки, если сегмент сидит на валу без люфта. В противном случае, сила трения остается меньше запланированной, если зазор не устранен до тех пор, пока не произойдет сжатие, вызванное сваркой.
Фиг.2 представляет сегмент колеса трансмиссии в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, в котором внешняя поверхность 9 имеет поперечную профилированную поверхность относительно вала 12. Торцевые поверхности 4 сегментов колеса трансмиссии имеют на обоих боковых краях скосы 8, служащие поверхностями сварочной канавки.