ДРОБИЛКА, ОБОРУДОВАННАЯ УСТРОЙСТВОМ ПРИВОДА ДЛЯ ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА
GRINDER EQUIPPED WITH DRIVE FOR TOOTHED RIM

Изобретение относится к дробилке, охарактеризованной в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Известны горизонтальные дробилки. Эти дробилки содержат дробильную камеру, на которой закреплен зубчатый венец. Зубчатый венец приводится во вращение редуктором, соединенным с двигателем. Редуктор содержит выходную шестерню, которая зацепляется с зубчатым венцом.
Известное приводное устройство имеет следующие недостатки:
- мощность, передаваемая редуктором, ограничена передаточной способностью, зубьев зубчатого венца; и
- установка и демонтаж редуктора являются сложными, при этом для замены выходной шестерни часто требуется демонтаж и перемещение картера.
Задачей изобретения является устранение по меньшей мере одного из этих недостатков.
Поставленная задача решена в дробилке вышеуказанного типа, отличающейся признаками, изложенными в пункте 1 формулы изобретения.
Согласно частным вариантам осуществления изобретение содержит один или несколько следующих отличительных признаков:
Выходные шестерни расположены на начальной окружности, и оси вращения всех выходных шестерен расположены внутри углового интервала, меньшего 180° и, в частности, меньшего 90°, этой начальной окружности.
Устройство содержит приводной двигатель, в частности только один приводной двигатель, при этом приводной двигатель содержит вал двигателя, и вал двигателя закреплен во вращении на приводном валу.
Редуктор образует по меньшей мере одну группу шестерен, каждый раз состоящую из двух выходных шестерен, в частности из двух смежных выходных шестерен, и редуктор содержит по меньшей мере одну заднюю понижающую ступень, и каждая группа шестерен приводится во вращение задней понижающей ступенью.
По меньшей мере, задняя понижающая ступень или каждая задняя понижающая ступень содержит:
- заднее зубчатое колесо для каждой выходной шестерни группы шестерен, и
- заднюю шестерню, в частности только одну заднюю шестерню, зацепляющуюся с каждым задним зубчатым колесом этой задней понижающей ступени.
Задняя шестерня установлена с радиальной подвижностью относительно осей вращения задних зубчатых колес.
Картер ограничивает пространство шестерни, в котором находится по меньшей мере одна выходная шестерня, и заднее пространство, в котором находится по меньшей мере одна задняя понижающая ступень, при этом редуктор содержит уплотнительные средства, разделяющие пространство шестерни и, по меньшей мере, заднее пространство.
Редуктор содержит, по меньшей мереодну переднюю понижающую ступень, приводимую во вращение приводным валом, при этом, в случае необходимости, передняя понижающая ступень выполнена с возможностью приведения во вращение задней понижающей ступени.
Передняя понижающая ступень или каждая передняя понижающая ступень содержит:
- переднее зубчатое колесо для каждой группы шестерен, и
- переднюю шестерню, в частности, только одну переднюю шестерню, выполненную с возможностью приведения во вращение каждого переднего зубчатого колеса и неподвижно соединенную во вращении относительно приводного вала.
В случае необходимости, для каждой группы шестерен передняя понижающая ступень или каждая передняя понижающая ступень содержит промежуточное зубчатое колесо, при этом каждое промежуточное зубчатое колесо зацепляется с передним зубчатым колесом и с передней шестерней.
Передняя понижающая ступень и задняя понижающая ступень соединены валом-удлинителем, и задняя шестерня установлена при помощи соединения с двумя опорными поворотными центрами на передней понижающей ступени.
Редуктор содержит модуль выходной шестерни, при этом модуль выходной шестерни содержит:
- выходную шестерню,
- выходной вал, на котором установлена выходная шестерня и, в случае необходимости, заднее зубчатое колесо,
- два подшипника качения, поддерживающие выходной вал,
при этом модуль выходной шестерни выполнен с возможностью извлечения из картера в виде единого блока и/или с возможностью введения в картер в виде единого блока.
Редуктор содержит модуль переднего колеса, содержащий:
- переднее зубчатое колесо,
- передний вал, на котором установлено переднее зубчатое колесо,
- два подшипника качения, поддерживающие передний вал,
при этом модуль переднего колеса выполнен с возможностью извлечения из картера в виде единого блока и/или с возможностью введения в картер в виде единого блока.
Каждый раз направление введения модуля выходной шестерни в картер и направление введения модуля переднего колеса и направление извлечения модуля выходной шестерни и направление извлечения модуля переднего колеса из картера являются противоположными друг другу.
Приводное устройство, в котором редуктор содержит приводной модуль, содержащий:
- приводной вал,
- переднюю шестерню,
при этом приводной модуль выполнен с возможностью извлечения из картера в виде единого блока и/или с возможностью введения в картер в виде единого блока.
Редуктор содержит промежуточный модуль, содержащий промежуточное зубчатое колесо, при этом промежуточный модуль выполнен с возможностью извлечения из картера в направлении извлечения, перпендикулярном к оси вращения С-С промежуточного колеса, и, в частности, промежуточный модуль выполнен с возможностью извлечения из картера через проем, предназначенный для установки модуля переднего колеса.
Каждая выходная шестерня выполнена с возможностью приложения силы зацепления к зубчатому венцу 6, при этом результирующая сила FR всех сил зацепления имеет составляющую, направленную вертикально вверх.
Объектом изобретения является дробилка, в частности горизонтальная дробилка, содержащая дробильную камеру, зубчатый венец, закрепленный на дробильной камере, и устройство привода зубчатого венца, в которой согласно изобретению устройство привода является описанным выше приводным устройством.
Изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично показана горизонтальная дробилка в соответствии с изобретением, вид сбоку;
на фиг.2 показана дробилка, изображенная на фиг.1, вид в осевом направлении;
на фиг.3 показан редуктор дробилки, изображенной на фиг.1 и 2, вид в разрезе;
на фиг.4 показана деталь IV, изображенная на фиг.3, увеличенный вид;
на фиг.5 показана деталь V, изображенная на фиг.3, увеличенный вид;
на фиг.6 схематично показаны задняя шестерня и задние зубчатые колеса, вид в направлении стрелки VI фиг.5;
на фиг.7 показан редуктор в собранном виде без картера 22, вид в перспективе;
на фиг.8 показана часть редуктора во время извлечения модуля переднего колеса, извлечения приводного модуля и извлечения модуля-удлинителя, вид в разрезе;
на фиг.9 - то же, что на фиг.8, во время извлечения выходной шестерни и извлечения промежуточного зубчатого колеса;
на фиг.10 показан приводной модуль, вид в перспективе;
на фиг.11 показаны промежуточное зубчатое колесо и промежуточный вал, вид в перспективе;
на фиг.12 показан модуль переднего колеса, вид в перспективе;
на фиг.13 показан модуль-удлинитель, вид в перспективе;
на фиг.14 показан модуль выходной шестерни, вид в перспективе.
На фиг.1 показана горизонтальная дробилка, обозначенная общей позицией 2.
Горизонтальная дробилка 2 содержит дробильную камеру 4, зубчатый венец 6, закрепленный на дробильной камере 4, и приводное устройство 8, выполненное с возможностью приведения во вращение зубчатого венца 6.
Дробильная камера 4 установлена с возможностью вращения вокруг оси вращения Х-Х, которая расположена горизонтально.
Приводное устройство 8 оборудовано редуктором 10 и только одним приводным двигателем 12.
Приводной двигатель 12 содержит ротор 14, закрепленный на валу 16 двигателя.
Редуктор 10 содержит приводной вал 18, выполненный с возможностью крепления на валу 16 двигателя. Приводной вал 18 и вал 16 двигателя соединены муфтой.
Кроме того, редуктор 10 оборудован четырьмя выходными шестернями 20, каждая из которых выполнена с возможностью зацепления с зубчатым венцом 6 и выполнена с возможностью приведения во вращение приводным валом 18. Редуктор 10 содержит картер 22. Как правило, редуктор 10 содержит по меньшей мере две выходные шестерни. Он может содержать три выходные шестерни или, как в данном случае, именно четыре выходные шестерни 20.
Выходные шестерни 20 имеют прямые зубья. Зубчатый венец 6 тоже имеет прямые зубья.
Выходные шестерни 20 имеют, каждая, ось вращения А-А. Эти оси вращения А-А находятся на начальной окружности, центр которой совпадает с осью Х-Х. Оси вращения А-А всех выходных шестерен 20 расположены в угловом интервале α, меньшем 180°, в частности, меньшем 90°, этой начальной окружности. Это облегчает монтаж редуктора на уровне зубчатого венца и позволяет уменьшить габарит горизонтальной дробилки.
Во время работы каждая выходная шестерня 20 действует силой зацепления на зубчатый венец 6. Все выходные шестерни 20 расположены относительно зубчатого венца 6 таким образом, чтобы результирующая сила FR этих сил зацепления имела составляющую, направленную вертикально вверх. Таким образом, результирующая сила FR действует, преодолевая вес венца 6 и дробильной камеры 4. Следовательно, опорные подшипники, на которых установлены дробильная камера и зубчатый венец, могут иметь относительно небольшие размеры.
Для этого оси вращения всех выходных шестерен 20 предпочтительно находятся внутри углового интервала, ограниченного первым пределом L1 и вторым пределом L2.
Первый предел L1 имеет наклон в 30° относительно полуплоскости, проходящей вертикально вниз от оси Х-Х, и смещен относительно этой полуплоскости в направлении вращения венца 6. Второй предел L2 имеет наклон в 100° относительно вышеуказанной полуплоскости и смещен относительно этой полуплоскости в направлении вращения зубчатого венца 6. На фиг.2 направление вращения венца 6 является направлением против часовой стрелки.
Далее следует описание конструкции редуктора 10 со ссылками на фиг.3.
Редуктор 10 образует группы 24 шестерен, при этом каждая группа 24 шестерен состоит из двух смежных выходных шестерен 20. Для каждой группы 24 шестерен редуктор 10 содержит заднюю понижающую ступень 26, выполненную с возможностью приведения во вращение этой группы 24 шестерен. Для этого каждая задняя понижающая ступень 26 содержит два задних зубчатых колеса 28. Задняя понижающая ступень 26 содержит также одну заднюю шестерню 30, зацепляющуюся с каждым задним зубчатым колесом 28 задней понижающей ступени 26.
Каждое заднее зубчатое колесо 28 и каждая задняя шестерня 30 имеют косые зубья, в частности, геликоидальные зубья (см. фиг.13 и 14).
Для каждой группы из двух выходных шестерен 20 и, следовательно, для каждой задней понижающей ступени 26 редуктор 10 содержит переднюю понижающую ступень 32. Каждая передняя понижающая ступень 32 приводится во вращение приводным валом 18 и содержит переднее зубчатое колесо 34, переднюю шестерню 36 и промежуточное колесо 38. Промежуточное зубчатое колесо 38 зацепляется, с одной стороны, с передним зубчатым колесом 34 и, с другой стороны - с передней шестерней 36. Таким образом, обе передние понижающие ступени 32 имеют только одну общую переднюю шестерню 36.
Промежуточное зубчатое колесо 38 позволяет увеличить межосевое расстояние между приводным валом 18 и передним зубчатым колесом 34.
Каждое переднее зубчатое колесо 34, каждое промежуточное зубчатое колесо 38 и передняя шестерня 36 имеют косые зубья и, в частности геликоидальные зубья.
Таким образом, приводной вал 18 вращает каждую переднюю понижающую ступень 32, которая вращает заднюю понижающую ступень 26, которая, в свою очередь, вращает выходные шестерни 20.
Редуктор 10 имеет осевое направление DX. Все оси вращения шестерен и зубчатых колес редуктора 10 расположены параллельно этому направлению DX.
Каждая выходная шестерня 20 имеет центральную плоскость, проходящую перпендикулярно к осевому направлению DX. В нейтральном положении (см. ниже) шестерен 20 все их центральные плоскости центрованы по плоскости P1 выходной шестерни, перпендикулярной к осевому направлению DX. Центральные плоскости задних зубчатых колес 28 и задних шестерен 30 выровнены в линию в осевом направлении по плоскости P2. Плоскость P2 параллельна плоскости P1 выходной шестерни.
Передние зубчатые колеса 34, передняя шестерня 36 и, в случае необходимости, промежуточное зубчатое колесо 38 имеют, каждое, центральную плоскость, проходящую перпендикулярно к осевому направлению DX. Эти центральные плоскости выровнены в линию в осевом направлении относительно друг друга и проходят вдоль плоскости P3 передней понижающей ступени. Плоскость P3 параллельна плоскостям P1 и P2.
Плоскости P2 и P3 расположены с двух противоположных сторон от плоскости P1. Иначе говоря, если рассматривать в осевом направлении DX, выходные шестерни 20 расположены между задней понижающей ступенью 26 и передней понижающей ступенью 32.
На фиг.4 более детально показана часть редуктора, содержащая выходную шестерню 20 и заднее зубчатое колесо 28.
Для каждой выходной шестерни 20 редуктор 10 содержит модуль 40 выходной шестерни. Этот модуль 40 выходной шестерни содержит одну из выходных шестерен 20, а также соответствующее заднее зубчатое колесо 28. Модуль 40 выходной шестерни содержит также выходной вал 42 и два подшипника 44, 46 качения, которые поддерживают вал 42 относительно картера 22. Кроме того, модуль 40 выходной шестерни оборудован двумя уплотнительными прокладками 48 (см. фиг.14).
Кроме того, модуль 40 выходной шестерни содержит первый опорный блок 50, на который опираются наружная дорожка подшипника 46 и наружный участок одной из уплотнительных прокладок 48.
На второй опорный блок 52 модуля выходной шестерни опираются наружная дорожка подшипника 44 и наружный участок другой уплотнительной прокладки 48.
Выходная шестерня 20 расположена на выходном валу 42 в осевом направлении между двумя подшипниками 44, 46 качения, тогда как заднее зубчатое колесо 28 расположено на выходном валу 42 со стороны подшипника 46, противоположной выходной шестерне 20.
Выходная шестерня 20 установлена неподвижно во вращении на выходном валу 42 при помощи любых соответствующих средств, таких как шлицевое соединение, соединение внатяг и/или шпоночное соединение.
В настоящем случае выходная шестерня 20 установлена на выходном валу 42 неподвижно во вращении вокруг оси вращения А-А, но имеет возможность поворота вокруг опорного поворотного центра C1, образованного двумя осями R1, R2, перпендикулярными друг к другу и к оси А-А (см. фиг.4). Свобода поворота вокруг этого опорного поворотного центра превышает 0,04° и максимально равна 0,4° относительно нейтрального положения, в котором центральная ось выходной шестерни находится на одной линии с осью А-А. Таким образом, относительное угловое положение между выходным валом 42 и выходной шестерней 20 адаптируется в зависимости от точки контакта между выходной шестерней 20 и зубчатым венцом 6.
Как показано также на фиг.4, картер 22 ограничивает пространство 60 шестерни, в котором находятся выходные шестерни 20, и заднее пространство 62, в котором находится по меньшей мере одна задняя понижающая ступень 26. Эти два пространства 60, 62 герметично изолированы друг от друга уплотнительной прокладкой 48. Пространство 60 шестерни содержит первую смазку, например консистентную смазку. Заднее пространство 62 содержит вторую смазку, например масло. Таким образом, детали редуктора, отличные от выходных шестерен 20, можно смазывать смазкой, отличной от смазки выходных шестерен.
Предпочтительно заднее пространство 62 содержит также другие зубчатые колеса 28, 38 и шестерни 30 редуктора 10.
Редуктор 10, в данном случае передняя понижающая ступень 32 содержит модуль 64 переднего колеса (см. фиг.12). Этот модуль 64 переднего колеса содержит переднее зубчатое колесо 34, передний вал 66, на котором установлено переднее зубчатое колесо 34, и два подшипника 68, 70 качения, поддерживающие передний вал 66. Передний вал образует ось вращения В-В переднего зубчатого колеса. Модуль 64 переднего колеса содержит также опорный блок 72, при помощи которого подшипник 68 закреплен на картере 22. С осевой стороны, обращенной к задней понижающей ступени 26, передний вал 66 содержит приемное пространство 74 (см. фиг.5), которое будет описано ниже.
Редуктор 10 содержит промежуточный модуль 76 (см. фиг.3 и 11). Промежуточный модуль 76 состоит из промежуточного зубчатого колеса 38 и из опорного подшипника 78. В варианте вместо опорного подшипника 78 внутри зубчатого колеса 38 установлены два подшипника качения. Редуктор 10 содержит также промежуточный вал 81, закрепленный на картере и поддерживающий промежуточный модуль 76. Промежуточное колесо 38 установлено с возможностью вращения вокруг оси вращения С-С, образованной промежуточным валом 81.
Кроме того, редуктор 10 оборудован приводным модулем 82 (см. фиг.10), который содержит приводной вал 18, переднюю шестерню 36 и опорные подшипники 84, 86. Приводной вал 18 образует ось вращения D-D передней шестерни 36.
Приводной вал 18 установлен в опорных подшипниках 84, 86 с возможностью поступательного движения в радиальном направлении относительно оси вращения D-D. Таким образом, передняя шестерня 36 имеет возможность свободно перемещаться в радиальных направлениях относительно оси вращения D-D. Передняя шестерня 36 имеет возможность перемещаться радиально к осям вращения С-С промежуточных колес 38, с которыми зацепляется эта передняя шестерня 36. Свобода перемещения является достаточной для обеспечения уравновешивания сил зацепления, действующих, с одной стороны, между одним из промежуточных зубчатых колес 38 и передней шестерней 36 и, с другой стороны, между другим из промежуточных зубчатых колес 38 и передней шестерней 36.
Редуктор 10 содержит также упор 87, фиксирующий в осевом направлении приводной вал 18 относительно картера 22. Этот упор 87 имеет возможность свободно перемещаться в плоскости, перпендикулярной к оси D-D, чтобы придавать передней шестерне 36 ее вышеуказанную свободу перемещения.
Предпочтительно передняя шестерня 36 и приводной вал выполнены в виде единой детали.
На фиг.5 более детально показано соединение 90 между передней понижающей ступенью 32 и задней понижающей ступенью 26.
Это соединение 90 выполнено с возможностью передачи вращения от переднего вала 66 к задней шестерне 30. Соединение 90 содержит вал-удлинитель 92, который, с одной стороны, закреплен с возможностью вращения на валу 66 передней понижающей ступени 32 и, с другой стороны, закреплен во вращении на задней шестерне 30.
Кроме того, передний вал 66 и вал-удлинитель 92 образуют опорный поворотный центр C2. Вал-удлинитель 92 выполнен с возможностью углового смещения оси В-В вокруг этого центра C2. Вал-удлинитель 92 и задняя шестерня 30 образуют опорный поворотный центр C3. Задняя шестерня 30 выполнена с возможностью углового смещения относительно центральной оси вала-удлинителя 92 вокруг этого опорного поворотного центра C3. Центры C2, C3 отличаются следующими признаками.
Вал-удлинитель 92 содержит осевой конец 94, содержащий выпуклую сферическую опорную поверхность 96.
Приемное пространство 74 переднего вала 66 содержит вогнутую сферическую опорную поверхность 98. Эти две сферические опорные поверхности 96, 98 взаимодействуют и образуют опорный поворотный центр C2 вала-удлинителя относительно вала 66 по осям, перпендикулярным к оси вращения В-В, и перпендикулярны друг к другу. Вал-удлинитель 92 содержит конец 100, содержащий выпуклую сферическую опорную поверхность 102, взаимодействующую с вогнутой сферической опорной поверхностью 104, выполненной в задней шестерне 30, образуя опорный поворотный центр C3 задней шестерни 30 вокруг вала-удлинителя 92.
Кроме того, задняя шестерня 30 закреплена в осевом направлении на валу-удлинителе 92. Таким образом, задняя шестерня 30 и вал-удлинитель 92 являются частью модуля-удлинителя 93 (фиг.13).
На фиг.6 схематично в осевом направлении показаны задние зубчатые колеса 28 и задняя шестерня 30. Как видно на этой фигуре, благодаря свободе углового смещения вокруг опорных поворотных центров C2, C3 задняя шестерня 30 имеет возможность перемещения в радиальных направлениях относительно оси вращения В-В. Таким образом, задняя шестерня 30 имеет также возможность свободного перемещения в радиальном направлении по отношению к осям вращения А-А задних зубчатых колес 28, с которыми эта задняя шестерня 30 входит в зацепление. Свобода перемещения является достаточной для обеспечения уравновешивания сил зацепления, действующих, с одной стороны, между одним из двух задних зубчатых колес 28 и задней шестерней 30 и, с другой стороны - между другим из двух задних зубчатых колес 28 и этой задней шестерней 30. Свобода перемещения обозначена окружностью LT, внутри которой находятся все возможные положения центральной оси задней шестерни 30. Таким образом, задняя шестерня 30 автоматически адаптирует свое радиальное положение в зависимости от сил реакции, действующих со стороны задних зубчатых колес 28.
На фиг.7 в перспективе показан редуктор 10 без картера 22. Фиг.8 и 9 иллюстрируют монтаж и демонтаж различных деталей редуктора 10.
На фиг.8 в разрезе приблизительно показана верхняя половина фиг.3.
Как показано на фиг.8, модуль 64 переднего колеса выполнен с возможностью извлечения из картера 22 в виде единого блока в направлении извлечения SR2. Модуль 64 переднего колеса выполнен также с возможностью введения в картер в виде единого блока в направлении введения SI2.
Точно также модуль-удлинитель 93, содержащий заднюю шестерню 30 и вал-удлинитель 92, выполнен с возможностью извлечения из картера 22 в виде единого блока в направлении извлечения SR1.
Модуль-удлинитель 93 выполнен также с возможностью введения в картер 22 в направлении введения SI1.
На фиг.9 показан модуль 40 выходной шестерни во время его демонтажа. Как видно на фигуре, модуль 40 выходной шестерни выполнен с возможностью извлечения из картера 22 в виде единого блока в направлении извлечения SR1. Точно также модуль 40 выходной шестерни выполнен с возможностью введения в картер 22 в виде единого блока в направлении введения SI1.
Как показано на фиг.8, приводной модуль 82 выполнен с возможностью извлечения из картера в виде единого блока в направлении извлечения SR2.
На фиг.9 показан также демонтаж промежуточного модуля 76. Для этого промежуточный вал 81 извлекают в осевом направлении из картера 22 в направлении SR2. После этого промежуточный модуль 76 смещают в картере в направлении извлечения SR3 радиально относительно оси вращения С-С до момента, когда промежуточный модуль 76 оказывается напротив проема для установки модуля 64 переднего колеса. Затем промежуточный модуль 76 извлекают из катера 22 в направлении извлечения SR2. Монтаж промежуточного модуля 76 осуществляют в обратном порядке.
Таким образом, промежуточный модуль 76 можно извлечь из картера только после извлечения модуля 64 переднего колеса, но независимо от приводного модуля 82, даже если последний находится в установленном положении в картере.
Направления извлечения SR1 и SR2 противоположны друг другу. Точно также направления введения SI1 и SI2 противоположны друг другу.
Приводное устройство 8 в соответствии с изобретением представляет исключительный интерес, учитывая что всего один приводной двигатель 12 вращает большое число выходных шестерен, в данном примере четыре выходные шестерни, что позволяет распределить приводную мощность одного двигателя и поддерживать на низком уровне силы реакции между выходными шестернями 20 и зубчатым венцом 6.
Кроме того, модульная конструкция позволяет полностью разбирать редуктор, оставляя при этом картер 22 на месте.
Таким образом, каждый из модулей 82, 64, 40, 93 можно извлекать или вставлять независимо от других модулей, что облегчает обслуживание редуктора.
Монтаж промежуточного модуля 76 через проем картера 22, в который устанавливают модуль 64 переднего колеса, позволяет уменьшить число проемов в картере 22.
Кроме того, расположение передних понижающих ступеней 32 и задних понижающих ступеней 26 с двух противоположных сторон выходных шестерен 20 позволяет уменьшить габарит редуктора.
Согласно другим отличительным признакам изобретения:
- выходная шестерня или каждая выходная шестерня выполнена с возможностью извлечения из картера 22 в направлении извлечения, проходящем вдоль оси выходной шестерни;
- направление извлечения выходной шестерни является параллельным оси вращения дробильной камеры 4 по всему пути между положением, в котором выходная шестерня полностью находится за пределами картера, и смонтированным положением.