Циліндричний редуктор з гальмівними колесами

Реферат: Винахід належить до області машинобудування, до вузлів і деталей машин, зокрема до передач для передавання обертального руху, і може бути використаний в приводах різноманітних машин, де потрібно гасіння надлишкової енергії, - наприклад у приводах підйомно-транспортних машин. Розв'язання поставленої задачі забезпечується тим, що циліндричний редуктор з гальмівними колесами, який містить корпус, в якому з можливістю обертання в підшипниках встановлені вали, на котрих нерухомо встановлені введені в зачеплення евольвентні гвинтові шестерні та колеса, причому шестерні та колеса швидкохідної та тихохідної передач редуктора виконані гальмівними. UA 104759 C2 (12) UA 104759 C2 UA 104759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до області машинобудування, до вузлів і деталей машин, зокрема, до передач для передавання обертального руху і може бути використаний в приводах різноманітних машин де потрібно гасіння надлишкової енергії - наприклад у приводах підйомнотранспортних машин. Відомий циліндричний редуктор з гальмівними колесами, який застосовується для гасіння надлишкової енергії машин, який може працювати в тяговому та гальмівному режимі, що містить корпус, в якому з можливістю обертання в підшипниках встановлені вали, на котрих нерухомо встановлені зубчасті колеса, якими утворені швидкохідна та тихохідна передачі. Колеса тихохідної передачі виконані гальмівними евольвентними гвинтовими з кутом зачеплення в межах 75…80°, які забезпечують отримання необхідного коефіцієнта втрат редуктора  ред  Nmр / N (тут Nmp - потужність розсіяна на тертя в зачепленні коліс тихохідної передачі; N - потужність підведена до тихохідного вала) (див. статті: Мюнстер Н.С. и др. Сокращение времени останова браковочной машины БУ-2М та "Редукторы для гашения избыточной энергии текстильних машин" у збірнику "Технический прогресс в текстильной промышленности". - Херсон, 1973. - с. 134-137). Описаний редуктор є багатоступінчастим, однак розсіяння всієї надлишкової енергії відбувається лише в зачепленні коліс тихохідної передачі, тому коефіцієнт втрат редуктора рівний коефіцієнту втрат тихохідної передачі ред  2 . Це створює підвищені навантаження на самі гальмівні колеса, вали і підшипники валів тихохідної передачі та знижує їх довговічність. Задачею даної заявки є створення циліндричного редуктора з гальмівними колесами, здатного до розсіяння надлишкової енергії, в якому можливо було б підвищити довговічність гальмівних коліс, валів та підшипників. Розв'язання поставленої задачі забезпечується тим, що циліндричний редуктор з гальмівними колесами містить корпус, в якому з можливістю обертання в підшипниках встановлені вали, на котрих нерухомо встановлені введені в зачеплення шестерні та колеса, які виконані гальмівними евольвентними гвинтовими і ними забезпечений необхідний сумарний коефіцієнт втрат редуктора, або шестерні виконані у вигляді однозахідних гвинтів. Виконання редуктора з гальмівними шестернями та колесами у всіх передачах дозволяє знизити коефіцієнт втрат в кожній передачі в порівнянні з прототипом, в результаті зменшити кут зачеплення, радіальні та осьові зусилля, і як наслідок, навантаження підшипників, валів та самих коліс і підвищити їх довговічність. Виконання шестерень редуктора у вигляді однозахідних гвинтів дозволяє додатково підвищити плавність роботи механізму. На кресленні показана кінематична схема пропонованого редуктора з гальмівними колесами. Він складається з корпуса 1, в якому з можливістю обертання в підшипниках 2 встановлені: ведучий вал 3, проміжний вал 4 та ведений вал 5. На ведучому валу 3 встановлена швидкохідна шестірня 6, яка введена в зачеплення зі швидкохідним колесом 7, яке встановлено на проміжному валу 4. На проміжному валу 4 встановлена також тихохідна шестірня 8, яка введена в зачеплення з тихохідним колесом 9, що встановлене на веденому валу 5. Пропонований редуктор з гальмівними колесами має можливість працювати в одному з двох режимів - тяговому чи гальмівному. В тяговому режимі ведучим є ведучий вал 3, який, обертаючись за годинниковою стрілкою, приводить у рух встановлену на ньому швидкохідну шестірню 6, яка обертає швидкохідне колесо 7 та проміжний вал 4 на якому воно встановлене. Проміжний вал 4 обертає тихохідну шестірню 8, яка обертає тихохідне колесо 9 і ведений вал 5, на якому воно встановлене, а редуктор працює як звичайний з достатньо високим ККД. В гальмівному режимі, коли ведучим стає тихохідний вал 5. До нього підводиться потужність N, наприклад з боку вантажу. Він обертає тихохідне колесо 9, яке обертає тихохідну шестірню 8 та проміжний вал 4, на якому воно встановлене. При цьому в зачепленні колеса 9 із шестірнею 8 розсіюватиметься потужність Nmp2. Проміжний вал 4 обертає встановлене на ньому швидкохідне колесо 7, яке обертає швидкохідну шестірню 6 та ведучий вал 3. При цьому в зачепленні колеса 7 із шестірнею 6 розсіюватиметься потужність Nmp1. Тоді, коефіцієнт втрат редуктора в гальмівному режимі складе: Nmp , ред N де Nmp  Nmp1  Nmp2 - сумарна потужність тертя розсіяна в зачепленнях коліс із шестернями. Тоді, коефіцієнт втрат тихохідної передачі: 1 UA 104759 C2 2 5 Nmp2 , N звідки Nmp2   2N . Коефіцієнт втрат швидкохідної передачі: Nmp1 Nmp1 , 1  N1 N  Nmp2 звідки Nmp1  1 N  Nmp2 .     Тоді Nmp   2N  1 N  Nmp2 , ред 10 15 20 25 30 35 40 Nmp   2N  1 N  Nmp2   2N  1N  2Nmp2  N N N або ред  1   2  1 2 . Використовуючи останнє рівняння, можна, задаючи співвідношення між ψ2 та ψ1, визначати їх числові значення, знаючи потрібний коефіцієнт втрат редуктора ψред. Ці задачі потрібно вирішувати при проектуванні редуктора для визначення геометричних параметрів гальмівних коліс. Виконання редуктора з гальмівними шестернями та колесами у всіх передачах дозволяє знизити коефіцієнт втрат в кожній передачі в порівнянні з прототипом, в результаті зменшити кут зачеплення, радіальні та осьові зусилля, і як наслідок, навантаження підшипників, валів та самих коліс і підвищити їх довговічність. Виконання шестерень редуктора у вигляді однозахідних гвинтів дозволяє додатково підвищити плавність роботи механізму. Сукупність наведених ознак є новим технічним рішенням, неочевидним з базового рівня техніки, їх втілення можливе в умовах реального промислового виробництва при незначній зміні базових технологічних процесів. Виконання конструкції можливе в широкому діапазоні розмірів. Наприклад, для редуктора мостового електричного крана за ГОСТ 25546-82, вантажопідйомністю 8 т, демонтаж колодкового гальма механізму підйому та установка в редукторі самогальмівних зубчастих передач забезпечує еквівалентну базовому варіанту навантажувальну здатність. При цьому застосування гальмівних передач дозволяє збільшити ресурс редуктора на 50…100 % і підвищити надійність роботи на 50…70 %. Економічний ефект від впровадження пропонованого редуктора полягає в збереженні його від поломок, а також підвищенні довговічності валів, підшипників та коліс. При середній вартості подібного редуктора 3=2000…5000 у.о., збільшення його ресурсу на 50…100 % продовжує в таких же межах термін його експлуатації, що забезпечує зниження витрат Зр на її придбання в межах Зр = (0,5…1,0)3 або (0,5…1,0)(2000…5000) у.о. = 1000…5000 у.о. Витрати на виготовлення і монтаж коліс гальмівних передач не перевищують 500…1000 у.о, що забезпечує економічний ефект на один механізм: Ε = (1000…5000) у.о. - (500…1000) у.о. = 500…4000 у.о. При річній потребі країни в подібних механізмах близько 500 шт., очікуваний економічний ефект складе: Σ Ε = (500…4000 у.о.)  500 шт. = 250 тис. у.о. … 2 млн. у.о. Таким чином, наведені дані свідчать про доцільність широкого впровадження пропонованих кранових механізмів підйому. В даний час виконується підготовка до впровадження даних редукторів у механізмах підйому кранів Машинобудівного заводу м. Херсона. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 1. Циліндричний редуктор з гальмівними колесами, що містить корпус, в якому з можливістю обертання в підшипниках встановлені вали, на котрих нерухомо встановлені введені в зачеплення евольвентні гвинтові шестерні та колеса, який відрізняється тим, що шестерні та колеса швидкохідної та тихохідної передач редуктора виконані гальмівними. 2. Циліндричний редуктор з гальмівними колесами за п. 1, який відрізняється тим, що шестерні виконані у вигляді однозахідних гвинтів. 2 UA 104759 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3