Пристрій для передачі крутного моменту на обертальну обпалювальну піч

Реферат: Винахід належить до приводів обертальних печей. Передача крутного моменту на обертальну обпалювальну піч (13) має привідний вал, що приводиться в дію електродвигуном. На валу встановлена ведуча шестірня (5), яка через проміжну шестірню (7) приводить у дію ведучу шестірню (11), яка входить у зачеплення із зубчастим вінцем (12) обертальної обпалювальної печі. Проміжна шестірня (7) зачіпляється з ведучою шестірнею (5) з можливістю зсуву в осьовому напрямі, що забезпечує опорний стрижень (16), прикріплений до основи шарніром (18) з двома осями. Винахід запобігає порушенню кінематики зачеплення при радіальному і осьовому зміщенню зубчастих коліс внаслідок деформацій обертальної печі, що підвищує надійність зубчастої передачі. UA 101082 C2 (12) UA 101082 C2 UA 101082 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід відноситься до пристрою для передачі крутного моменту на обертальну обпалювальну піч, що включає приводний вал, який обертається від електродвигуна і містить ведучу шестерню, що надає руху зубчастому вінцю, приєднаному до обертальної обпалювальної печі. Пристрої для передачі обертальних рухів на зубчастий вінець відомі, наприклад, з патентного документа DE 1450712 А. Дійсно, розроблено цілий ряд приводів для обертальних печей, що одержують обертання від роторних приводних пристроїв, в яких відносно високі значення крутних моментів, через велику вагу обертальних обпалювальних печей, повинні передаватися з урахуванням теплового розширення і інших чинників, характерних для обертальних обпалювальних печей. Через теплове розширення печі або через зміни в положенні, яке займає дана обертальна обпалювальна піч, спричинених переміщенням або тепловою деформацією обертальної обпалювальної печі, рівно як і через виникаючі при цьому коливальні рухи зубчастого вінця обертальної обпалювальної печі, переміщення приєднаного до обертальної обпалювальної печі зубчастого вінця в осьовому напрямі можуть значно перевищувати 100 мм. При таких осьових зсувах зубчастого вінця привід все ж таки повинен залишатися в стані надійного зачіплення, при цьому, крім усього іншого, сам по собі приводний вал, безумовно, повинен бути максимально розвантажений, щоб не виявитися під впливом згинаючих сил. Тому вже відомі конструкції, в яких в корпусі підшипника забезпечені акомодація і підтримка ведучої шестерні, що зачіпляється із зубчастим вінцем. Хоча такі конструкції і передбачають відповідну стабілізацію приводу, осьові, а в окремих випадках, і радіальні зсуви, що відбуваються через рухливість обертальної обпалювальної печі, повинні позначатися на зачіпленні з ведучою шестернею, яка взаємодіє із зубчастим вінцем, що може спричинити, наприклад, поломку через високі значення зусиль, що підлягають передачі. Даний винахід направлений на удосконалення відомого з рівня техніки пристрою для передачі крутного моменту, на обертальну обпалювальну піч, з метою вирішення технічної задачі, яка полягає в забезпеченні надійної компенсації зсувів, що відбуваються з обертальною обпалювальною піччю і отже із зубчастим вінцем. Для вирішення поставленої технічної задачі даним винаходом запропонована конструкція, в якій ведуча шестерня надає руху зубчастому вінцю через проміжну передачу, в якій зубчасте колесо передачі зачіпляється з ведучою шестернею з можливістю зсуву в осьовому напрямі. При осьових зсувах зубчастого вінця, що відбуваються не за рахунок зачеплення з ведучою шестернею, яка взаємодіє із зубчастим вінцем, а за рахунок зачеплення зубчастого колеса передачі, розташованої між ведучою шестернею і зубчастим вінцем, з ведучою шестернею, аксіально зміщуване зачеплення може бути забезпечене заданими розмірами для набагато нижчих зусиль. Зокрема, це може бути застосовано, якщо передача розроблена у вигляді понижуючого редуктора, що є звичним для ситуації з приводом обертальної обпалювальної печі, оскільки, відповідні зуби зубчастих коліс, що зачіпляються, повинні передавати істотно нижчі зусилля з боку входу, ніж з боку виходу. У конструкції за даним винаходом повинне бути забезпечене відповідне осьове, а в окремих випадках, і радіальне управління передачею, що взаємодіє із зубчастим вінцем, щоб передача могла здійснювати позиційні зміни зубчастого вінця, які викликані рухливістю обертальної обпалювальної печі в поєднанні Для забезпечення надійного і безпечного зачеплення ведучої шестерні із зубчастим колесом передачі навіть при взаємних осьових зсувах запропонована конструкція, в якій, переважно, ширина зубчастого колеса передачі, що зачіпляється з ведучою шестернею, менша за ширину ведучої шестерні. В цьому відношенні, передача, переважно, має можливість в осьовому напрямі, приблизно, на 160 мм. У конструкції за даним винаходом передача разом із зубчастим вінцем, приєднаним до обертальної обпалювальної печі, встановлюється з можливістю позиціонування в осьовому напрямі, як вже згадувалося вище. Відповідна стійкість досягається за рахунок того, що передача опирається на стаціонарну конструкцію за допомогою опорного стрижня. При цьому конструкція опорного стрижня, переважно, передбачає, зсув передачі, принаймні, по одній осі, переважно, по двох осях, щоб дістати можливість достатньою мірою врахувати позиційні зміни, спричинені рухливістю обертальної обпалювальної печі. Ефективна керованість передачі забезпечується тим, що кожен опорний стрижень шарнірно приєднаний до передачі і до стаціонарної конструкції, причому позитивним є те, що опорний стрижень містить двовісний шарнір з боку стаціонарної конструкції і одноосний шарнір з боку передачі. Осі повороту, переважно, розташовані таким чином, що вісь повороту поворотного шарнірного з'єднання опорного стрижня проходить паралельно осі повороту обертальної обпалювальної печі, а, принаймні, одна вісь повороту поворотного шарнірного з'єднання 1 UA 101082 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 опорного стрижня проходить перпендикулярно (нормально) осі повороту обертальної обпалювальної печі. При цьому вісь повороту, що проходить паралельно осі обертальної обпалювальної печі, відповідає за (визначає) зміну відстані передачі від осі обертальної обпалювальної печі, а вісь повороту, що проходить перпендикулярно осі обертальної обпалювальної печі, відповідає за управління рухом передачі в осьовому напрямі. Завдяки описаній конструкції опори, ніякі сили не здатні впливати на приводний вал, беручи до уваги траєкторію руху передачі разом із зубчастим вінцем і аксіально зміщуваного зачеплення передачі з ведучою шестернею приводу просто при осьовому переміщенні зубчастого вінця. Але навіть у разі виникнення радіального переміщення компоненту, матиме місце відповідна компенсація рухливості приводного валу. В зв'язку з цим, запропонована, переважно, така конструкція, при якій, принаймні, один універсальний шарнір встановлено між приводним валом і приводним електродвигуном. Особливо переважним є ситуація, при якій карданне зчленовування приводного валу з електродвигуном може забезпечуватися гомокинетичним шарніром, щоб гарантувати плавну передачу крутного моменту навіть під кутом. Крім того, для утримування передачі в стані постійного зачеплення із зубчастим вінцем, пристрій за даним винаходом розроблений таким чином, що передача містить направляючий пристрій, який взаємодіє із зубчастим вінцем та/або обертальною обпалювальною піччю таким чином, що передача слідує за осьовими, а в окремих випадках, за радіальними переміщеннями зубчастого вінця. Направляючі пристрої, переважно, включають доріжки (направляючі), розташовані на передачі, зокрема, на валу, і направлені по зовнішній периферії зубчастого вінця. Ролики котяться від зовнішньої периферії зубчастого вінця, гарантуючи створення умов, при яких передача знаходиться в стані зачеплення із зубчастим вінцем. Для збереження контакту між передачею і зубчастим вінцем при зворотному ході або зупинці обертальної обпалювальної печі, на внутрішній периферії зубчастого вінця передбачені додаткові ролики. Розміщення конструкції зубчастого вінця, що потерпає від термічної дії, на обертальній обпалювальній печі, по суті, може бути реалізоване відомим способом, при якому зубчастий вінець приєднано до обертальної обпалювальної печі за допомогою пластин, тангенціально підтримуваних по периферії обертальної обпалювальної печі. Далі по тексту винахід детальніше пояснюється на прикладах здійснення, схематично представлених на наступних ілюстративних зображеннях, де: На фіг. 1 дана вертикальна проекція приводного пристрою за винаходом. На фіг. 2 дано переріз перспективи по лінії ІІ-ІІ на фіг. 1. На фіг. З дано збільшене зображення приводу На фіг. 4 дано детальне зображення зубчастого вінця, закріпленого на обертальній обпалювальній печі. Як показано на фіг. 1, електродвигун 1 обертає приводний вал 4 через проміжну деталь 2, шарнірно зчленовану за допомогою карданних з'єднань (універсальних шарнірів) 3. Приводний вал 4 забезпечений приводною провідною шестернею 5 передачі, що зачіпляється із зубчастим колесом 7, зокрема, понижуючим редуктором 6. Зубчасте колесо 7 надає руху валу 8, який встановлений в антифрикційних підшипниках в корпусі 9 і забезпечений провідною шестернею 11. Ведуча шестерня 11 зачіпляється із зубчастим вінцем 12, який зв'язаний з обертальною обпалювальною піччю, 13 за допомогою пластин 14, тангенціально підтримуваних по периферії обертальної обпалювальної печі 13. Ведуча шестерня 11 утримується в стані зачеплення із зубчастим вінцем 12 за допомогою доріжок 23, що розповсюджуються по зовнішній стороні зубчастого вінця 12. Ролики 15, що рухаються по внутрішній периферії зубчастого вінця, забезпечують контакт зубчастого вінця з провідною шестернею при зворотному ході або зупинці обертальної обпалювальної печі. Теплове розширення або стиснення, так само як і регулярна осьова рухливість обертальної обпалювальної печі, можуть призвести до зсуву зубчастого вінця 12 у напрямі подвійної стрілки 22. Передача 6, рух якої прямує по зубчастому вінцю доріжками 23, слідує за вказаними вище рухами, що визначають зсув. Передача за допомогою свого зубчастого колеса 7 зачіпляється з приводною провідною шестернею 5 із забезпеченням зсуву в осьовому напрямі таким чином, що обертальна обпалювальна піч приводиться в дію незалежно від положення осьового зсуву зубчастого вінця 12. Той факт, що ширина приводної провідної шестерні 5 перевищує ширину зубчастого колеса 7, гарантує зачеплення по всьому шляху зсуву. Фіг. 2 ілюструє перетин в перспективі по лінії ІІ-ІІ на фіг. 1, де явно є видимим опорний стрижень 16, який прихований передачею 6 на фіг. 1. Опорний стрижень 16 встановлений в одноосному шарнірі 17 з боку передачі. З боку опори 19 опорний стрижень 16 встановлений на опорі 19 за допомогою двовісного шарніра 18. Опорний стрижень 16 приймає на себе вагу 2 UA 101082 C2 5 10 15 передачі 6, абсорбуючи силу, створювану крутним моментом приводу. Це дозволяє руху передачі слідувати за рухом зубчастого вінця 12 при тепловому розширенні або в інших ситуаціях. На фіг. 3 зображена зона зачеплення приводної провідної шестерні 5, розташованої на приводному валові 4, із зубчастим колесом 7. Ширина зубчастого колеса 7 позначена позицією 20, а ширина приводної провідної шестерні 5 позначена позицією 21. Ступінь осьового зсуву у напрямі подвійної стрілки 22 розраховується як різниця значень ширини 20 і 21, при цьому відхилення в будь-якому напрямі відповідає половині вказаної різниці. Фіг. 4 ілюструє пластини 14, які тангенціально підтримуються по периферії обертальної обпалювальної печі 13 і сполучають обертальну обпалювальну піч 13 з приведеним у рух зубчастим вінцем 12. Завдяки пружним властивостям пластин 14, досить просто забезпечується компенсація будь-якого теплового розширення обертальної обпалювальної печі. Довжина тангенціальних пластин вибрана такою, щоб забезпечити їх приєднання до обертальної обпалювальної печі різних розмірів в межах області застосування. Товщина і форма тангенціальних пластин використовуються як змінні в розрахунку крутного моменту при постійному діаметрі обпалювальної печі і змінюються так, щоб запобігти збудженню власних частот будь-якої з частин приводу в діапазоні робочих швидкостей. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Пристрій для передачі крутного моменту на обертальну обпалювальну піч (13), що включає приводний вал (4), який одержує обертання від електродвигуна (1) і має ведучу шестірню (5), що приводить у рух зубчастий вінець (12), зв'язаний з обертальною обпалювальною піччю (13), який відрізняється тим, що ведуча шестірня (5) встановлена із можливістю приводу у рух зубчастого вінця (12) через проміжну передачу (6), причому зубчасте колесо (7) передачі (6) зачіпляється з ведучою шестірнею (5) з можливістю зсуву в осьовому напрямі. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ширина (20) зубчастого колеса (7) передачі (6), що зачіпляється з ведучою шестірнею (5), менша за ширину (21) ведучої шестірні (5). 3. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що ведуча шестірня (11) передачі (6) при приведенні в рух зачіпляється із зубчастим вінцем (12). 4. Пристрій за п. 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що передача (6) опирається на стаціонарну конструкцію (19) за допомогою опорного стрижня (16). 5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що опорний стрижень (16) забезпечує принаймні одновісний, переважно двовісний, зсув передачі (6). 6. Пристрій за п. 4 або 5, який відрізняється тим, що кінці опорного стрижня (16) кожен шарнірно зв'язаний з передачею (6) і стаціонарною конструкцією (19). 7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що вісь повороту поворотного шарнірного з'єднання опорного стрижня (16) розташована паралельно осі повороту обертальної обпалювальної печі (13). 8. Пристрій за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що принаймні одна вісь повороту поворотного шарнірного з'єднання опорного стрижня (16) розташована перпендикулярно осі повороту обертальної обпалювальної печі (13). 9. Пристрій за будь-яким із пп. 5-8, який відрізняється тим, що опорний стрижень (16) містить двовісний шарнір (18) з боку стаціонарної конструкції (19) і одновісний шарнір (17) з боку передачі. 10. Пристрій за будь-яким із пп. 1-9, який відрізняється тим, що принаймні один універсальний шарнір (3) розміщений між приводним валом (4) і приводним електродвигуном (1). 11. Пристрій за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що передача (6) включає направляючий пристрій, який взаємодіє із зубчастим вінцем (12) та/або обпалювальною обертальною піччю (13) таким чином, що передача (6) йде за осьовими, а в окремих випадках за радіальними рухами зубчастого вінця (12). 12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що направляючі пристрої включають доріжки (23), розташовані на передачі (6), зокрема на валу (8), і направлені по зовнішній периферії зубчастого вінця (12). 13. Пристрій за будь-яким із пп. 1-12, який відрізняється тим, що зубчастий вінець (12) зв'язаний з обертальною обпалювальною піччю (13) за допомогою пластин (14), тангенціально підтримуваних по периферії обертальної обпалювальної печі (13). 14. Пристрій за будь-яким із пп. 1-13, який відрізняється тим, що передача (6) встановлена з можливістю зсуву в осьовому напрямі (22) приблизно на 160 мм. 3 UA 101082 C2 4 UA 101082 C2 5 UA 101082 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 6