привод заборного органа щебнеочистительной машины

Формула изобретения

Привод заборного органа щебнеочистительной машины, содержащий электродвигатель, зубчатую компенсирующую муфту, входное зубчатое колесо которой закреплено на валу ротора электродвигателя, сцепную многодисковую фрикционную муфту с электромагнитным управлением, редуктор, состоящий из входной ступени, выполненной в виде многозвенного зубчатого механизма, и выходной ступени, выполненной на базе многорядной многопоточной планетарной передачи, содержащей входной центральный вал-шестерню с внешними зубьями, соединенный посредством зубчатого кардана с выходным зубчатым колесом входной ступени, неподвижное многовенцовое центральное зубчатое колесо с внутренними зубьями, ряды сателлитов по числу венцов многовенцового центрального колеса и выходной вал-водило, на котором закреплен блок приводной звездочки, отличающийся тем, что входная и выходная ступени редуктора расположены каждая в своем корпусе, при этом входная ступень дополнительно содержит по крайней мере одно паразитное зубчатое колесо и входную шестерню, выполненную пустотелой и закрепленной на обойме сцепной муфты, несущей внешние фрикционные диски, причем зубчатая компенсирующая муфта установлена соосно входной шестерни внутри ее полости, выходное зубчатое колесо зубчатой компенсирующей муфты закреплено на валу сцепной муфты, несущем внутренние фрикционные диски, корпус выходной ступени и корпус сцепной муфты установлены по одну сторону корпуса входной ступени, а электродвигатель установлен на корпусе входной ступени с противоположной им стороны, при этом блок приводной звездочки цепи заборного органа выполнен со сменным зубчатым венцом, который фиксируется посредством штифтов и болтов на ступице, закрепленной на выходном валу-водиле, и обращен к корпусу выходной планетарной ступени.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному оборудованию, используемому при ремонте железнодорожного пути для непрерывной вырезки, транспортировки и очистки щебня, а именно используется в заборных органах, преимущественно автономных щебнеочистительных машин.

Заборный орган щебнеочистительной машины представляет собой бесконечную баровую цепь с консольно закрепленными на ней скребками, оснащенными резцами-рыхлителями. При этом баровая цепь перемещается в желобе и приводится в движение приводной звездочкой, установленной на выходе автономного привода, по принципу действия и конструктивному исполнению, аналогичному блокам приводов скребковых, ленточных и других машин непрерывного исполнения.

Известен блок привода конвейера, включающий электродвигатель, коническо-цилиндрический редуктор с размещенным в его корпусе стаканом и связанный с ним планетарный редуктор с установленным в корпусе на подшипниках входным и выходным валами, водилом, сателлитами, центральным зубчатым колесом и зубчатым колесом с внутренним зацеплением, при этом входной вал связан с центральным зубчатым колесом посредством зубчатой муфты (патент РФ N 2058255, МПК 6 B 65 G 23/00, 20.04.96).

Известен привод скребкового конвейера, содержащий электродвигатель, зубчатую компенсирующую муфту, входное зубчатое колесо которой закреплено на валу ротора электродвигателя, сцепную многодисковую фрикционную муфту с электромагнитным управлением, редуктор, состоящий из входной ступени, выполненной в виде многозвенного зубчатого механизма, и выходной ступени, выполненной на базе многорядной многопоточной планетарной передачи, содержащей входной центральный вал-шестерню с внешними зубьями соединенный посредством зубчатого кардана с выходным зубчатым колесом входной ступени, неподвижное многовенцовое центральное зубчатое колесо с внутренними зубьями, ряды сателлитов по числу венцов многовенцового центрального колеса и выходной вал-водило, соединенный с полым валом. На полом валу закреплены зубчатые колеса, разнесенные на фиксированном расстоянии, соединенные соответственно зубчатыми карданами с выходным валом-водилом редуктора и входным валом блока приводной звездочки. Привод снабжен также устройством измерения крутящего момента, соединенным с блоком управления электромагнитной муфты (патент РФ N 2087396, МПК 6 B 65 G 23/26, 20.08.97).

Эти приводы характеризуются подводом больших мощностей быстроходными однопоточными трансмиссиями на входе привода и многократным редуцированием параметров вращательного движения с многопоточной передачей мощности на его выходе. Это позволяет обеспечить высокий уровень энерговооруженности и производительности машин, в которых данные приводы используются. Так использование этих приводов в заборных органах щебнеочистительных машин с электродвигателями мощностью 300-500 кВт обеспечивает им производительность более чем 1000 м³ очищаемого щебня в час.

Однако данные приводы не применялись в заборных органах щебнеочистительных машин из-за больших габаритов.

В этих приводах ось электродвигателя перпендикулярна оси выходного звена привода, а их длина, как минимум, определяется длиной двигателя, длиной компенсирующей зубчатой муфты, длиной пускового устройства и длиной входной ступени редуктора, что при вышеназванной мощности электродвигателя в сумме составляет 3-5 м. Размеры привода по высоте определяются шириной входной ступени, длиной выходной ступени и длиной блока приводной звездочки. При ограниченных стандартных размерах автономной платформы щебнеочистительной машины, данные приводы не могут использоваться из-за больших размеров по длине. Кроме того, последовательное расположение на одной оси компенсирующей зубчатой муфты, сцепной муфты и входного звена входной ступени редуктора требует увеличения его размеров и использование дополнительных опор, что существенно усложняет конструкцию привода и снижает надежность его работы.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение габаритов привода как по длине, так и по высоте с обеспечением высокого уровня его энерговооруженности и производительности за счет уплотнения компоновки его элементов, что позволяет вписывать его в ограниченные стандартными размерами платформы щебнеочистительной машины с автономной электростанцией (системой: генератор-двигатель) при ограниченной ее мощности, обеспечивая при этом производительность заборного органа щебнеочистительной машины от 1000 м³ и более очищаемого щебня в час. Кроме того, заявленная конструкция повышает надежность работы привода путем уменьшения длины валов передаточных механизмов и приближения моментопередающих элементов привода к точкам их опор за счет оптимальной компоновки его элементов.

Поставленная задача решается тем, что в приводе заборного органа щебнеочистительной машины, содержащем электродвигатель, зубчатую компенсирующую муфту, входное зубчатое колесо которой закреплено на валу ротора электродвигателя, сцепную многодисковую фрикционную муфту с электромагнитным управлением, редуктор, состоящий из входной ступени, выполненной в виде многозвенного зубчатого механизма, и выходной ступени, выполненной на базе многорядной многопоточной планетарной передачи, а также блок приводной звездочки, входная и выходная ступени редуктора расположены каждая в своем корпусе. При этом входная ступень дополнительно содержит, по крайней мере, одно паразитное зубчатое колесо и входную шестерню, выполненную пустотелой и закрепленной на обойме сцепной муфты, несущей внешние фрикционные диски. Внутри полости входной шестерни соосно с ней установлена зубчатая компенсирующая муфта, выходное зубчатое колесо которой закреплено на валу сцепной муфты, несущем внутренние фрикционные диски. Выходная ступень редуктора привода выполнена на базе многорядной многопоточной планетарной передачи, содержащей входной центральный вал-шестерню с внешними зубьями, соединенный посредством зубчатого кардана с выходным зубчатым колесом входной ступени, неподвижное многовенцовое центральное зубчатое колесо с внутренними зубьями, ряды сателлитов по числу венцов многовенцового центрального колеса и выходной вал-водило, на котором закреплен блок приводной звездочки. Причем корпус выходной ступени и корпус сцепной муфты установлены по одну сторону корпуса входной ступени, а электродвигатель установлен на корпусе входной ступени с противоположной им стороны. Кроме того, блок приводной звездочки цепи заборного органа выполнен со сменным зубчатым венцом, который фиксируется посредством штифтов и болтов на ступице, закрепленной на выходном валу-водиле планетарной передачи с обращением зубчатого венца к корпусу выходной ступени.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема, а на фиг. 2 - продольный разрез привода заборного органа щебнеочистительной машины.

Привод содержит электродвигатель 1, компенсирующую муфту 2, сцепную многодисковую фрикционную муфту 3 с электромагнитным управлением, размещенную в отдельном корпусе 4, а также редуктор, выполненный из входной 5 и выходной 6 ступеней, размещенные каждая в отдельном корпусе соответственно 7 и 8. Кроме того, привод содержит блок приводной звездочки 9.

Корпус 4 сцепной фрикционной муфты 3 и электродвигатель 1 закреплены соосно на корпусе 7 входной ступени 5 редуктора на противоположных его сторонах. Корпус 8 выходной ступени 6 редуктора закреплен на корпусе 7 входной ступени 5 со стороны крепления сцепной фрикционной муфты 3 и параллельно ей.

Входное зубчатое колесо 10 зубчатой компенсирующей муфты 2 закреплено на валу ротора электродвигателя 1. Для компенсации как перекоса осей, так и их несоосности необходимо преимущественно использовать трехэлементную компенсирующую муфту 2 с промежуточным звеном 11 и выходным зубчатым колесом 12. Выходное зубчатое колесо 12 компенсирующей муфты 2 закреплено на валу 13 сцепной фрикционной муфты 3, несущим внутренние фрикционные диски 14. На обойме 15 сцепной фрикционной муфты 3, несущей внешние фрикционные диски 16, закреплена входная шестерня 17 входной ступени 5 редуктора, выполненной в виде многозвенного зубчатого механизма с неподвижными осями (в виде рядовой зубчатой передачи). Входная шестерня 17 выполнена пустотелой для размещения в ее полости 18 компенсирующей муфты 2 и прохождения через полость 18 соединяемых компенсирующей муфтой 2 вала электродвигателя 1 и вала 13 сцепной фрикционной муфты 3. Входная шестерня 17 кинематически связана посредством паразитного колеса 19 с выходным зубчатым колесом 20 первой входной ступени 5 редуктора. Причем паразитных колес 20 может быть более чем одно, и их количество определяется необходимостью обеспечения заданного расстояния межосевого расстояния между входной и выходной ступенями редуктора, обеспечивающего оптимальную компоновку привода. Выходная ступень 6 редуктора выполнена в виде многорядной многопоточной планетарной передачи. Входной центральный вал-шестерня 21 выходной планетарной передачи посредством зубчатого кардана 22 соединен с выходным зубчатым колесом 20 первой входной ступени 5 редуктора. Планетарная ступень содержит также неподвижное многовенцовое (например, двухвенцовое) центральное зубчатое колесо 23 с внешними зубьями, ряды сателлитов 24 по числу венцов зубчатого колеса 23 и выходной вал-водило 25. Блок приводной звездочки выполнен в виде сменного зубчатого венца 26, который крепится посредством штифтов и болтов на ступице 27. Ступица 27 крепится на выходном валу-водиле 25 с обращением сменного зубчатого венца 26 к корпусу 8 выходной планетарной ступени 6 редуктора.

Приводная звездочка 26 кинематически связана со звеньями 28 баровой цепи, несущей скребки 29 с рыхлителями 30 заборного органа щебнеочистительной машины.

Привод крепится на платформе щебнеочистительной машины посредством кронштейнов (на чертеже не показано), при этом электродвигатель 1 расположен в верхней части, а приводная звездочка обращена к платформе.

Привод заборного органа щебнеочистительной машины работает следующим образом.

При отключенной сцепной фрикционной муфте 3 подается напряжение на электродвигатель 1, который вхолостую выводится на стационарную характеристику. В этом случае вращение от электродвигателя 1 передается через входное 10 и выходное 12 зубчатые колеса компенсирующей зубчатой муфты, далее валу 13 сцепной фрикционной муфты 3 и ее внутренним фрикционным дискам 14.

Для включения заборного органа подается напряжение на катушку 31 сцепной фрикционной муфты 3, в этом случае внешние фрикционные диски 16 сцепляются с внутренними фрикционными дисками 14 и вращение от них передается обойме 15 сцепной фрикционной муфты 3. Полный нагрузочный момент далее с обоймы 15 передается на входную пустотелую шестерню 17 первой входной ступени 5, которая закреплена на обойме 15 сцепной фрикционной муфты 3 и охватывает компенсирующую зубчатую муфту 2.

На первой входной рядовой зубчатой ступени мощность передается с большой скоростью и малым увеличением момента посредством входной шестерни 17, паразитного зубчатого колеса 19 и выходного зубчатого колеса 20. Это позволяет компоновать данную ступень с малыми габаритами по высоте и обеспечить заданные габариты по ширине, используя несколько паразитных колес 19.

Во второй многопоточной многорядной планетарной ступени 6 происходит многократное уменьшение скорости и соответственно многократное увеличение момента на выходном валу-водиле 25. При этом вращательный момент от выходного зубчатого колеса 20 входной ступени 5 через зубчатый кардан 22 передается центральному входному валу-шестерни 21, а далее по планетарной передаче: неподвижное многовенцовое центральное зубчатое колесо 23 с внешними зубьями, ряды сателлитов 24 по числу венцов зубчатого колеса 23 передается выходному валу-водиле 25.

Блок приводной звездочки 9 выполняется со сменными зубчатыми венцами 26 с разными числами зубьев, что позволяет при их смене изменять скоростной режим и производительность заборного органа.

Закрепление ступицы 27 на выходном валу-водиле 25 с обращением сменного зубчатого венца 26 к корпусу 8 выходной планетарной ступени 6 редуктора позволяет как уменьшить высоту выходной ступени, так и приблизить точку приложения нагрузки к приводной звездочке к точке опоры (подшипники 32) выходного вала-водила 25, что повышает надежность работы привода.

Заявленная компоновка привода заборного органа щебнеочистительной машины, в которой ось электропривода параллельна оси выходного звена, позволяет существенно уменьшить длину привода, определяемую лишь габаритами (шириной) входной ступени, что почти в два раза меньше, чем у прототипа при той же мощности. Хотя при этом увеличивается высота привода, однако она не превышает 2 м и вписывается в лимитированные размеры щебнеочистительной машины за счет того, что компенсирующая зубчатая муфта 2 размещена в полости 18 пустотелой входной шестерни 17. Уменьшение высоты привода достигается также за счет того, что сцепная муфта 3 размещена на входной ступени 5 с противоположной стороны по отношению к его стороне, на которой закреплен электродвигатель 1. Как уже говорилось выше, закрепление ступицы 27 на выходном валу-водиле 25 с обращением сменного зубчатого венца 26 к корпусу 8 выходной планетарной ступени 6 редуктора также позволяет уменьшить высоту привода.

Привод с заявленной компоновкой найдет широкое применение в машинах непрерывного транспорта с ограниченными (лимитированными) габаритами, в том числе щебнеочистительных. Данный привод разрабатывался специально для щебнезаборных органов автономных щебнеочистительных машин со стандартными размерами платформы с обеспечением производительности заборного органа от 1000 м³ в час и более.