механизм поворота

Формула изобретения

1. Механизм поворота, содержащий гидромотор, на валу которого установлено водило с, по крайней мере, одновенцовыми сателлитами, входящими в зацепление с двумя коронными колесами, первое из которых, неподвижное, закреплено в корпусе редуктора, а второе, подвижное, связано с выходным валом или выполнено с ним одной деталью, отличающийся тем, что подвижное коронное колесо установлено в одном подшипнике качения и одном подшипнике скольжения, причем рабочей, подвижной поверхностью подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, а неподвижной поверхностью является внутренняя поверхность корпуса редуктора.

2. Механизм поворота по п.1, отличающийся тем, что для случая аварийного отключения основного привода водило имеет зубчатый венец, в зацепление с которым может входить пробка-шестерня, которая устанавливается в данном случае в отверстие заливной пробки и может вращаться с помощью гаечного ключа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к узлам грузоподъемных машин, а именно к поворотным механизмам подъемников, кранов и кранов-манипуляторов, в частности для поворота поворотных платформ подъемников (вышек) и стреловых самоходных кранов.

Известен механизм поворота, содержащий приводной двигатель, вал которого кинематически связан с ведущим валом выполненного в виде модуля планетарного редуктора, имеющего ведомый вал и включающего в себя солнечную шестерню на ведущем валу, два коронных колеса, первое из которых закреплено в корпусе редуктора, а второе, выполненное с торцевой дисковой поверхностью, связано с ведомым валом, сателлит, выполненный, по крайней мере, одновенцовым и закрепленный с указанными коронными колесами и солнечной шестерней, а также тормоз для связи вала приводного двигателя с корпусом редуктора (см. авторское свидетельство СССР №424804, В66С 23/84, опубл. 1974 г.).

Конструкция этого механизма поворота представляет собой пример обычного проектирования, в основу которого положен принцип функционирования механизма. В связи с этим для решения задачи ремонтопригодности все узлы механизма связаны между собой соединительными муфтами валами. В таком виде механизм представляет собой пространственно разнесенную систему с повышенными массогабаритными показателями. Использование такого механизма на конкретном грузоподъемном устройстве приводит к необходимости решать ряд компоновочных прикладных задач по увязке механизма с агрегатами объекта, смонтированными по иной компоновочной схеме.

Кроме того, известен планетарный редуктор, построенный по кинематической схеме ЗК, описанной в кн. "Планетарные передачи", Справочник под ред. д.т.н. В.Н.Кудрявцева и Ю.Н.Кирдяшева. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1977, стр.159, рис.9.2. Механизмы такого типа могут использоваться как с одновенцовыми сателлитами, так и с двухвенцовыми сателлитами и позволяют реализовывать широкий диапазон разновариантных схем на базе стандартного набора звеньев. Но независимо от реализованного варианта видно, что в каждой схеме присутствует водило, выполненное общим как для первой, так и для второй ступеней, которое установлено на отдельных подшипниках. В данной конструкции водило и коронная шестерня выходного вала установлены на подшипниках качения.

Основным недостатком описанного планетарного редуктора является наличие двух подшипников качения у водила, двух подшипников качения на выходном валу. Кроме того, сам тормоз по конструкции представляет собой сложный механизм, состояние тормозных дисков которого определяет надежность его работы. В связи с этим целесообразно было бы отказаться от тормоза в планетарном редукторе для поворота грузоподъемных платформ. Другим недостатком описанной схемы планетарного редуктора является то, что для осуществления поворота платформы в аварийной ситуации, когда вышла из строя энергетическая установка, необходимо иметь автономную гидравлическую установку, которая будет заменять основную насосную установку.

Настоящим изобретением решается техническая задача по исключению отдельных подшипников водила (водило посажено на вал гидромотора), используются подшипники выходного вала гидромотора. Также в предлагаемом решении на выходном валу используется только один подшипник качения, второй подшипник заменен подшипником скольжения, причем в качестве одной из поверхностей трения используется наружная поверхность подвижного коронного колеса. В известных решениях эта поверхность не несла такой функциональной нагрузки, как опорная поверхность подшипника. В результате исключения одного подшипника качения уменьшаются габаритные размеры и масса редуктора, а использование тонкостенного подшипника скольжения не увеличивает линейные размеры редуктора. Дополнительно настоящим изобретением решается вопрос вращения редуктора при выходе из строя энергетической установки. Это достигается путем нарезания на водиле зубчатого венца и установки вместо заливной пробки специальной пробки-шестерни, вращая которую гаечным ключом осуществляется вращение планетарного редуктора. Другим достоинством нового изобретения является отсутствие тормоза (дискового или колодочного) как узла (т.е. редуктору не требуется тормоз), так как используется планетарный механизм с одновенцовым сателлитом по схеме 3К, который в комплексе с КПД гидромотора является самотормозящимся (эффект червячного редуктора). Достигаемый при этом технический эффект заключается в упрощении конструкции и повышении ее надежности и эффективности при уменьшении массогабаритных показателей.

Таким образом, поставленная задача достигается тем, что механизм поворота, содержащий гидромотор, на валу которого установлено водило с, по крайне мере, одновенцовыми сателлитами, входящими в зацепление с двумя коронными колесами, первое из которых, неподвижное, закреплено в корпусе редуктора, а второе, подвижное, связано с выходным валом или выполнено с ним одной деталью и установлено в одном подшипнике качения и одном подшипнике скольжения, причем рабочей, подвижной поверхностью подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, а неподвижной поверхностью является внутренняя поверхность корпуса редуктора.

В одном из вариантов выполнения механизма поворота, для случая аварийного отключения основного привода, водило имеет зубчатый венец, в зацепление с которым может входить пробка-шестерня, которая устанавливается в данном случае в отверстие заливной пробки и может вращаться с помощью гаечного ключа.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического эффекта указанной совокупностью существенных признаков.

На чертеже изображен продольный разрез конкретного механизма поворота для автогидроподъемника.

Механизм поворота, например, для автогидроподъемника содержит гидромотор 1, закрепленный на корпусе 2, в общем случае представляющем собой корпус планетарного редуктора, в данном случае выполненного составным. Планетарный редуктор имеет выходной вал 3, выполненный одной деталью с подвижным коронным колесом. На выходном валу 3 закрепляется шестерня для зацепления с ответным элементом поворотной платформы (не показана).

Планетарный ряд редуктора содержит водило 4 на валу гидромотора (входном валу), которое кинематически связано с неподвижным коронным колесом 5 и подвижным коронным колесом 3 в виде диска через, по меньшей мере, один сателлит 6, выполненный одновенцовым или двухвенцовым (на фиг.1 показан сателлит одновенцовый). По меньшей мере, один сателлит смонтирован на водиле, входит в зацепление с обоими коронными колесами и находится на одном уровне с входным валом гидромотора, что позволяет уменьшить вертикальный размер механизма.

Выходной вал 3 выполнен за одно с подвижным коронным колесом (одной деталью) и установлен на двух подшипниках, один из которых является подшипником скольжения, причем рабочей, подвижной поверхностью подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, что позволяет дополнительно уменьшить вертикальный размер механизма поворота. Неподвижной поверхностью подшипника скольжения является внутренняя поверхность корпуса редуктора.

В аварийной ситуации, когда гидромотор не может вращаться, для возможности поворота выходной шестерни механизма при отказе энергетической установки поворотной платформы (например, выход из строя насоса гидросистемы) на место заливной пробки 7 редуктора устанавливается пробка-шестерня 8 с шестигранной головкой под гаечный ключ, которая входит в зацепление с зубчатым венцом 9, нарезанным (или закрепленном) на водиле 4. Вращая пробку-шестерню 8, осуществляют вращение планетарного редуктора.

Механизм поворота поворотной платформы автогидроподъемника работает следующим образом.

При подаче рабочего давления на гидромотор 1 начинает вращаться водило 4. От вращения водила начинают вращаться сателлиты, которые, взаимодействуя с неподвижным коронным колесом 5, приводят во вращение подвижное коронное колесо 3, которое установлено на подшипниках скольжения и качения. Такое исполнение позволяет существенно уменьшить массогабаритные параметры редуктора и повысить срок службы.

Исключение одного подшипника качения и применение вместо него подшипника скольжения с уменьшением габаритов редуктора, позволило упростить конструкцию редуктора с сохранением функций подшипника за счет использования в качестве поверхностей подшипника скольжения наружной поверхности подвижного коронного колеса и внутренней поверхности корпуса редуктора.

В традиционных редукторах выходной вал установлен, как правило, на двух подшипниках качения, каждый из которых имеет высоту. Исключение в предлагаемой конструкции одного подшипника качения и замена его на подшипник скольжения позволили сэкономить высоту редуктора и улучшить массогабаритные показатели, повысив при этом ресурс подшипникового узла, так как одной из поверхностей подшипника скольжения является наружная поверхность подвижного коронного колеса, которая ранее никак не использовалась и к тому же имеет большую опорную поверхность по конструктивным особенностям планетарного редуктора. Такое конструктивное решение подшипникового узла низкооборотного коронного колеса существенно повышает надежность и долговечность редуктора, работающего в режиме больших нагрузок частой сменой направления вращения.

Использование водила, которое так же установлено без подшипников, а напрессовано на вал гидромотора, также позволяет уменьшить вес редуктора.

Использование дополнительного зубчатого венца на водиле позволяет вращать редуктор в аварийных ситуациях, когда не работает гидромотор. Использование такой конструкции позволяет отказаться от использования на грузоподъемных устройствах, где используется редуктор поворота, от автономных гидростанций для складывания оборудования в транспортное положение при отказе основной энергетической установки.

Использование планетарной передачи с одновенцовым сателлитом по схеме ЗК, в комплексе с КПД гидромотора приводит к достижению эффекта самоторможения, что проверено на опытных образцах и позволяет отказаться от тормоза как отдельного узла.

Исключение подшипников, тормоза со своим приводом и аварийной гидростанции, наиболее сложных и недолговечных деталей и узлов, позволило получить компактную установку с многофункциональным назначением части звеньев, т.е. с совмещением одной деталью по меньшей мере двух функций.