инерционно-импульсный привод вращения

Формула изобретения

Инерционно-импульсный привод вращения, содержащий установленные на основании двигатель и редуктор с соосными входным и выходными валами, причем в корпусе редуктора размещены центральное зубчатое колесо с наружными зубьями, связанные с ним сателлиты с неуравновешенными грузами и центральное зубчатое колесо с внутренними зубьями, жестко связанное с корпусом редуктора, отличающийся тем, что корпус редуктора установлен на основании с помощью упругих элементов, а входной вал редуктора жестко связан с валом двигателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано как автоматический привод в рабочих машинах, например как привод вращения рабочего органа бурильных машин.

Известна планетарная передача (Планетарные передачи. Справочник /В.Н.Кудрявцев, Ю.Н.Кирдяшев, Е.Г.Гинзбург и др. - М., 1977. - 16 с./), включая два последовательно соединенных планетарных механизма, каждый из которых включает центральные колеса, сателлиты, водило.

Недостатком данной планетарной передачи является низкий КПД, обусловленный наличием на ведомом валу только статического момента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является инерционно-импульсный привод вращения (А.С. СССР № 1286860, F16H 33/14, заявл. 15.07.83), включающий установленные на основании двигатель и редуктор с соосными входным и выходным валами, причем в корпусе редуктора размещены центральное зубчатое колесо с наружными зубьями, связанные с ним сателлиты с неуравновешенными грузами и центральное зубчатое колесо с внутренними зубьями, жестко связанное с корпусом. Входной вал редуктора связан с валом двигателя через упругий элемент.

По сравнению с аналогом в прототипе на сателлиты устанавливаются неуравновешенные грузы. При вращении этих неуравновешенных сателлитов на выходном валу привода создаются не только статический, но и динамический момент. При этом динамические нагрузки передаются элементам привода, часть которых гасится упругим элементом, связывающим вал двигателя и входной вал редуктора. Однако этого гашения недостаточно, чтобы снять все динамические нагрузки, которые возникают на приводе. Часть динамических нагрузок через центральное колесо с внутренними зубьями передается к корпусу редуктора, в результате чего может произойти поломка корпуса. Это приводит к уменьшению надежности привода.

Задачей изобретения является повышение надежности привода.

Поставленная задача достигается тем, что инерционно-импульсный привод вращения содержит установленные на основании двигатель и редуктор с соосными входным и выходными валами. В корпусе редуктора размещены центральное колесо с наружными зубьями, связанные с ним сателлиты с неуравновешенными грузами и центральное зубчатое колесо с внутренними зубьями, жестко связанное с корпусом редуктора. Новым в приводе является установка корпуса редуктора на основании свободно, причем корпус связан с основанием посредством упругих элементов. Входной вал редуктора жестко связан с валом двигателя.

При такой установке корпуса все динамические нагрузки, возникающие при вращении сателлитов с неуравновешенными грузами и передающиеся через взаимодействующее с ними зубчатое колесо с внутренними зубьями на колесо редуктора, гасятся упругими элементами. В связи с этим происходит повышение надежности привода.

На чертеже изображена кинематическая схема инерционно-импульсного привода вращения.

Привод состоит из двигателя 1, жестко закрепленного на основании 2, и трехступенчатого планетарного редуктора, установленного на основании 2 свободно. Корпус 3 редуктора связан с основанием 2 посредством пружин 4. Редуктор включает три последовательно соединенных планетарных механизма, образуя три его ступени. Каждая ступень редуктора включает центральное зубчатое колесо 5 с наружными зубьями, взаимодействующие с ним сателлиты 6 с неуравновешенными грузами 7 и центральное зубчатое колесо 8 с внутренними зубьями, взаимодействующее с сателлитами 6 и жестко связанное с корпусом 3 редуктора. Сателлиты 6 связаны с водилом 9.

Водила 9 первой и второй ступени жестко связаны с центральными колесами 5 соответственно второй и третьей ступени. Водило третьей ступени жестко связано с выходным валом 10. Входной вал 11 и вал двигателя 1 соединены жестко.

Привод вращения работает следующим образом.

При включении двигателя 1 вращение через центральное зубчатое колесо 5 первой ступени передается сателлитам 6 с неуравновешенными грузами 7. При этом на водило 9 воздействуют создаваемые неуравновешенными сателлитами 6 импульсы знакопеременных моментов. Импульс, действующий по направлению вращения центрального колеса 5, считается положительным, а импульс противоположного знака - отрицательным. В положительной части цикла импульс знакопеременного момента, слагаясь со статическим моментом, передается на центральное колесо 5 второй ступени. При этом сателлиты 6 с неуравновешенными грузами 7 второй ступени также создают на водиле 9 импульс знакопеременного момента, который передается центральному колесу 5 третьей ступени. А на водило 9 третьей ступени будет действовать импульс момента, создаваемого при вращении сателлитов 6 с неуравновешенными грузами 7 третьей ступени. Таким образом, динамический момент на выходном валу привода включает динамические моменты, созданные сателлитами 6 с неуравновешенными грузами 7 всех трех ступеней.

Часть динамических нагрузок, возникающих при вращении сателлитов 6 с неуравновешенными грузами 7, передается через зубчатое колесо 8 к корпусу 3 редуктора.

Эти динамические нагрузки гасятся пружинами 4.

При остановке выходного вала 10, например при заклинивании рабочего органа бурильной машины, происходит предотвращение поломки привода. Так как корпус редуктора установлен на основании свободно, при работе двигателя происходит проворот корпуса 3 редуктора.

По сравнению с прототипом предлагаемый привод обладает большей надежностью, так как возникающий при вращении сателлитов с неуравновешенными грузами динамический момент гасится пружинами, посредством которых корпус связан с основанием.