用于垂直碾磨機的傳動裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于垂直碾磨機的傳動裝置。該傳動裝置包括可圍繞垂直的旋轉軸線旋轉的中心軸，其具有抗扭地布置在其上的正齒輪，其中中心軸與傳動裝置的傳動法蘭旋轉地耦合。傳動裝置包括一個或多個具有相應的傳動齒輪對的傳動器單元，傳動齒輪對在從動側分別具有用于嚙合到中心軸的正齒輪中的小齒輪。一個或多個傳動器單元的傳動齒輪對相應地垂直地布置在傳動法蘭下。一個或多個傳輸機構單元相應地如下布置在滑動裝置上，即從動側的小齒輪通過借助于滑動裝置滑動相應的傳動器單元能夠與中心軸的正齒輪嚙合和脫離嚙合。
【專利說明】
用于垂直碾磨機的傳動裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種用于垂直碾磨機的傳動裝置。
【背景技術】
[0002 ] 垂直碾磨機在建材工業和煤處理中用于碾碎石灰石、煤渣、爐渣、石灰、石膏和煤。
[0003]EP 2511010 Al (西門子公司)17.10.2012中描述了一種傳統的錐齒輪行星傳動系。該傳動系包括殼體，在該殼體處支承有能與馬達連接的驅動軸。具有水平的旋轉軸線并且經由滾動軸承支承在殼體中的驅動軸從殼體中伸出，并且能夠借助于耦合器經由棱鍵連接與馬達軸連接。在驅動軸的另一個自由的端部處構造小錐齒輪，其與保持在垂直延伸的中間軸處的錐齒輪嚙合。中間軸又驅動行星傳動系，其從動器旋轉地與磨盤耦合。
[0004]WO 2008049545 Al(Gebr.Pfeiffer股份公司)02.05.2008描述了一種用于滾乳碾磨機的主動的冗余的驅動系統。通過布置多于兩個驅動器保證至少兩個驅動器的持續可用性，其中至少兩個驅動器產生滾乳碾磨機需要的磨機功率。驅動器具有各一個小齒輪，其與布置在磨盤下的齒圈嚙合。每個驅動模塊包括電動機、耦合器和錐正齒輪傳動器，并布置在底座上作為傳輸單元。在驅動器故障時，該驅動器能夠在滑架上從齒嚙合中取出，無需中斷研磨過程。
[0005]為了盡可能補償由運行決定的在小齒輪的軸和齒圈的軸之間的角偏差，小齒輪必須可傾斜移動地支承。此外，由小齒輪和齒圈形成的齒嚙合的油潤滑僅成本耗費地相對于外部環境密封。
[0006]EP 2025409 Al (Loesche有限公司)18.02.2009描述了一種用于滾乳碾磨機的碾磨傳動機構，其具有用于力輸入的錐齒輪級和至少一個用于碾磨盤側的力輸出的行星齒輪級。錐齒輪級具有代替唯一的大驅動器的多個單獨的驅動器和相應的小錐齒輪，其為了共同嚙合到錐齒輪中而布置。
[0007]如在EP2025409 Al中描述的，具有多個單獨的驅動器的錐齒輪級需要進行調整，以實現錐齒輪的齒面的充足的齒面和與其嚙合的小錐齒輪的齒面接觸區。這種調整通常通過軸向移動所涉及的軸來實現。對于所有嚙合的小錐齒輪的錐齒輪軸的調整決定了一種妥協，其不是對于所有的小錐齒輪來說具有最佳的齒面接觸區和由此在錐齒輪級的工作效率方面受到限制。因此部件為了補償必須相應地過度地設計尺寸。在這一點上，在EP2025409A1中描述的解決方案盡管原則上可行，但也昂貴。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于，提供一種用于垂直碾磨機的改進的傳動裝置。
[0009]根據本發明的傳動裝置適用于垂直碾磨機的驅動。在垂直碾磨機中，供應到磨盤中的磨料通常借助于磨輥處理并且由此磨碎。該傳動裝置具有中心軸，該中心軸可圍繞垂直的旋轉軸線旋轉。中心軸與傳動裝置的傳動法蘭旋轉地耦合。因此，垂直碾磨機的與傳動法蘭連接的磨盤能夠置于旋轉。傳動法蘭也能夠稱作傳動裝置的“傳動裝置法蘭(Getriebeflansch)”。在中心軸上抗扭地布置有正齒輪，使得作用到正齒輪上的驅動裝置能夠使中心軸并且由此也能夠使磨盤旋轉。用于驅動垂直碾磨機的傳動裝置包括一個或多個傳動器單元，其相應地具有傳動齒輪對。一個或多個傳動器單元的傳動齒輪對包括從動側的、即在朝向中心軸之一的傳動側處的、相應的用于嚙合到中心軸的正齒輪中的小齒輪；兩個互相嚙合的傳動齒輪形成一個傳動齒輪對，其能夠產生傳動比。傳動器單元分別具有至少一個傳動對;在此，從動側的小齒輪也屬于傳動器單元的傳動對，該小齒輪與中心軸的正齒輪嚙合。一個或多個傳動器單元的所有的傳動齒輪對分別垂直地布置在傳動法蘭下方。在此，傳動齒輪對布置在優選圓柱體的圓周面的內部、即在朝向中心軸的一側上，傳動法蘭的外圓周垂直向下圍繞中心軸投影地描述了該圓周面。圓周面將其中在傳動法蘭上提供磨機轉矩的區域與外界環境隔開，并且能夠用術語“作用線”簡要地描述。一個或多個傳動器單元相應地如下布置在滑動裝置上，即從動側的小齒輪通過借助滑動裝置滑動相應的傳動器單元能夠與中心軸的正齒輪嚙合和脫離嚙合。
[0010]根據本發明的解決方案基于如下構思，即實現一種垂直碾磨機的功率分支的驅動系統，其將良好的錐齒輪行星傳動系的優點與其模塊化的多重驅動結合。通過模塊化的插入傳動器單元，即所謂的“Plug-1n(插件)”單元。實現了各個傳動器單元的更換，而不必在磨機下面移出完整的傳動裝置。
[0011]傳動器單元的傳動齒輪對位于從動作用線的內部。由此實現具有小安裝空間的緊湊的驅動單元。此外，對傳動裝置的油密封與具有油板罩的齒圈方案相比能更簡單地轉用，例如，通過軸密封環和/或在傳動器單元的輸入軸處的非接觸的曲徑式密封件。
[0012]根據本發明的解決方案的成本與具有傳統的錐齒輪行星傳動系的成本類似，同時根據本發明的解決方案具有更小的結構高度。在碾磨過程中存在的徑向沖擊如在傳統的錐齒輪行星傳動系中通過(主級的)行星架經由軸承捕獲。這導致了不需要如在齒圈方案中的可傾斜移動的小齒輪。
[0013]本發明實現了在傳統的錐齒輪行星傳動系的良好的傳動方案基礎上的功率提高。傳動裝置的模塊化通過“插件”解決方案形式的插入傳動裝置改進了服務能力，該解決方案剩余了定向工作或者至少很大地減少定向工作。此外，傳動比是能夠事后改變的。“插件”單元能夠簡單地集成到傳動裝置的油循環框架中，無需附加的接口和單獨的油設備;在此能夠將油箱集成到傳動裝置中。
[0014]與傳統的錐齒輪行星傳動系的解決方案相比，在垂直碾磨機領域中利用本發明得到減小的結構高度。盡管如此，本發明與傳統的錐齒輪行星傳動系的解決方案是兼容的；例如在垂直碾磨機區域中能夠承擔傳統的錐齒輪行星傳動系解決方案的中心軸的軸向軸承的良好的設計和輪廓，并且主級能夠如傳統地構造。
[0015]對于維修操作來說，根據本發明得到如下優點:存在一個或多個傳動器單元對于相應的馬達驅動器的明確限定的接口。
[0016]轉速固定的驅動器或者轉速能變化的驅動器能夠作為驅動馬達使用，例如集電環馬達、異步馬達或永磁同步馬達的傳統馬達。馬達和也許附加的變頻器能夠布置在振蕩器上和/或借助于裙板與相應的傳動器單元連接。
[0017]根據本發明優選的設計方案，中心軸借助于包括至少一個行星傳動級的行星傳動系為了磨盤側的力輸出而旋轉地耦合。在此有利的是，對于垂直碾磨機必要的總減速一部分由可滑動的傳動器單元引起，一部分由連接在下游的行星級引起。由此，傳動器單元能夠更小地設計。
[0018]根據本發明優選的設計方案，一個或多個傳動器單元分別構造為錐齒輪正齒輪傳動器單元(Kege1-Stirnradgetriebe-Einheit)，其驅動側具有帶有能夠與馬達連接的小錐齒輪軸的錐齒輪級，從動側具有至少一個布置在錐齒輪級下游的正齒輪級。例如能夠在錐齒輪級的下游布置一至三個正齒輪級，具有斜嚙合和/或直嚙合。在此，傳動級的彼此嚙合的齒輪形成傳動齒輪對。
[0019]可行的是，“插件”單元構造為沒有錐齒輪級的、即僅僅具有正齒輪級，其中，驅動馬達的電機軸線垂直地延伸。在此有利的是，僅僅使用制造簡單的正齒輪級。
[0020]根據本發明優選的設計方案，小錐齒輪軸的旋轉軸線水平地延伸。在此有利的是，能夠使用標準錐齒輪級，其在齒面接觸區性能和齒面接觸區設定方面優化并且具有較短的傳輸時間。
[0021]根據本發明優選的設計方案，傳動裝置具有至少兩個單獨的傳動器單元。在此有利的是，通過功率分支實現的主動的冗余意味著安全性的提高。根據格羅特K.-H;菲爾德豪森J(主編)的Dubbe I機械工程手冊，柏林海德堡施普林格出版社，第23版，2011年，國際標準號978-2-642-17305-9，F17頁，得出了如下結論:在主動冗余時，所有的系統元件主動地參與任務;在被動的冗余時，系統元件用于備用，且其激活需要切換過程。
[0022]根據本發明優選的設計方案，至少兩個傳動器單元圍繞正齒輪對稱分布地布置。在此有利的是，承載正齒輪的中心軸的軸承相對少地負載。
[0023]根據本發明優選的設計方案，至少兩個傳動器單元圍繞正齒輪不對稱分布地布置。在此有利的是，能夠考慮到現有的磨機結構方面的構造情況。
[0024]根據本發明優選的設計方案，一個或多個傳動器單元相應地布置在具有用于穿引輸入軸的驅動側的開口的傳動器殼體中，其中，為了油密封在殼體和輸入軸之間的環狀間隙布置有密封件，例如軸密封環和/或迷宮式密封件。在此有利的是，油密封與具有油板罩的齒圈方案相比能更簡單地通過軸密封環轉用在輸入軸處。傳動器單元的輸入軸優選是小錐齒輪軸。
[0025]根據本發明優選的設計方案，一個或多個傳動器單元的旋轉的部件支承在滾動軸承和/或滑動軸承中。根據應用領域、即快速或慢速運轉的軸的軸承，滾動軸承或滑動軸承是有利的。
[0026]此外，根據本發明的目的通過用于垂直碾磨機的驅動裝置實現，該驅動裝置包括根據本發明的傳動裝置，其中一個或多個傳動器單元分別與單獨的驅動馬達連接。
[0027]根據本發明優選的設計方案，驅動馬達相應地直接與傳動器單元的輸入軸連接，無需在其之間接入耦合器。直接的連接，也就是驅動馬達和傳動器單元的沒有耦合器的連接，在驅動系的調節和控制方面是有利的。
[0028]此外，該目的通過具有根據本發明的驅動裝置的垂直碾磨機實現。
[0029]此外根據本發明，如上描述的傳動裝置或者如上描述的驅動裝置在垂直碾磨機中使用。
【附圖說明】
[0030]下面，參照附圖根據多個實施例闡述本發明。其分別示意地且不是按比例地示出
[0031]圖1示出傳統的垂直碾磨機的示意側視圖；
[0032]圖2示出傳動裝置的截面圖；
[0033]圖3示出傳動器單元的俯視圖；
[0034]圖4示出傳動裝置的俯視圖；并且
[0035]圖5示出驅動裝置的側視圖。
【具體實施方式】
[0036]圖1示出了具有部分截面圖的傳統的垂直碾磨機20的側面圖。具有能旋轉的磨盤23的研磨腔29位于磨機殼體22的內部，磨料從上面供給到磨盤上。在磨盤23上滾動的磨輥24碾碎置于磨盤23上的磨料。為了將磨料和氣流輸送到研磨腔29中，磨機殼體22在其上部具有通過蓋28、30可關閉的開口。磨機殼體22通過支撐在磨機基底18上的支持結構26承載，該支持結構在研磨腔29下部實現用于驅動磨盤23的驅動裝置10的空間。同樣支撐在磨機基底18上的驅動裝置10包括驅動馬達12、傳動裝置11以及耦合器14，耦合器將驅動馬達12的輸出軸與傳動裝置11的輸入軸連接。耦合器14能夠是液動力的耦合器、高柔性的耦合器、或者類似物。
[0037]傳動裝置11是錐齒輪行星傳動系，其具有輸入側的錐齒輪級和至少一個接在錐齒輪級下游的輸出側的行星齒輪傳動級，錐齒輪級圍繞旋轉軸線旋轉90度。西門子公司將這種錐齒輪行星傳動器以名稱KMP和KMPS銷售。行星齒輪傳動級的從動側的旋轉借助于傳動裝置11的傳動法蘭16傳遞到磨盤23上。在此，傳動法蘭16借助子結構17與磨盤23連接，該子結構具有向下變細的截椎體的形狀。
[0038]圖2示意性示出根據本發明的用于驅動垂直碾磨機的傳動裝置11的左側半部的橫截面。基于對稱的原因省棄示出右側半部。傳動裝置11在驅動側包括能滑動的傳動器單元11a，在從動側包括行星齒輪傳動器50。
[0039]行星齒輪傳動系50具有垂直的軸位置。單級構造的行星齒輪傳動系50包括內齒輪51 (Hohlrad)、具有位于其中的行星齒輪52和太陽輪53的行星架，太陽輪與中心軸25連接，該中心軸垂直地穿過傳動裝置11延伸，以便能圍繞垂直的旋轉軸線21旋轉。行星級的內齒輪51固定地與傳動器殼體54連接。行星級的行星架與傳動法蘭16連接或者構造成與傳動法蘭16—件式的并且借助于軸向軸承32支承。
[0040]中心軸25借助于在潤滑油槽中布置的徑向軸承35以及軸向軸承36支承。行星級的太陽輪53和中心軸25經由耦合器55連接。行星齒輪傳動系50也能夠構造成二件式的；此時驅動側的行星級的行星架和從動側的行星級的太陽輪彼此抗扭地連接。這種二件式的行星齒輪傳動系對于本領域技術人員由現有技術已知，例如EP 2 295 147 BI(西門子公司)10.09.2009 中的圖1。
[0041 ]連接在行星齒輪傳動系50上游(>0作6801^1丨6丨6)的傳動器單元113形成模塊化的插入傳動器單元，即所謂的“Plug-1n(插件)”單元。通過模塊化實現了各個傳動器單元的更換，而不必在磨機下面移出完整的傳動裝置。
[0042]傳動器單元I Ia包括一個傳動器殼體47和多個在傳動器殼體47中在軸承37中支承的傳動齒輪對40至44，其構造在傳動器單元I Ia中。傳動器單元I Ia的傳動齒輪對40至44垂直地布置在傳動法蘭16下方;在此，傳動齒輪對40至44布置在圓周面27的內部、即在朝向中心軸25的一側上，傳動法蘭16的外圓周垂直向下圍繞中心軸投影地描述了該圓周面。圓周面27將其中在傳動法蘭16上提供磨機轉矩的區域與外界環境隔開，并且能夠用術語“作用線”簡要地描述。
[0043I 傳動器單元I Ia包括水平布置的、在傳動器單元I Ia的傳動器殼體47中能旋轉地支承在軸承37中的錐小齒輪軸45，在其磨機側的端部處抗扭地布置有小錐齒輪40。小錐齒輪40與錐齒輪41嚙合，錐齒輪抗扭地布置在第一垂直軸48處，第一垂直軸在傳動器單元I Ia的傳動器殼體47中可旋轉地支承在軸承37中。正小齒輪42又與正齒輪43嚙合，其中正小齒輪同樣抗扭地布置在第一垂直軸48上，正齒輪抗扭地布置在第二垂直軸49處，第二垂直軸在傳動器單元Ila的傳動器殼體47中可旋轉地支承在軸承37中。從動側的正小齒輪44與正齒輪31嚙合，正小齒輪同樣抗扭地布置在第二垂直軸49上，正齒輪抗扭地布置在中心軸25上。在圖3中示出的傳動器單元Ila的俯視圖中垂直地從上看能夠良好地識別出傳動齒輪40至44在傳動器單元I Ia中的順序。
[0044]因此傳動器單元Ila在從動側具有小齒輪44，其設置用于嚙合到中心軸25的正齒輪31中。在此，傳動器單元Ila如下地布置在滑動裝置70上，即從動側的小齒輪44通過借助于滑動裝置70滑動傳動器單元Ila能夠與中心正齒輪31嚙合和脫離嚙合。滑動裝置70包括軌道，布置在傳動器單元Ila的傳動器殼體47的下側處的滑架能夠在軌道上滑動。
[0045]垂直碾磨機的驅動經由一個或多個驅動馬達實現，優選為電動機。在此，通過將驅動馬達的輸出軸與傳動器單元Ila的錐小齒輪軸45連接、例如借助棱鍵連接46，傳動器單元Ila分別由驅動馬達驅動。
[0046]圖4示意性示出了四個圍繞垂直碾磨機的中心軸對稱地布置的傳動器單元Ila至Ild的俯視圖，其同時與布置在中心軸處的正齒輪31嚙合。為了檢查或者維修的目的，各個傳動器單元Ila至Ilb能夠連同耦合的馬達一起從驅動器中取出，使得相應的從動側的小齒輪44a脫離與中心軸的正齒輪31的嚙合。包括軌道70的滑動裝置用于將傳動器單元Ila從驅動系中去除。因為傳動裝置、馬達、耦合器和油供應裝置布置在滑架上，用于檢查目的而更換傳動器單元Ila是沒有問題的。
[0047]如果垂直碾磨機的驅動裝置包括兩個或多個傳動器單元和分別與其連接的單獨的驅動馬達、即兩個或多個驅動模塊，利用以這種方式因而存在的冗余可行的是，磨機20也以減少的驅動器數量運行。即使在包括驅動單元Ila和耦合的驅動馬達的驅動模塊故障的情況下，這種驅動模塊也能夠在滑架上從齒嚙合中取出，而不中斷研磨過程。
[0048]圖5示出根據本發明的驅動裝置的側視圖，包括傳動器單元Ila和電動機12。傳動器單元Ila和電動機12 二者都安裝在滑架71上，其借助于軌道70能在基底18上移動，使得傳動器單元I Ia的從動側的小齒輪44能夠與垂直碾磨機的中心軸的正齒輪嚙合和脫離嚙合。傳動器單元Ila的小錐齒輪軸45和馬達軸13借助于棱鍵連接抗扭地或者借助于耦合器扭轉彈性地((1^1161381:18011)彼此連接。
[0049]驅動單元11在其傳動器殼體47中具有用于穿過傳動器單元Ila的輸入軸45的驅動側的開口。為了油密封在殼體47和輸入軸45之間的環形間隙，圍繞輸入軸布置密封件60、特別是軸密封環和/或迷宮式密封件。
【主權項】
1.一種用于垂直碾磨機(20)的傳動裝置(11)，包括能圍繞垂直的旋轉軸線(21)旋轉的中心軸(25)，所述中心軸具有抗扭地布置在所述中心軸上的正齒輪(31)，其中，所述中心軸(25)與所述傳動裝置(11)的傳動法蘭(16)旋轉地耦合， 其特征在于， 所述傳動裝置(11)包括一個或多個具有相應的傳動齒輪對(40至44)的傳動器單元(IIa，IIb，IIc，IId)，所述傳動器單元在從動側相應地具有用于嚙合到所述中心軸(25)的所述正齒輪(31)中的小齒輪(44，44a，44b，44c，44d)， 一個或多個所述傳動器單元的所述傳動齒輪對(40至44)分別垂直地布置在所述傳動法蘭(16)的下方，并且 一個或多個所述傳動器單元(11a，11b，11c，Ild)相應地布置在滑動裝置(70，71)上，使得從動側的所述小齒輪(44，44&，4413，44(:，44(1)通過借助于所述滑動裝置(70，71)使相應的所述傳動器單元(lla，llb，llc，lld)滑動而能夠與所述中心軸(25)的所述正齒輪(31)嚙合和脫離嚙合。2.根據權利要求1所述的傳動裝置，其中，所述中心軸(25)借助于至少一個行星齒輪傳動級(50)與所述傳動法蘭(16)耦合。3.根據權利要求1或2所述的傳動裝置，其中，一個或多個所述傳動器單元(Ila)相應地構造為錐齒輪正齒輪傳動器單元，所述錐齒輪正齒輪傳動器單元在驅動側具有帶有能與馬達連接的小錐齒輪軸(45)的錐齒輪級(40，41)和至少一個布置在所述錐齒輪極(40，41)下游的正齒輪級(42，43;44，31)。4.根據權利要求3所述的傳動裝置，其中，所述小錐齒輪軸(45)的旋轉軸線水平地延伸。5.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其中，所述傳動裝置(11)具有至少兩個單獨的所述傳動器單元(11a，11b，11c，I Id)。6.根據權利要求5所述的傳動裝置，其中，至少兩個所述傳動器單元(11a，11b，11c，lid)圍繞所述正齒輪(31)對稱分布地布置。7.根據權利要求5所述的傳動裝置，其中，至少兩個所述傳動器單元(11a，11b，11c，lid)圍繞所述正齒輪(31)不對稱分布地布置。8.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其中，一個或多個所述傳動器單元(lla，llb，llc，lld)相應地布置在傳動器殼體(47)中，所述傳動器殼體具有用于穿引輸入軸(45)的驅動側的開口，其中，為了使環形空隙油密封，在所述傳動器殼體(47)和所述輸入軸(45)之間布置有密封件(60)。9.根據權利要求8所述的傳動裝置，其中，所述密封件是軸密封環和/或迷宮式密封件。10.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其中，一個或多個所述傳動器單元(IIa，IIb，IIc，IId)的旋轉的部件安置在滾動軸承和/或滑動軸承(37)中。11.一種用于垂直碾磨機(20)的驅動裝置，包括:根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置(U)，其中，一個或多個所述傳動器單元(lla，llb，llc，lld)相應地與單獨的驅動馬達(12)連接。12.根據權利要求11所述的驅動裝置，其中，所述驅動馬達(12)相應地直接地與所述傳動器單元(11a，11b，11c，I Id)的所述輸入軸(45)連接，而無需在所述驅動馬達和所述輸入軸之間連接耦合器。13.—種具有根據權利要求11或12所述的驅動裝置的垂直碾磨機(20)。14.一種根據權利要求1至10中任一項所述的傳動裝置或者根據權利要求11或12所述的驅動裝置在垂直碾磨機中的應用。
【文檔編號】F16H37/06GK105854994SQ201610056184
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月27日
【發明人】斯特芬·布倫, 阿利·凱末爾·庫柯克亞武茲, 弗朗茨·施梅因克
【申請人】西門子公司