專利名稱：用來驅動轉筒的傳動箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來驅動轉筒的具有權利要求1前序部分特征的傳動箱。
背景技術：
用于轉筒，如管式磨或轉筒爐，的驅動方案的特征為沿傳動鏈從一電機開始、一聯軸器、一變速齒輪箱和一連接的管式磨的典型結構。傳動箱既轉變大多做成電機的驅動源的扭矩，又附加地通過要求的變速比與所希望的并常常由管式磨的碾磨物所確定的輸出轉速相匹配。
由DE2723319A1已知一種兩級多路圓柱齒輪傳動箱，其中借助于內部的功率分配制造一種用于管式磨、破碎機等轉筒的中央驅動裝置。功率分配使得可以在小的空間需求的情況下提高可傳遞的功率。功率傳遞僅僅通過淬硬的外齒輪進行，電機一側的小齒輪和中間軸多重支承，從而帶來更高的加工和裝配費用。這種中央驅動裝置的特點是為了補償加工和制齒引起的誤差需要采取很多措施。
在DE3418543C1中介紹了一種帶功率分配的兩路傳動箱，其中功率分配借助于一可軸向自由調整的軸進行，軸上安裝著反方向的斜齒小齒輪。功率的疊加在中間連接另一中間級的條件下借助于一圓柱形外齒輪進行。對于采用這種類型的傳動箱可傳遞的功率的上限達到約3000千瓦。更高的功率只能用加大輸出級的直徑達到。在這種原則上可以考慮的可能性中沒有考慮到加工工藝的制約，從而，這種方案由于經濟方面的原因是不利的。
在DE3534940C2中介紹了一種可供選擇的用來驅動管式磨的建立在功率分支原理上的方案。這里驅動級是一行星齒輪箱，輸出級是一圓柱齒輪箱。一裝在管式磨上的外齒輪代替由DE3418543C1所知的兩路傳動箱的輸出級的齒輪。由于方案設計所限殼體具有開口，這里由于惡劣的環境影響和由此帶來的驅動元件的磨損，需要更高的維護和安裝費用。
由DE2841330B2已知一種具有將功率分支成兩個帶一共同的行星輪架的行星齒輪組的行星齒輪傳動箱，行星齒輪傳動箱在輸出軸上將此前分支的功率流合并，同心布置的太陽輪軸通過滾動軸承支承在傳動箱殼體內規定的部位上。傳動鏈的其他環節，內齒輪、行星輪和行星輪架同樣按規定支承或與殼體固定連接。沒有考慮太陽輪軸相互之間的相對運動。由于這種軸結構為了補償徑向和扭轉方向的干擾量必須采取結構方面的特殊措施，以補償這種負荷。扭轉負荷的補償借助于一輸入端的功率分配聯軸器進行。
對于在較高功率范圍內的應用場合，采用多級串聯的行星齒輪傳動前，這里也應該注意，外形尺寸隨著所傳遞的功率的提高而明顯增大。對于建立來自應用過程的確切規定的速比的要求可以通過采用對稱的耦聯傳動箱來抵消。
發明內容
本發明的目的是，這樣地設計這種類型的傳動箱，使得通過簡單的設計結構連同與此相匹配的元件，尤其是對于3000千瓦以上的較高功率范圍，滿足對免維護的、結構緊湊的轉筒(例如管式磨或轉管式爐)中央驅動裝置和對各種所需要的傳動比方面的要求。
按照本發明，在這種類型的傳動箱中這個目的通過權利要求1表示的特征來實現。本發明優良的結構是從屬權利要求的內容。
按本發明的傳動箱的特征為應用一輸入端的分配功率的多級圓柱齒輪傳動箱和一輸出端的用來功率匯總的行星齒輪傳動箱，此行星齒輪傳動箱由兩個并聯的行星齒輪級組成。傳動箱安裝在一結構非常緊湊的、封閉的多件式傳動箱殼體內、行星齒輪級通過共同的一體的行星輪架將機械功率傳入工作機內。行星輪架的優良結構即使在傳遞的功率很大時仍造成緊湊和強度合適的結構，其制造通過原形或成形加工法(ur-oderumformende Verfahren)和最后具有可方便地表示加工誤差的切削加工，保證達到高的質量水平。
下面借助于在附圖中所示的實施例對本發明和與本發明相關的優點作較詳細的說明。附圖表示圖1傳動箱的縱剖視，圖2以透視圖表示用于圖1中的傳動箱的行星輪架，圖3以透視圖表示用于圖1中的傳動箱的另一種行星輪架。
具體實施例方式
圖1中所示的傳動箱用來驅動一具有傳入管式磨的中心軸的直線形驅動功率流的管式磨。傳動箱由一輸入端的功率分配級和輸出端的功率匯總級組成。傳動箱安裝在一由兩個在內部空間分開的分殼體1、2組成的殼體內。分殼體1具有一水平分接縫，并容納輸入端的功率分配級。另一個分殼體2容納輸出端的功率匯總級。空間分隔允許采用不同的分傳動箱供油方案。在分殼體1內的功率分配級的高速運轉零件最好可以用這里未畫出的壓力循環潤滑裝置供油。對于后面要詳細介紹的做成行星齒輪級的功率匯總級在通常情況下在分殼體2內簡單的浸油潤滑便足夠了。在安裝行星齒輪級的分殼體2內的油量可以通過在安裝功率分配級的分殼體1內的壓力循環潤滑回路調節。分殼體1同時用作分殼體2的扭矩支座。
驅動功率由一這里未畫出的相耦接的電機傳入驅動軸3。驅動軸3通過軸承4支承在分殼體1內。驅動軸3上的小齒輪5通過齒輪6將機械驅動功率傳入一可軸向自由調整的中間軸7。在中間軸7上安裝兩個反方向的斜齒小齒輪8和9，在直齒傳動級的情況下螺旋角一樣大。否則，小齒輪8、9之一的螺旋角的選擇取決于來自其他同方向布置的斜齒傳動環節、亦即齒輪6和另一個小齒輪9、8的軸向合力。其結果是，由于這種選擇，浮動支承的中間軸7自動調整。
中間軸7支承在分殼體1內做成浮動軸承的軸承10內。最好采用環狀滾子軸承結構形式的滾動軸承作為軸承10。對于這里所考慮的采用傳動箱作為在較高功率范圍內的中央驅動裝置特別應注意承載構件位于線性彈性區內的變形。在這種情況下它是中間軸7的與其他功率分配級相比較大的—但仍然足夠小的—彎曲。正是對于這種邊界條件和對節省位置的緊湊結構的要求，合適地選擇的環狀滾子軸承的特色是這樣的性能，即類似圓柱形滾子軸承的高支承力和類似自動調心滾子軸承的角度可調性。這里指出的功率分配使得在已知中央驅動裝置中迄今為止用來通過在分支上的小齒輪8、9之間的額外的連接元件平衡負荷的費用成為多余。
小齒輪8將驅動功率的一半傳入第一分支，小齒輪9將驅動功率的另一半傳入一輸出端級的第二分支。與迄今為止已知的傳動箱不同，輸出端作為功率匯總級由一行星齒輪級組成，它由雙個在傳動鏈內并聯設置的行星齒輪傳動箱構成。在兩個分支中機械功率通過其他齒輪傳遞，其中這些齒輪作為一個傳動鏈的環節在這個傳動鏈的各自相似的位置上配備相同的特征，例如齒數和模數。傳動鏈的這些環節是裝在驅動軸3上的小齒輪5、中間軸7上的小齒輪8、9以及后面要詳細介紹的齒輪11、25和兩個行星齒輪傳動箱的元件，如太陽輪18、32、行星齒輪19、33和內齒輪24、35。特別是應該強調，只有這里所實現的對稱的耦聯傳動箱的傳動箱才允許通過在總體非常緊湊的結構，亦即行星齒輪級小的外徑，的情況下在齒數選擇方面的變化選擇一與碾磨物相匹配的輸出轉速和輸入端的電機轉速之間的轉速比。
在傳動箱的第一分支中一齒輪11與中間軸7上的齒輪8嚙合。齒輪11裝在軸12上，其軸線同時位于管式磨的中心線上。軸12通過軸承13支承在分殼體1內。在軸12輸出端的端面上加工出一內齒聯軸器14。一兩端制齒的連接軸15插入該聯軸器14內。為了限制軸向間隙在該連接軸15上可以裝一用于輔助軸向支承的端面側的軸向滑動元件16。連接軸15的另一端終止于第一行星傳動箱太陽輪18的內齒半聯軸器17內。
第一行星傳動箱的太陽輪18與行星輪19嚙合，它們裝在行星輪軸21上。通過復式萬向節式的齒形聯軸器連接使得不再被束縛的太陽輪18可以由于有誤差的齒輪力在許多行星輪19之間自由調整，以自動平衡負荷。行星輪架19的行星輪軸組成一等邊多邊形。第一行星傳動箱的行星輪19通過在行星輪軸21上的軸承20支承在行星輪架22內。行星輪架22用軸承23支承在分殼體2內。行星輪19又在一與殼體固定的內齒輪24內滾動。
在傳動箱的第二個分支內齒輪25與中間軸7上的小齒輪9嚙合。齒輪25裝在一空心軸26上，其軸線也位于管式磨的中心線上。空心軸26通過軸承27支承在分殼體1內。空心軸26的圓柱形孔包圍與它同心的連接軸15。在空心軸26的內殼面上加工第二個復式萬向節齒形聯軸器的另一內齒聯軸器28。該聯軸器28最好對稱于齒輪25的齒設置。從而可以用簡單的方法排除可能的傾側力矩。穿過分殼體1、2之間的壁的空心軸26和軸承27同時起分殼體1、2內腔之間的分隔元件的作用。例如在空心軸26的朝向軸12的端面上的環形凸緣29配合得這么緊，使得盡可能少的潤滑油能夠從分殼體2內的浸油潤滑區到達分殼體1內的壓力循環潤滑區。因為不能完全抑制這種油的轉移，可以通過一這里未畫出的油面觀察孔通過壓力循環潤滑回路調節分殼體2內的油量。
在內齒形聯軸器28內插入一同樣做成空心軸的連接軸30，在端面上同樣存在這樣的可能性，裝上一軸向滑動元件31，用以輔助軸向支承。連接軸30分別在一端設一連接外齒和一連接內齒。輸出端的連接內齒包圍第二個行星傳動箱的太陽輪32的半聯軸器。第一連接軸15穿過第二連接軸30和太陽輪32。
第二行星傳動箱的太陽輪32與行星輪33嚙合，它們裝在行星輪軸34上。與第一個分支相似，通過復式萬向節齒形聯軸器的連接使太陽輪32可以在第二行星輪級的環繞的行星輪33內自由浮動地造成負荷平衡，第二個行星傳動箱的行星輪33通過行星輪軸34上的軸承支承在行星輪架22內。行星輪33又在第二個與殼體固定的內齒輪35內滾動。
行星輪架33的行星輪軸34同樣張緊一等邊多邊形。行星輪軸21和34的多邊形相互轉過一角度，使得第一行星傳動箱的行星輪軸21正好位于第二行星傳動箱的行星輪軸34之間。在兩個行星傳動箱內最好各自選擇三個行星輪19和33。由此對于多邊形得到一等邊三角形的幾何圖形。對著中心線觀察行星輪軸張緊的多邊形相互同樣轉過60°。
在圖1中所示的傳動箱表示對于軸承主要采用滾動軸承的結構。機械元件滾動軸承由于滾動體和工作面之間的摩擦接觸面經受磨損應力。在這種結構中始終存在這種軸承失效的可能性。為了滿足苛刻的防失效性的要求，傳動箱最好用技術上等效的滑動軸承代替滾動軸承，而不必對功率分叉方案有所改變。這種機械元件的優點在于其非接觸、從而無磨損地運轉。
在圖2和3中以透視圖表示的行星輪架22是兩個行星傳動箱公用的。行星輪架22是一體的，通過鑄造和接著的切削加工制造。
輸出軸39與行星輪架22連接，輸出軸最好做成實心軸(圖2)或空心軸(圖3)。
從公用的整體行星輪架22的兩個端面38出發在行星輪架22上加工出一端封閉的孔37(盲孔)。在這些孔37內在行星輪架22的一側裝入第一行星傳動箱的行星輪軸21，在行星輪架22的另一側裝入第二行星傳動箱的行星輪軸34。
由于安裝行星輪軸21、34的孔37的所述布局和結構，并結合兩個行星傳動箱內行星輪19、33的錯開設置，行星輪軸21、34可以具有短的長度。這種短的行星輪軸21、34的彎曲量很小，因此可以傳遞高的功率。與此不同，已知的其他多級行星傳動箱的連貫的行星輪軸在這里所出現的負荷條件下會產生不能允許的彎曲。此外特別是由于短的行星輪軸的措施可以造成一通過行星輪架22的外徑小和緊湊的輸出。由于將行星輪級設置在公用的行星輪架內的分開的行星輪軸上，在必要的情況下也可以實現具有不同齒輪參數的兩個不同行星輪級。
在圖3中所示的行星輪架22是按圖2的行星輪架22的變型。按圖3的行星輪架22的結構特別是考慮了原形加工工藝鑄造的技術要求。例如在行星輪架22兩側行星輪軸21、34之間的區域內設有邊緣缺口40。這些邊緣缺口40在強度保持不變的情況下減小行星輪架22的重量，同時減小在鑄件硬化期間材料積聚部位產生氣孔的危險。輸出軸39做成空心軸同樣實現了這種所提出的有利于加工的結構設計，此外還擴大了方案的多樣性。
權利要求
1.用來驅動轉筒的傳動箱，具有一驅動軸(3)和一分配功率的傳動箱級，它做成帶一支承兩個小齒輪(8、9)的中間軸(7)的圓柱齒輪傳動箱，并且后面連接一帶一輸出軸(39)的匯總功率的傳動箱級，其中輸出軸(39)位于所驅動的轉筒的中心線上，其特征為所述匯總功率的傳動箱級由兩個分別帶一太陽輪(18、32)、安裝在行星輪軸(21，34)上的自身的行星輪(19、33)、一內齒輪(24、35)和一公用的行星輪架(22)的并聯行星傳動箱組成，行星輪架做成一體的并與輸出軸(39)連接，兩個行星傳動箱的行星輪軸(21，34)相互分開地和相互錯開地安裝在所述公用的行星輪架(22)上，圓柱齒輪傳動箱的中間軸(7)浮動地支承，并且圓柱齒輪傳動箱和行星傳動箱構成一對稱的耦聯傳動箱。
2.按權利要求1所述的傳動箱，其特征為行星輪軸(21，34)安裝在單端封閉的孔(37)內，這些孔從端面(38)加工在行星輪架(22)上。
3.按權利要求1或2所述的傳動箱，其特征為行星輪架(22)做成一鑄件，它在用于安裝行星傳動箱的行星輪軸(21，34)的孔(37)之間的區域內設有邊緣缺口(40)。
4.按權利要求1至3之任一項所述的傳動箱，其特征為行星傳動箱的太陽輪(18、32)分別通過一復式萬向節式的連接軸(15、30)分別與圓柱齒輪傳動箱的一個分支連接。
5.按權利要求4所述的傳動箱，其特征為一個連接軸(30)做成空心軸，它包圍另一連接軸(15)。
6.按權利要求4或5所述的傳動箱，其特征為連接軸(15、30)相互以及與輸出軸(39)同心地設置在所驅動的轉筒的中心線上。
7.按權利要求3至6之任一項所述的傳動箱，其特征為在連接軸(15、30)端面上裝有軸向的滑動元件(16、31)。
8.按權利要求1至7之任一項所述的傳動箱，其特征為每個行星傳動箱正好具有三個行星輪(19、33)，它們作為行星輪軸(21，34)多邊形組成一等邊三角形幾何圖形，并且兩個行星傳動箱的行星輪軸(21，34)的錯開角度為60°。
9.按權利要求1至7之任一項所述的傳動箱，其特征為中間軸(7)支承在浮動軸承(10)上，所述浮動軸承最好做成環狀滾子軸承。
10.按權利要求1至9之任一項所述的傳動箱，其特征為安裝在中間軸(7)上的小齒輪(8、9)是方向相反的斜齒輪。
11.按權利要求1至10之任一項所述的傳動箱，其特征為安裝在圓柱齒輪傳動箱和行星齒輪傳動箱內各相同位置上的齒輪和小齒輪具有相同的齒形參數，并且傳動箱總的傳動比可通過選擇所述齒輪的齒數與所驅動的轉筒中的工作條件相匹配。
12.按權利要求1至11之任一項所述的傳動箱，其特征為圓柱齒輪傳動箱和行星齒輪傳動箱分別安裝在一共同殼體的空間上相互隔開的分殼體(1、2)內。
13.按權利要求12所述的傳動箱，其特征為在其內安裝作為高速運轉級的圓柱齒輪傳動箱的分殼體(1)中設有一壓力循環潤滑裝置，而在其內安裝作為低速運轉級的行星傳動箱的分殼體(2)中則采用浸油潤滑。
14.按權利要求13所述的傳動箱，其特征為在安裝行星傳動箱的分殼體(2)內的油量可通過在安裝圓柱齒輪傳動箱的分殼體(1)內的壓力循環潤滑回路進行調節。
15.按權利要求13或14所述的傳動箱，其特征為兩個分殼體(1、2)具有一共同的壁，所述連接軸(15)、包圍該連接軸的空心連接軸(30)和安裝此空心連接軸(30)并具有一環形凸緣(29)的軸(26)穿過此壁，并且所述環形凸緣(29)構成兩個分殼體(1、2)之間的密封。
16.按權利要求1至15之任一項所述的傳動箱，其特征為與行星輪架(22)連接的輸出軸(39)做成空心軸。
17.按權利要求1至16之任一項所述的傳動箱，其特征為為軸(3、7、12、26)、行星輪軸(21，34)和行星輪架(22)所設的軸承(4、10、13、20、23、27、36)是滾動軸承或滑動軸承。
全文摘要
本發明涉及一種用來驅動轉筒的傳動箱，具有一驅動軸和一分配功率的傳動箱級，它做成帶一支承兩個小齒輪的中間軸的圓柱齒輪傳動箱。該傳動箱級后面連接一帶一輸出軸的匯總功率的傳動箱級。其中輸出軸位于所驅動的轉筒中心線上。現在匯總功率的傳動箱級由兩個分別帶一太陽輪、裝在行星輪軸上的固有的行星輪、一內齒輪和一公用的行星輪架的并聯行星傳動箱組成，行星輪架做成一體的，并與輸出軸連接。兩個行星傳動箱的行星輪軸相互分開并相互錯位地安裝在一共同的行星輪架上。圓柱齒輪傳動箱的中間軸浮動地支承，其中圓柱齒輪傳動箱和行星齒輪傳動箱構成一耦聯傳動箱。
文檔編號F16H57/08GK1573165SQ200410045349
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月24日 優先權日2003年5月27日
發明者迪特馬爾·于冰 申請人:A·弗里德·弗蘭德爾股份公司