CN109083981B - 立式磨传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种立式磨传动装置，具有：壳体；能围绕基本上水平的第一转动轴线转动地支承在壳体中的驱动轴，其在一个端部处设有小锥齿轮；能围绕基本上竖直的第二转动轴线转动地支承在壳体中的中间轴，其在下部区域中设有与小锥齿轮啮合的锥齿轮；经由中间轴转动地驱动的太阳轮；能围绕第二转动轴线转动地支承在壳体中的第一行星齿轮架，在其上以能围绕对应的行星齿轮转动轴线转动的方式保持有至少一个行星齿轮，其一方面与太阳轮啮合且另一方面与位置固定地保持在壳体上的内齿轮的内齿部啮合。中间轴构成为空心轴，扭转轴***到中间轴中且与中间轴抗扭地并能以设定角度运动地连接，扭转轴向上从中间轴中伸出，太阳轮固定在扭转轴的伸出部段处。

Description

立式磨传动装置
技术领域
本发明涉及一种立式磨传动装置，具有：壳体；能围绕基本上水平的第一转动轴线转动地支承在壳体中的驱动轴，驱动轴在其一个端部处设有小锥齿轮；能围绕基本上竖直的第二转动轴线转动地支承在壳体中的中间轴，中间轴在下部区域中设有与小锥齿轮啮合的锥齿轮；第一行星级的经由中间轴转动地驱动的太阳轮；和，能围绕第二转动轴线转动地支承在壳体中的行星齿轮架，在其上以能围绕对应的行星齿轮转动轴线转动的方式保持有至少一个行星齿轮，行星齿轮一方面与太阳轮啮合并且另一方面与位置固定地保持在壳体上的内齿轮的内齿部啮合。立式磨传动装置中的第一行星级有利地能够驱动从动侧的第二行星级，第二行星级同样围绕竖直的第二转动轴线旋转并且又由前级所驱动的太阳轮、可按设定地运动的第二行星齿轮架和对于壳体固定的第二内齿轮构成。
背景技术
前文所述类型的立式磨传动装置在现有技术中以不同的设计方案已知。这些立式磨传动装置不仅用于变换转矩和转速的大小和方向，而且也用于吸收和支撑过程负荷。在此，研磨过程导致振动，振动激发传动系的固有频率，传动系通过马达、联轴器、由其驱动的驱动轴、小锥齿轮、锥齿轮、中间轴、保持在中间轴上的太阳轮、至少一个行星齿轮、行星齿轮架、第一行星级的以及有利的后续附加的相同类型的第二行星级的内齿轮或其他行星级形成。这种固有频率能够至少部分地或完全地破坏传动系。通常，传动系的最薄弱的部件最易受到损坏。这在立式磨传动装置中大多是由小锥齿轮和锥齿轮形成的锥齿轮级。同样已知的是：利用传动系中在中间轴与第一太阳轮之间的附加的单铰接式或双铰接式的联轴器引起各个级彼此脱耦。
锥齿轮级用于转化转矩和转速的大小和方向。转矩由小锥齿轮传递到锥齿轮。锥齿轮将转矩传递到竖直的中间轴。在此，齿部中所产生的力引起中间轴的变形，变形影响了行星前级的支承能力。对于静态的特定结构，行星级需要至少一个可自由调整的元件，其在这种立式磨传动装置中由行星齿轮架代表。由于产生的力平衡和所实现的制造公差，能够自由地调整和移动相互滚切的咬合的齿轮，进而行星齿轮架相对于第二转动轴线径向地在小的且可靠的范围内移动。附加地，行星前级的这种移动影响锥齿轮级的承载表现。此外，研究显示出：由锥齿轮级的力引起的变形与立式磨传动装置的其他部件的源自过程负荷的移动和变形叠加。
因此，问题在于：研磨过程引起的过程负荷、行星级的可按设定运动的元件的移动和来自锥齿轮级的变形不利地影响了行星前级中和锥齿轮级中的齿部的承载表现。此外，锥齿轮级易受到过程负荷引起的振动和碰撞的干影响。在传动系中，因此产生内部的附加荷载，附加荷载要么引起损坏要么需要超尺寸的设计。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的是：实现具有替代结构的、前文所述类型的立式磨传动装置。
为了实现该目的，本发明提出一种前文所述类型的立式磨传动装置，立式磨传动装置的特征在于：中间轴构成为空心轴，并且在中间轴中布置扭转轴，其在抗扭意义上形状配合或力配合地并尽管如此能以设定角度运动地与中间轴连接，扭转轴的该联接布置在空心轴的弯曲小的点处，其中扭转轴向上从中间轴中伸出，并且其中太阳轮固定在扭转轴的伸出部段处。优选地，扭转轴与太阳轮构成为一体。
因此，相反于现有技术，锥齿轮不装配在通常构成为实心轴的中间轴上，而是装配在构成为空心轴的中间轴上，中间轴抗弯地支承在轴承中，并且太阳轮不借助中间轴安装，而是安装在***到中间轴中的且与中间轴抗扭地连接的扭转轴上。因此产生根据本发明的立式磨传动装置的优点：即来自过程负荷和锥齿轮的负荷的变形和移动彼此脱耦。此外，由于温和转动的扭转轴也由锥齿轮级衰减了来自研磨过程的转动振动，由此整体上实现根据本发明的立式磨传动装置的长使用寿命。扭转轴的弹簧刚性能够通过适当地选择参数：长度、直径、质量和材料特性来影响，使得立式磨传动装置的固有频率显著地与研磨过程的固有频率不同。通过沿着转动轴线穿过扭转轴的钻孔也改变了变形阻力。钻孔还能够用于对处于上方的润滑部位的油润滑。
根据本发明的一个设计方案，中间轴在下部区域中利用径向-轴向轴承支承在壳体中并且在上部区域中经由至少一个径向轴承支承在壳体中。以该方式，在壳体中顶住了来自锥齿轮级的变形和力并且该变形和力不作用到前级的齿部中或传动系的后续级中。
径向-轴向轴承与径向轴承之间的间距能够构成为尽可能小的，其中，中间轴由这些轴承抗弯地导出。这引起中间轴的抗弯的构型，其优点在于对锥齿轮级的承载图的损害更小。在中间轴的轴承中，空心轴的弯曲最小并且剩余的偏移仅通过很小的轴承游隙或润滑间隙高度确定。空心轴的这些部位尤其适用于联接扭转轴。
优选地，扭转轴从上方***到中间轴中并且经由形状配合连接、尤其呈球形的联轴器齿部或短齿部形式的形状配合连接与中间轴连接，由此实现简单的结构。联轴器齿部尤其设置在扭转轴的和中间轴的下部区域中，使得扭转轴仅在其下部区域中固定在中间轴上。相应地，扭转轴能够通过中间轴的长细杆的弹性弯曲补偿行星架在轴的上端部处的径向移动。因为扭转轴和中间轴形状配合地连接，所以它们以相同的转速转动。这使得扭转轴在其下端侧上能够简单地轴向地支撑在中间轴的相同速度转动的底部上。
有利地，中间轴由铸造材料制成。替代地，中间轴和锥齿轮构成为一体的锻造件。
扭转轴能够设有沿着转动轴线的内钻孔，以便一方面通过改变质量和阻力矩来调整刚性，并且另一方面引导润滑油穿过转动轴线至传动装置中的处于上方的润滑部位。端侧可见的连接件导入到钻孔中并且建立通向油供应装置的连接。
根据本发明的一个设计方案，在行星齿轮移动时，扭转轴的被扩大的长度能够引起太阳轮的倾斜角的减小。此外，作为根据本发明的立式磨传动装置的另一优点的是，扭转轴的长度变化能够特别简单地用于：整个立式磨传动装置的结构高度专门地适配于立式磨的客户规格。
附图说明
本发明的其他的特征和优点根据参考附图对符合本发明的实施方式的立式磨传动装置的后续说明而清楚明确。
图1示意示出立式磨传动装置的部分剖视图。
具体实施方式
立式磨用于粉碎不同的材料，即例如褐煤和无烟煤、石灰石、矿物、水泥材料等。为此，立式磨包括附图中未示出的水平的磨盘，磨盘经由同样未示出的马达和布置在马达与磨盘之间的、在附图中仅部分示出的立式磨传动装置1被转动地驱动。粉碎在研磨碗中进行，研磨工具在研磨碗中压向磨盘。
立式磨传动装置1的主任务在于：功率传输、转换所需要的转矩和所需要的转速，支承研磨碗和吸收研磨力。立式磨传动装置包括壳体2和可围绕基本上水平的第一转动轴线3转动地支承在壳体中的驱动轴4，驱动轴在当前的情况下从壳体2向外伸出并且由未详细示出的耦联的马达来驱动。在驱动轴4的布置在壳体内的自由端部处设有小锥齿轮5，小锥齿轮与驱动轴4抗扭地按以下方式连接，即驱动轴4和小锥齿轮5借助于已知的轴-毂连接接合，或者驱动轴4与小锥齿轮5构成为一体的小锥齿轮轴。立式磨传动装置1还包括可围绕基本上竖直的第二转动轴线6转动地支承在壳体2中的中间轴7，中间轴在下部区域中经由径向-轴向轴承8支承在壳体处并且在上部区域中经由至少一个径向轴承9支承在壳体2处。在下部区域中，中间轴7抗扭地承载锥齿轮10，锥齿轮与小锥齿轮5啮合并且与其一起形成锥齿轮级。相应地，经由锥齿轮级能够转动地驱动中间轴7。根据本发明，中间轴7构成为空心轴。根据本发明，在中间轴7中还布置有扭转轴11并且扭转轴与中间轴7抗扭地连接，扭转轴当前同样构成为钻成空心的轴。
当前，经由中间轴11的下部区域中的形状和/或力配合的联轴器齿部12实现了中间轴7与扭转轴11之间的抗扭连接。联轴器齿部12居中地布置在径向-轴向轴承8的作用点中。
扭转轴11从上方以径向间隙***到中间轴7中、在下自由端部处间接地支撑在壳体2上并且从中间轴7中向上伸出。扭转轴11在下端部处以端面侧竖在中间轴7处的设有中间钻孔的端盘13上。密封的连接件14装入到中间钻孔中，经由连接件能够将未示出的润滑油从静止的壳体2导入到扭转轴11的钻孔15中并且从那里起导入到立式磨传动装置1中的位于上方的润滑部位中。立式磨传动装置1的太阳轮16固定在扭转轴11的从中间轴7中伸出的部段上。所示出的是一体的构件。在可围绕第二转动轴线6转动地支承在壳体2中的行星齿轮架17处保持有可围绕对应的行星齿轮转动轴线18转动的至少一个行星齿轮19，行星齿轮一方面与太阳轮16啮合并且另一方面与位置固定地保持在壳体2上的内齿轮21的内齿部20咬合。优选地，以已知的方式将多个行星齿轮19保持在行星齿轮架17上，由此以已知的方式将驱动功率分叉到因此构造得较小的行星齿轮19上。在行星齿轮架17的上侧上，以已知的方式布置有当前未详细示出的第二行星级，第二行星级经由另一从动联轴器22与第二行星级的未示出的太阳轮抗扭地连接，并且间接地在驱动侧与磨盘抗扭地连接。
在运行期间，驱动轴4经由马达被转动地驱动。驱动轴4的转动运动经由具有预设的传动比的锥级5、10传递到中间轴7上。抗扭地装入中间轴中的扭转轴11随着中间轴7以相同的转速转动，进而太阳轮16也转动。太阳轮16又经由与太阳轮16和内齿轮21咬合的行星齿轮19使行星齿轮架17转动，并且在该传动级中又转化了转速和转矩。相应地，第二行星级与磨盘经由行星齿轮架17由驱动联轴器22转动地驱动。
根据本发明的立式磨传动装置1的结构的主要优点在于：固定在扭转轴11上的太阳轮16能够独立地跟随由过程负荷引起的行星齿轮架17的径向移动，而不会负面地影响锥齿轮级。在相反的方向上，由锥齿轮级引起的负荷能够导致中间轴7的弹性变形，而不会负面地影响行星级。由于布置在容纳有锥齿轮10的中间轴7之内的、容纳有太阳轮16的扭转轴11，使得由过程负荷引起的移动和变形与锥齿轮10的负荷脱耦。对于该脱耦也作出贡献的是联轴器齿部12在径向-轴向轴承8的作用点中的居中布置。此外，由于扭转轴11的适当设计的弹簧刚性，传动系的固有频率也置于非关键的、不危害谐振的范围中，因此与由研磨过程引起的振动激发脱耦，由此整体上实现了根据本发明的立式磨传动装置1的长使用寿命。扭转轴11的可单独确定的长度还引起了类似于扭转弹簧的极其温和转动的轴，其衰减了由研磨过程导致的碰撞，从而碰撞仅能够微小地作用于锥齿轮级。
尽管通过优选的实施例详细阐明和描述本发明，但本发明不局限于所公开的实例并且本领域技术人员能够从中推导出其他的变体，而不偏离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种立式磨传动装置(1)，具有：
壳体(2)；
驱动轴(4)，所述驱动轴能围绕基本上水平的第一转动轴线(3)转动地支承在所述壳体(2)中，所述驱动轴在该驱动轴的一个端部处设有小锥齿轮(5)；
中间轴(7)，所述中间轴能围绕基本上竖直的第二转动轴线(6)转动地支承在所述壳体(2)中，所述中间轴在下部区域中设有与所述小锥齿轮(5)啮合的锥齿轮(10)；
经由所述中间轴(7)转动地驱动的太阳轮(16)；和，
第一行星齿轮架(17)，所述第一行星齿轮架能围绕所述第二转动轴线(6)转动地支承在所述壳体(2)中，在所述第一行星齿轮架上以能围绕对应的行星齿轮转动轴线(18)转动的方式保持有至少一个行星齿轮(19)，所述行星齿轮一方面与所述太阳轮(16)啮合并且另一方面与位置固定地保持在所述壳体(2)上的内齿轮(21)的内齿部(20)啮合，
其特征在于，所述中间轴(7)构成为空心轴，并且扭转轴(11)***到所述中间轴(7)中并且抗扭地与所述中间轴连接，其中，所述扭转轴(11)从所述中间轴(7)中向上伸出，并且其中，所述太阳轮(16)固定在所述扭转轴(11)的伸出部段处。
2.根据权利要求1所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述中间轴(7)在所述下部区域中借助径向-轴向轴承(8)支承在所述壳体(2)中并且在上部区域中经由至少一个径向轴承(9)支承在所述壳体(2)中。
3.根据权利要求2所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述中间轴(7)由所述径向-轴向轴承与所述径向轴承抗弯地支撑。
4.根据权利要求2所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述扭转轴(11)从上方***到所述中间轴(7)中并且经由形状配合连接与所述中间轴(7)连接。
5.根据权利要求4所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述扭转轴(11)经由联轴器齿部(12)形式的形状配合连接与所述中间轴(7)连接，其中，联轴器齿部(12)设置在所述扭转轴(11)的和所述中间轴(7)的下部区域中。
6.根据权利要求5所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述联轴器齿部(12)作为形状配合连接或力配合连接借助于球形的联轴器齿部或短齿部来制造。
7.根据权利要求5所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述联轴器齿部(12)在所述中间轴(7)中位于弯曲小的点处，并且所述径向-轴向轴承(8)在所述中间轴(7)上从外部包围内置的所述联轴器齿部(12)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述扭转轴(11)的长度确定了整个所述立式磨传动装置(1)的结构高度。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述扭转轴(11)的长度减小了所述太阳轮(16)相对于所述行星齿轮(19)的倾斜角。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，通过选择参数：长度、直径、质量和材料来确定所述扭转轴(11)的弹簧刚性，以便调整固有频率，并且沿着所述第二转动轴线(6)穿过所述扭转轴(11)的钻孔(15)改变了所述弹簧刚性。
11.根据权利要求10所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述扭转轴(11)中的所述钻孔(15)用于将润滑油引导至在所述立式磨传动装置(1)中位于上方的润滑部位，并且在端侧引入到所述钻孔(15)中的密封的连接件(14)建立了与导油***的连接。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述扭转轴(11)和固定在所述扭转轴上的所述太阳轮(16)构成为一体的。
13.根据权利要求1-7中任一项所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述扭转轴(11)在轴向端侧在下方支撑在所述中间轴(7)的端盘(13)上。
14.根据权利要求1-7中任一项所述的立式磨传动装置(1)，其特征在于，所述中间轴(7)由铸造材料制成或作为一体的锻造件制成。
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