SU1135490A1 - Vertical roller mill drive - Google Patents

Abstract

ПРИВОД ВЕРТИКАЛЬНОЙ РОЛИКОЮЙ МЕЛЬНИЦЫ, содержащий электродвигатель с выходным валом, соединенным с горизонтальным входным валом SIL 1135490 А 4DRIVE OF VERTICAL ROLLER MILL, containing electric motor with output shaft connected to horizontal input shaft SIL 1135490 А 4

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в приводах мельниц дл  размола, напр мер, угл , цементного клинкера и других материалов. Известен привод валково-тарельчатой мельницы, содержащей электродвигатель с горизонтальным выходным валом, соединенный с входньм валон редуктора, быстроходна  ступень которого выполнена в виде двух ( раздвоенных ) конических зубчатых передач а тихоходна  - в виде соосной планетарной дифференциальной .передачи с трем  вращающимис  центральными звень ми (солнечной шестерни, коронного колеса и водила), при этом одно из центральных звеньев планетарной п ередачи соединено с вертикальным тихоходным валом тарели мельницы , а два других - соответственно с ведомыми колесами двух конических передач. Ведущие и ведомые колические шестерни обеих зубчатых передач жестко закреплены на рвоих валах. В таком приводе передача мощности с первой на вторую ступень осущест- вл етс  двум  потоками. Вращение и крут щий момент от горизонтального электродвигател  передаютс  на горизонтальный быстроходный вал редуктора и две ведущие конические шестерни с которых движение передаетс  двум зацепл кщимс  с ними коническим ведомым зубчатьм колёсам, каждое из которых жестко установлено на своем валу и соединено соответственно со своим центральным звеном планетарной ( дифференциальной )тихоходной ст5шени , где эти два потока мощности алгебраически суммируютс  на третьем звене планетарной ступени и передают с  на вал опорной тарели мельницы Однако двухпоточный привод вертикальной роликовой мельницы имеет ограниченные единичную передаваемую мощность и производительность мельницы . Это определ етс  тем, что кажда  отдел на  коническа  передача имеет невысокую предельную нагрузочную способность. В данном приводе единична  передаваема  мощность равна сумме двух мощностей, передаваемых двум  коническими зубчатыми пере дачами. Дальнейшее увеличение переда ваемой мощности такого привода невоз можно, так как тихоходна  планетарна  (, дифференциальна ) ступень имеет только, два принимаемых центральных звена(два, входных вала - два потока передачи мощности ), которые могут соедин тьс  только с двум  коническими зубчатыми передачами. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  привод вертикальной роликовой мельницы , содержащий электродвигатель с выходным в алом, соединенным с- горизонтальным входным валом редуктора, быстроходна  ступень которого выполнена в виде нескольких параллельных конических зубчатых передач с фрикционными муфтами, а тихоходна  ступеньв виде соосной планетарной передачи, имеющей зубчатые цилиндрические коjreca , вход щие в зацепление с ведомым колесом тихоходного вертикального вала опорной тарели 2. В известном приводе передача мощности осуществл етс  двум , чеtыpьм  или восемью потоками, при этом каждый из потоков представл ет собой отдельные зубчатые передачи ( конические и цилиндрические), располржённые по окружности вокруг центрального тихоходного колеса с вертикальным валом. В св зи с тем, что ведомые конические зубчатые ко- . леса несоосны между собой, а разнесены по периметру тихоходного высокомоментного ( а поэтому большегабаритного ) цилиндрического колеса, увеличиваетс  диаметральный габаритный размер вокруг вертикального тихоход-, ного вала привода (вала опорной помольной тарели мельницы). Радиус ометани  такого привода в плане равен сумме размеров следуюищх элементов передачи: радиуса тихоходного высокомоментного большегабаритного цилиндрического зубчатого колеса, радиуса цилиндрической шестерни тихоходной цилиндрической ступени и , радиуса конического Зубчатого колеса средней ступени. Диаметральный габаритный размер (диаметр ометани ) равен двум радиусам ометани ,т.е. равен сумме диаметров названных трех шестерен. Увеличение диаметрального габаритного размера привода приводит к повьшеиию его массы и стоимости производства. Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритных размеров привода в плане и снижение его массы. Указанна  цель достигаетс  тем, что в приводе вертикальной роликовой мельницы, содержащем электродвигатель с выходным валом, соединенным с горизонтальным входным валом редуктора быстроходна  ступень которого выполнена в виде нескольких параллельных конических зубчатых передач с фрикционными муфтами, а тихоходна  ступень - в виде соосной планетарной передачи, имеющей зубчатые цилиндри-г ческие колеса, вход щие в зацепление с ведомым колесом тихоходного вертикального вала опорной тарели, кониче кие венцы ведомого колеса и конические венцы ведущих шестерен зубчатых передач расположены соосного и вход т в зацепление по общей образующей конуса. На фиг.1 схематично изображен привод вертикальной роликовой мельницы с одной конической и с одной планетарной ступенью, вертикальный разрез; на фиг.2 - то же, с одной конической и с двум  планетарными ступен ми. Мельница, дл  которой- предназначен мнргопоточный привод, содержит корпус, помольные ролики 2 и опорную тарель 3 с вертикальнбй осью вра щени . Привод имеет приводной горизонтальный электродвигатель 4 и коническо-планетарный зубчатый редук . тор 5. Редуктор 5 кинематически соедин ет горизонтальный электродвигатель А с опорной тарелью 3, имеющей верти кальную ось вращени , и обеспечивает Уменьшение скорости и соответствующее увеличение крут щего момента на опор иой тарели 3. Редуктор 5 содержит дву ступени - быстроходную (низкомоментную ) коническую 6 и тихоходную (высокомоментную ) планетарную 7, сое диненные между собой последовательно Тихоходна  планетарна  ступень может быть одноступенчатой или двухступенчатой . Коническа  зубчата  ступень 6 содержит пересекающиес  или перекрещивающиес  ведущий и ведомый валы 8 и 9, малую коническую шестерню 10 и зубчатое коническое колесо 11, соотвествеино установленные на валах 8 и 9. Шестерн  10 состоит из набора соodHbix конических зубчатых венцов 12 имеющих общий образующий конус и жестко закрепленных на ведущем валу 8. Зубчатое колесо 11 состоит из набора соосных конических зубчатых венцов 13, которые имеют общий образующий конус и соедин ютс  с ведомым валом 9 посредством одиночных фрикционных дисков 14 (,фиг. 11 или не-, скольких дисков 15 (фиг.2) , Зубчатые конические венцы 13 свободно установлены в окружном направлении, а фрикционные диски 14 или 15 закреплены на ведущем валу 8 на шлицах. Весь набор зубчатых венцов 13 и фрикционных дисков сжат в осевом направлении пружиной 16, поджимаемой регулировочной гайкой 17. Конические зубчатые венцы 12 и 13 представл ют собой отдельную коническую передачу,  вл ющуюс  одиим из потоков передачи мощности в быстроходной конической ступени 6. Количество пар зубчатых венцов 12 и 13 в зависимости от передаваемых крут щих моментов может быть больше двух, соответственно зтому количеству зубчатых передач увеличиваютс  единичный передаваемый крут щий момент и мощность. При проектировании конической ступени 6 редуктора представл етс  возможность ширину зубчатых венцов 12 и 13 в каждой зубчатой передаче выполнить равной или разной, в зависимости от геометрических параметров передачи, скоростей и крут щих моментов . Дл  обеспечени равнопрочности зубчатых венцов передач можио измен ть мойент крут щий срабатывани  фрикционных дисков каждой из зубча тых пар путем либо изменени  количества фрикционных дисков 14 (или 15),либо усилий пружин 16. С увеличением количества фрикционных дисков и усилий пружин соответственно увеличиваетс  передаваемый крут щий, момент. С целью исключени  проскальзывани  отдельных зубчатых венцов 13 между собой необходимо, чтобы передаточные отношени  каждой конической зубчатой передачи при разных диаметрах образующих конусов были равны друг другу. Это выполн етс  тем, что при сохранении одинакового числа зубьев одноименных зубчатых венцов конической ступени модуль зацеплени  по мере удалени  от вершины образующих конусов пропорциональ- , но увеличиваетс  , при сохранении одинакового модул  зубчатых венцов конической ступени числа зубьев одноименных венцов по мере удалени  от 511 вершин образующих конусов пропорционально увеличиваютс . Конические зубчатые венцы быстроходной конической ступени могут быт вьтолнены с пр мс ми, спиральными и круговыми зубь ми (с пересекающимис  ос ми), а также гипоидно (с перекрещивающимис  ос ми). При работе мельницы вращение и крут щий момент от горизонтального электродвигател  4 передаетс  через быстроходную коническую ступень 6 и тихоходнзте) планетарную ступень 7 на опорную тарель 3,котора , враща сь, за клинивает обрабатываемый материал под помольные ролики 2, где и осуществл етс  дробление и измельчение материала. Мелкий готовый продукт газами (воздухом ) уноситс  из мельницы к месту хранени . Передача крут щего момента от ведущего вала 8 к ведомому валу 9 осуществл етс  двум  и более потоками через венщл 12 и 13 и фрикционные диски 14 (или 15).. Если крут щий момент на валу 9 превыщает рут щий момент тренн  фрикционных дисков, то осуществл етс . последовательный поворот на величину боковых зазоров в зубчатых зацеплени х сначала одного, затем второго зубча.того венца 13 (если несколько зубчатых венцов 13, то - третьего и т.д.) , пока оба венца 13 (или все венцы при нескольких зубчатых венцах 13 ) одновременно не вступ т в работу только при достиз сении допуст1мого предельного крут щего момента происходит проскальзывание всех фрикционных дисков, тем самым силова  кинема тическа  цепь привода и мельницы (электродвигатель, быстроходна  и тихоходна  ступень редуктора, мелющие тела мельницы) предохран ютс  от перегрузок и поломок. Введу того, что зубчатые конические веицы 13 каждого из потоков пере дачи мощноати соединены с ведомым валом 9 посредством фрикционных дисков 14 (или 15), осуществл етс  самоустановка шестерен каждого из потоков в окружном направлении по зубь м, тем самым Компенсируютс  погрешности изготовлени  и сборки, обеспечиваетс  требуемое ( равномерное ) распредел1ение нагрузок между потоками передачи мощности с ообеспечением равнопрочности зубчатых зацеплений. Это позвол ет уменьшить требовани  к точности изготовлени , тредоемкость и стоимость производства.. Соосна  установка ведущих конических зубчатьж венцов 12 шестерни 10 на своем общем образующем конусе, а также соосна  установка ведомых конических зубчатых венцов I3 колеса 11 на своем общем образующем конусе позвол ют повысить компактность привода за счет уменьшени  габаритного размера привода в плане, что в свою очередь позвол ет уменьшить массу привода и стоимость производства его. При одновременном участии в работе двух и более параллельно работаю-; щих потоков мощности соответственно этому ( в 2 раза и более) увеличив.а- етс  единична  передаваема  мощность передачи. Увеличение единичной мощности конической многовенцовой ступени редуктора позвол ет соответственно во столько же раз увеличить производительность вертикальной роликовой мельницы. Примен   многопоточную коническую ступень зубчатого редуктора, в которой шестрен  и колесо вьтолнены в виде блоков, состо щих из набора нескольких, небольших по размеру, но параллельно работающих конических зубчатых венцов, можно создать привод мельницы с высокой единичной мощностью (производительностью),использу  относительно простую технологию его изготовлени .The invention relates to mechanical engineering and can be used in the drives of mills for grinding, for example coal, cement clinker and other materials. A roller-plate mill drive is known, containing a horizontal output shaft electric motor, connected to the input shaft of a gearbox, whose high-speed stage is made up of two (bifurcated) bevel gears and low-speed gearbox - in the form of a coaxial planetary differential gear with three rotating central links ( sun gear, crown wheel and carrier), while one of the central links of the planetary gear is connected to the vertical low-speed shaft of the mill plate, and the other two ootvetstvenno with two driven wheels bevel gear. Driving and driven colic gears of both gears are rigidly fixed on the billow shafts. In such a drive, the transmission of power from the first to the second stage takes place in two streams. Rotation and torque from a horizontal electric motor are transmitted to a horizontal high-speed gearbox shaft and two driving bevel gears from which movement is transmitted to two conical driven gear wheels coupled with them, each of which is rigidly mounted on its shaft and connected respectively with its central link planetary ( differential) low-speed station, where these two streams of power are algebraically summed at the third link of the planetary stage and transmitted from the shaft of the supporting plate to the chalk However Nica double ended drive vertical roller mill unit has limited transmission power and performance of the mill. This is determined by the fact that each section on the bevel gear has a low limiting load capacity. In this drive, the unit transmit power is equal to the sum of the two powers transmitted by the two bevel gears. A further increase in the transmission power of such a drive is impossible, since the low-speed planetary (, differential) stage has only two received central links (two, input shafts — two power transfer streams) that can only be connected with two bevel gears. The closest to the invention to the technical essence is the drive of a vertical roller mill, containing an electric motor with an output in scarlet, connected to the horizontal input shaft of the reducer, the high-speed stage of which is made in the form of several parallel bevel gears with friction clutches, and the low-speed step in the form of coaxial planetary gears gears that have serrated cylindrical gears that engage with the driven wheel of the low-speed vertical shaft of the support plate 2. In a known drive Power transmission is effected two, chetypm or eight threads, each thread represents a separate gearings (conical and cylindrical) raspolrzhonnye circumferentially around a central wheel with a low-speed vertical shaft. Due to the fact that the driven bevel gear boxes. the forests are not aligned with each other, but are spaced around the perimeter of a low-speed high-moment (and therefore a large-sized) cylindrical wheel, the diametrical overall size increases around the vertical low-speed drive shaft (shaft of the grinding table of the mill). The radius of such a drive in terms of is equal to the sum of the dimensions of the following transmission elements: the radius of a low-speed, high-moment large-sized cylindrical gear, the radius of the cylindrical gear of the low-speed cylindrical stage, and the radius of the bevel Gear of the middle stage. The diameter of the overall dimension (diameter ometani) is equal to two radii ometani, ie, equal to the sum of the diameters of these three gears. An increase in the diametrical overall size of the drive leads to a higher mass and cost of production. The aim of the invention is to reduce the overall dimensions of the drive in terms of and reduce its mass. This goal is achieved by the fact that in a drive of a vertical roller mill containing an electric motor with an output shaft connected to a horizontal input shaft of a reducer, the high-speed stage of which is made in the form of several parallel bevel gears with friction clutches, and the low-speed stage is in the form of a coaxial planetary gear having gear cylindrical gears that engage with the driven wheel of the low-speed vertical shaft of the bearing plate, the tapered rims of the driven wheel and conically The rims of the gears of the gears are located coaxially and engage in a common forming cone. In Fig.1 schematically shows the drive of a vertical roller mill with one conical and with one planetary gear, a vertical section; Fig. 2 shows the same, with one conic and with two planetary stages. The mill, for which the multi-flow drive is designed, includes a housing, grinding rollers 2 and a supporting plate 3 with a vertical axis of rotation. The drive has a horizontal drive motor 4 and a conical-planetary gear reduk. torus 5. Reducer 5 kinematically connects horizontal motor A with supporting plate 3, which has a vertical axis of rotation, and provides a reduction in speed and a corresponding increase in torque on the supporting plate 3. Reducer 5 contains two stages — a high-speed (low-torque) bevel 6 and low-speed (high-torque) planetary 7, connected to each other successively. The low-speed planetary stage can be single-stage or two-stage. The conical gear stage 6 contains intersecting or intersecting drive and driven shafts 8 and 9, a small bevel gear 10 and a gear bevel wheel 11, respectively, mounted on shafts 8 and 9. Gear 10 consists of a set of coodHbix bevel gears 12 having a common cone and rigidly mounted on the drive shaft 8. The gear wheel 11 consists of a set of coaxial conical gear rims 13, which have a common cone and are connected to the driven shaft 9 by means of single friction discs 14 (, Fig. 11 or n e-, how many disks 15 (FIG. 2), the toothed bevel rims 13 are freely mounted in the circumferential direction, and the friction disks 14 or 15 are fixed on the drive shaft 8. on the splines. The entire set of toothed rims 13 and the friction disks are compressed axially by the spring 16 , pressed by the adjusting nut 17. Bevel gears 12 and 13 are a separate bevel gear, which is one of the power transmission flows in the high-speed conical stage 6. The number of pairs of gears 12 and 13 depends on the transmitted torque comrade may be more than two, respectively ztomu are increased number of gear unit transmitted torque and power. When designing the conical gearbox 6 of the gearbox, it is possible to make the width of the gear rims 12 and 13 in each gear train equal or different, depending on the geometrical parameters of the gear, speeds and torques. To ensure equal strength of gears, it is possible to change the torque of the friction disks of each of the gear pairs by either changing the number of friction disks 14 (or 15) or spring forces 16. As the number of friction disks and spring forces increase, the transmitted torque increases accordingly. , moment. In order to avoid slippage of individual gear rims 13 between themselves, it is necessary that the gear ratios of each bevel gear with different diameters forming cones were equal to each other. This is accomplished by maintaining the same number of teeth of the same gear rims of the conical stage as the distance between the top of the forming cones is proportional, but increases, while maintaining the same module of the gear cones of the same number of teeth of the same rims as the distance from the 511 vertices of the cones remains. cones increase proportionally. The conical gear rims of a high-speed conical stage can be made with straight, helical and circular teeth (with intersecting axes), as well as hypoidally (with intersecting axes). During operation of the mill, rotation and torque from the horizontal motor 4 is transmitted through the high-speed conical stage 6 and the low-speed planetary stage 7 to the support plate 3, which rotates the material being processed into the grinding rollers 2, where crushing and grinding takes place material. The fine finished product is carried by gases (air) from the mill to the storage site. The transmission of torque from the drive shaft 8 to the driven shaft 9 is carried out by two or more flows through the beams 12 and 13 and the friction discs 14 (or 15). If the torque on the shaft 9 exceeds the running torque of the friction discs, then is. sequential rotation by the amount of side gaps in the first gears of one, then second gears of that crown 13 (if there are several gears of cogs 13, then of the third, etc.), while both crowns are 13 (or all of the cords with several gears of 13 ) at the same time, it does not enter into operation only when an acceptable torque limit is reached, all friction discs slip, thereby making the force kinematic chain of the drive and the mill (electric motor, high-speed and low-speed gear stage, grinding bodies of the mill s) are prevented from overloading and damage. Introducing the fact that the toothed bevel arms 13 of each of the power transfer streams are connected to the driven shaft 9 by means of friction disks 14 (or 15), the gears of each of the flows are set in the circumferential direction along the teeth, thereby compensating for the errors of manufacture and assembly, the required (uniform) distribution of loads between the power transmission flows is ensured with ensuring the equal strength of gearing. This reduces the requirements for precision manufacturing, the complexity and cost of production. Coaxial installation of the leading bevel gears 12 gears 10 on its common forming cone, as well as coaxial installation of the driven bevel gears I3 of the wheel 11 on its common forming cone allows to increase the compactness drive by reducing the overall size of the drive in plan, which in turn reduces the weight of the drive and the cost of producing it. With simultaneous participation in the work of two or more in parallel, working; corresponding to this (by a factor of 2 or more) an increase in a single transmitted transmit power. The increase in the unit capacity of the conical multi-stage gearbox stage makes it possible to increase the productivity of a vertical roller mill by the same factor. By using a multithreaded conical gear stage, in which the gear and wheel are made up of blocks consisting of a set of several small, but parallel conical gear rims, it is possible to create a drive unit with a high unit power (productivity) using relatively simple technology its manufacture.

ЧьЛMan

//

жWell

II ItII it

5five

бb

/ / Л / / L

I П 2 1§ 17 ГУГЗ fl Фиг.2I P 2 1§17 GUGZ fl Figure 2

Claims (1)

ПРИВОД ВЕРТИКАЛЬНОЙ РОЛИКОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ, содержащий электродвигатель с выходным валом, соединенным с горизонтальным входным валом редуктора, быстроходная ступень которого выполнена в виде нескольких параллельных конических зубчатых передач с фрикционными муфтами, а тихоходная ступень - в виде соосной планетарной передачи, имеющей зубчатые цилиндрические колеса, входящие в зацепление с ведомым колесом тихоходного вертикального вала опорной тарели, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров привода в плане и снижения его массы, конические венцы¹ ведомого колеса и конические венцы ведущих шестерен зубчатых передач расположены соосно и входят в зацепление по общей образующей конуса.VERTICAL ROLLER MILL DRIVE, comprising an electric motor with an output shaft connected to the horizontal input shaft of the gearbox, the high-speed step of which is made in the form of several parallel bevel gears with friction clutches, and the low-speed step - in the form of a coaxial planetary gear having cylindrical gears entering the spur gears engagement with the driven wheel of the low-speed vertical shaft of the support plate, with the fact that, in order to reduce the overall dimensions of the drive in plan and izhenii its mass, the conical rims of the ¹ driven wheel and the conical rims of the driving gears of the gears are coaxial and engage in the common generatrix of the cone. Фиг.1Figure 1 1 1354901 135490