CN102770732B - 滚筒驱动器 - Google Patents

Abstract

根据本发明的滚筒驱动器大体上包括：a.环形齿轮，所述环形齿轮可固定于所述滚筒的外圆周表面以与所述滚筒一起转动；b.小齿轮，所述小齿轮与所述环形齿轮啮合且设置在驱动轴上以与所述驱动轴一起转动以及进行倾动，所述小齿轮这样装设在它的驱动轴上以致所述小齿轮可相对于所述环形齿轮枢转；以及c.驱动用电机，其供驱动所述驱动轴之用。此外，除啮合外，所述小齿轮还与所述环形齿轮成联锁滚动接触。

Description

滚筒驱动器

技术领域

本发明涉及驱动器，其用于具较大尺寸的滚筒，尤其是用于回转窑、冷却滾筒、滚筒式磨机等等。

背景技术

在这类滚筒中，尤其是回转式水泥窑，驱动电机的驱动转矩通过中间齿轮（小齿轮和环形齿轮）传递至滚筒。在该情况下，小齿轮轴承的座固定在窑底及环形齿轮通过合适的环形齿轮固定装置而安装在所述滚筒的外圆周以与所述滚筒一起转动。

所述中间齿轮的负载要视乎所述窑所需的扭矩及所述小齿轮与所述环形齿轮之间的啮合度而定。所述环形齿轮的实际运作及所述小齿轮相对于所述环形齿轮的定向均会影响所述啮合。为了最佳的啮合，所述小齿轮的轴与所述环形齿轮的轴可相互平衡且两者之间的距离要以这样一种方式调节,以致于其中的齿可在彼此上面滚动。

在操作条件变化甚大的情况下，尤其是如果滚筒受热时，窑轴会扭曲以及所述小齿轮与环形齿轮之间的距离会受改变。由此导致的转动和径向偏移以及所述环形齿轮的轴向间距的改变会这样加载所述啮合，以致出现齿牙过载并可造成損害。因此，业已有人提出若干技术方案，要使所述小齿轮与环形齿轮之间的啮合獨立于或至少大体独立于所述滚筒的操作条件。

在DE 9013226U1中，提出使用可倾动的小齿轮，其结果使因操作条件而导致所述小齿轮的轴与所述环形齿轮的轴之间存在的角偏差可大体得到补偿。由操作条件导致的所述环形齿轮的轴向移动（沿滚筒长度上之变化）会通过所述小齿轮与所述环形齿轮的齿的滑动而得以调节。然而，所述环形齿轮的径向偏移不能单靠可倾动的小齿轮而得到补偿。

为了保持所述小齿轮与环形齿轮的最佳啮合，DE 9013266U1因而提出在环形齿轮／小齿轮的区域内设置监测装置，其用于测量所述小齿轮与所述环形齿轮上的分度曲面之间的距离。所述小齿轮同时这样装设在其驱动轴上以致其可相对于所述环形齿轮枢转。所述小齿轮通过控制器以这样的随所述距离测量而变的方式来作出调节，以致所述环形齿轮与所述小齿轮之间的恒定啮合始终得以确保。

从实际经验中亦可得知另一解决方案，其中所述小齿轮可坚固地安装于所谓的小齿轮支架。所述小齿轮支架在所述环形齿轮上通过輥子而被径向和轴向地制导。由于所述小齿轮支架在所述环形齿轮上的制导，所述小齿轮支架及所述小齿轮均跟随所述环形齿轮的运动。所述小齿轮支架与所述环形齿轮之间的连接是联锁式连接。

所述小齿轮支架亦支承在所述窑底上。支承架将所述小齿轮支架维持在与所述环形齿轮相切的位置上，该支承架包括两个接头，这些接头容许所述小齿轮支架不受约束地跟随所述环形齿轮的歪斜和径向偏移及该环形齿轮的轴向位移。然而，此实施例中的所述小齿轮与固定于所述窑底的主动齿轮之间的转动连接是不利的。为补偿所述小齿轮支架与主动齿轮之间的相对移动，可使用万向节轴（万向轴）将扭矩从所述主动齿轮传递至所述小齿轮支架。该万向节轴可重调所述主动齿轮与所述小齿轮支架之间的偏斜角和长度变化。然而，该万向节轴这样设置于所述主动齿轮的高扭矩的一边，以致接头相应地承受大的压力。由直线延伸产生的相当大的力，以致在不使用强制力的情况下，所述小齿轮不再能跟随所述环形齿轮的运动。为减轻此问题，有人提出使用所述小齿轮支架内的齿轮的齿来重调所述长度。结果，此问题真的可减轻，但仍未能解决。所述主动齿轮的高扭矩的一边上的所述转动连接（万向轴）仍是有问题的。再者，此解决方案复杂且较传统的具有坚固地安装的小齿轮的驱动器贵达40%。

US 4234237A、US 2908179A、CH 231753A和DE 697258也公开了另一驱动概念，其中所述小齿轮本体用作驱动和支承待驱动的滚筒。然而，此驱动概念不能补偿所述滚筒的由生产和操作所致的转动偏移。

发明内容

因此，本发明的目标是要找出新的解决方案，藉以可靠地将所述环形齿轮的转动偏移和径向偏移也消减。

根据本发明，此目标通过权利要求1所述的特点得以实现。

根据本发明的滚筒驱动器大体上包括：

a)环形齿轮，所述环形齿轮可固定于所述滚筒的外圆周表面以与所述滚筒一起转动；

b)小齿轮，所述小齿轮与所述环形齿轮啮合且设置在驱动轴上以与所述驱动轴一起转动以及进行倾动，所述小齿轮这样装设在它的驱动轴上以致所述小齿轮可相对于所述环形齿轮枢转；

c)驱动用电机，其供驱动所述驱动轴之用。

除了啮合外，所述小齿轮还与所述环形齿轮成联锁滚动接触。

所述的可倾动的小齿轮使所述环形齿轮的转动偏移得以补偿。所述环形齿轮的轴向移动由所述小齿轮与所述环形齿轮的齿的滑动来调节，或者由所述驱动轴的轴承内的所述小齿轮的滑动来调节。在该情况下，通过所述环形齿轮而在轴向上制导所述小齿轮。

由于所述小齿轮亦与所述环形齿轮的额外的联锁滚动接触，所述环形齿轮的任何径向偏移也得以补偿。

从属权利要求涉及本发明的进一步的配置。

根据本发明的较佳的配置，为要产生联锁滚动接触，所述环形齿轮的两边形成与所述环形齿轮同心的圆柱形滚动路径，以及所述小齿轮包括与所述驱动轴同心地成型的两个圆柱形接触面，所述小齿轮的每一接触面与所述环形齿轮的滚动路径成滚动接触。

所述联锁滚动接触确保所述小齿轮与所述环形齿轮之间始终有稳定的啮合，原因是所述小齿轮通过所述联锁滚动接触而跟随所述环形齿轮的任何径向偏移。

所述小齿轮的所述接触面最好是有与节圆的直径相应的直径。由此而起的作用是，所述环形齿轮的滚动路径具有与该环形齿轮的节圆的直径相应的直径。如此，达到所述滚动路径可互相在对方上滚动而不会打滑。

所述接触面可，举例来说，通过轴向对称的肩在所述小齿轮上形成。同样地，所述滚动路径亦可通过轴向对称的肩在所述环形齿轮上形成。在所述小齿轮和环形齿轮上的肩可通过相应地成型的所述小齿轮／环形齿轮来产生，或者通过附加部件(尤其是同心环)来产生，所述同心环固定于所述小齿轮／环形齿轮上。

所述可倾动的小齿轮最好包括内小齿轮体和外小齿轮体，它们通过弧齿互相结合以传递所述驱动轴的转动，所述外小齿轮体包括与所述环形齿轮啮合的齿。

根据本发明的另一配置，同心地且可转动地安装的环设在所述小齿轮与环形齿轮之间，以产生所述联锁滚动接触。

所述小齿轮在所述驱动轴的轴承中能以轴向移位和／或所述小齿轮通过所述环形齿轮而在轴向上制导。

所述驱动轴可方便地与主动齿轮结合。所述驱动轴亦可使驱动电机可通过万向节轴与所述主动齿轮接合，扭矩支架可设在所述主动齿轮上以及所述万向节轴可调节所述驱动轴的轴向移动。

与所述主动齿轮接合的所述万向节轴可设置在所述驱动轴的方向上或与所述驱动轴成一角度。

由于所述的最佳啮合，故此可以根据本发明的另一配置而使用具有硬化的齿廓的环形齿轮和小齿轮，致使所述中间齿轮可以较薄而建构时较便宜。

本发明的更多优点和配置将以一些实施例及附图的描述为基础加以详述。

附图说明

所述附图包括：

图1为根据某第一个实施例的驱动器的局部截面图；

图2为根据图1的驱动器的侧面；

图3为根据某第二个实施例的驱动器的局部截面图；

图4为根据某第三个实施例的驱动器的局部截面图。

具体实施方式

图1和图2展示滚筒用的驱动器，尤其是制水泥用的转窑用的驱动器。所述驱动器大体上包括环形齿轮1，其可固定于所述滚筒（未有详细展示）的外圆周表面与之作转动，以及小齿轮2，其与所述环形齿轮1啮合且设置在驱动轴3上以与所述驱动轴一起转动以及进行倾动。所述驱动轴3安装于所述小齿轮2两边的轴承4、5中，所述轴承又安装在底座6上。

所述小齿轮在所述驱动轴3的轴承4、5中最好能以轴向移位。所述小齿轮2亦能在所述环形齿轮1上的轴向受导引。

所述可倾动的小齿轮2包括内小齿轮体2a和外小齿轮体2b，它们通过弧齿2c互相结合以传递所述驱动轴3的转动。所述外小齿轮体2b又包括与所述环形齿轮啮合的齿2d。所述内小齿轮体2a具有呈球形部分形式的表面，所述外小齿轮体2b球铰地安装在所述内小齿轮体上。通过弧齿2c，可使扭矩由与所述驱动轴3接合以便一齐转动的所述内小齿轮体2a传递至所述外小齿轮体2b。

由于所述的球铰安装和弧齿，所述外小齿轮体2b可围绕所述球铰安装的中心2e作二自由度的转动。相互配合的所述小齿轮2的齿2d與所述环形齿轮的齿1a之間，存在非强制啮合(non-positive meshing)。如果在所述齿宽度上的不平均的负载分布克服所述球铰安装和弧齿2c中的摩擦力，所述外小齿轮体2b会跟随所述环形齿轮1的任何转动偏移。

所述环形齿轮1的任何径向偏移会通过所述小齿轮2与所述环形齿轮1的联锁滚动接触得到补偿。为此目的，两个轴向对称的肩1b、1c固定于所述环形齿轮1上，每个肩包括圆柱形滚动路径1d、1e。具有圆柱形接触面2h、2i的相应的轴向对称的肩2f、2g以相应的方式固定于所述小齿轮2上，特别是可固定于所述外小齿轮体2b上，每个接触面2h和2i分别与滚动路径1d和1e成滚动接触。所述小齿轮2的接触面2h、2i的直径相应于该小齿轮的齿2d的节圆的直径。相应地，所述环形齿轮1的滚动路径1d、1e的直径相应于该环形齿轮的齿1a的节圆的直径。

要达到所述环形齿轮1与所述小齿轮的滚动接触，所述底座6枢转地固定在轴承7、8中。在这情况下，弹簧组件9、10确保即使所述驱动器在静止时，所述小齿轮2的接触面与所述环形齿轮1的滚动路径之间的接触仍得以维持。所述接触面2h、2i由所述齿的周向力（驱动力）和额外的弹簧组件9、10挤压在所述环形齿轮1的相关的滚动路径上。利用此相对简易的构造，所述小齿轮2便可这样直接地跟随所述环形齿轮的任何径向偏移，以致所述环形齿轮与所述小齿轮之间的最佳啮合始终得以确保。如此，就能可靠地防止所述齿过载和对所述齿的任何损毁。

所述驱动轴3通过界面11与所述主动齿轮12这样地接合，以致所述主动齿轮12和所述驱动轴3跟随所述底座6的任何枢转动作。扭矩支架13（示意地示出）设在所述主动齿轮12与所述底座6之间。

所述界面可有利地这样设计，以致可使用从不同制造商或供应商获取的中间齿轮和主动齿轮。驱动电机14设为固定的，通过万向节轴15与所述主动齿轮12接合，与所述主动齿轮12接合的万向节轴15可调整至所述驱动轴的方向（如所示）或与所述驱动轴成角。由于这个构造，在高扭矩一边的所述主动齿轮12通过界面11直接与所述驱动轴3接合，即没有额外的万向节轴。设在所述主动齿轮12的扭矩支架13和所述万向节轴15可有利地调节所述驱动轴3的轴向移动。

根据图1的实施例，所述轴向对称的肩1b、1c由固定于所述环形齿轮1上的同心环构成。图3所示为根据第二实施例的驱动器，其与所述第一个实施例实质上的不同只在于所述的肩1’b、1’c与所述环形齿轮1一体成型。

另一个可能性包括设置环件16、17，所述环件同心地设置在所述驱动轴3的周围且可转动地设置在滚动路径1e与接触面2i之间及滚动路径1d与接触面2h之间（参看图4）。该两个环件在这情况下通过设置于所述外小齿轮体2b与所述的肩2g和2f之间而可在轴向上固定。所述的环件16、17可通过间隙配合进行相对于所述支承2f和2g的接触面2h、2i的相对移动。

在上述的驱动器中，可使用简单、可靠和合乎成本效益的组件。所述小齿轮与所述环形齿轮之间的所述滚动接触亦带来最佳的啮合效果，并不受制于操作状态。由于所述主动齿轮12与所述驱动轴3直接结合，可在高扭矩的一边省却容易受损的中介的万向节轴。

Claims (14)

1.一种滚筒驱动器，所述驱动器包括：

a)环形齿轮(1)，所述环形齿轮可固定于所述滚筒的外圆周表面以与所述滚筒一起转动；

b)小齿轮(2)，所述小齿轮与所述环形齿轮(1)啮合且设置在驱动轴(3)上以与所述驱动轴一起转动以及进行倾动，所述小齿轮(2)这样装设在它的驱动轴(3)上以致所述小齿轮可相对于所述环形齿轮(1)枢转；以及

c)驱动电机(14)，所述驱动电机用于驱动所述驱动轴(3)；

其特征在于，除啮合外，所述小齿轮(2)还与所述环形齿轮(1)成联锁滚动接触，所述小齿轮(2)在所述驱动轴(3)的轴承(4、5)中能在轴向上移位。

2.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，为了形成所述联锁滚动接触，所述环形齿轮(1)的两边形成与所述环形齿轮同心的圆柱形滚动路径(1d、1e)，以及所述小齿轮(2)包括与所述驱动轴(3)同心地成型的两个圆柱形接触面(2h、2i)，所述小齿轮(2)的每一接触面与所述环形齿轮(1)的滚动路径成滚动接触。

3.根据权利要求2的驱动器，其特征在于，所述小齿轮(2)的接触面(2h、2i)的直径相应于所述小齿轮(2)的节圆的直径。

4.根据权利要求2或权利要求3的驱动器，其特征在于，所述环形齿轮(1)的滚动路径(1d、1e)的直径相应于所述环形齿轮(1)的节圆的直径。

5.根据权利要求2的驱动器，其特征在于，通过轴向对称的肩(2f、2g)在所述小齿轮(2)上形成所述接触面(2h、2i)。

6.根据权利要求2的驱动器，其特征在于，通过轴向对称的肩(1b、1c)在所述环形齿轮(1)上形成所述滚动路径(1d、1e)。

7.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，可倾动的小齿轮包括内小齿轮体(2a)和外小齿轮体(2b)，它们通过弧齿(2c)互相结合以传递所述驱动轴(3)的转动，且所述外小齿轮体(2b)包括与所述环形齿轮(1)啮合的齿(2d)。

8.根据权利要求7的驱动器，其特征在于，所述外小齿轮体(2b)球铰地安装在所述内小齿轮体(2a)上。

9.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，所述小齿轮(2)与所述环形齿轮(1)在轴向上可相对于彼此移位。

10.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，至少一个同心且可转动地安装的环件(16、17)设置在所述小齿轮(2)与所述环形齿轮(1)之间以形成所述联锁滚动接触。

11.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，所述驱动轴(3)与主动齿轮(12)直接结合。

12.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，通过所述环形齿轮(1)而在轴向上制导所述小齿轮(2)。

13.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，所述驱动电机(14)通过万向节轴(15)与主动齿轮(12)接合，在所述主动齿轮(12)上设有扭矩支架(13)且所述万向节轴(15)调节所述驱动轴(3)的轴向移动。

14.根据权利要求1的驱动器，其特征在于，所述环形齿轮(1)和所述小齿轮(2)具有硬化的齿廓。