CN104482185A - 箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱 - Google Patents

箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及DT型给料机减速器改进，一种箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱，包括箱体和箱体内输入轴、传动机构及输出轴，其特征在于：箱体内设内圆筒与圆端盖连接件，内圆筒与箱体输出端连接，圆端盖输入端外圆与箱体输入端内孔紧配，圆端盖输入端与箱体输入端用圆壳体密封连接，箱内壁与内圆筒与圆端盖连接件外壁形成夹层，箱体顶部、侧部设有进、排水阀，输入、出轴用轴承分别支承在圆端盖与内圆筒内，传动机构包括四相同星行轮、内齿圈、偏心轴承及柱销，圆壳体内设内啮合副，包括内齿圈与小齿轮，技术效果：夹层水套的热由出水阀排出与箱体散发，调节水量能增加热功率，主箱体不变，只需改变内啮合速比可得到一系列产品。

Description

箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱
【技术领域】
本发明涉及现有技术DT重型板式给料机用组合悬挂式专用减速器(简称DT型给料机减速器)的改进，具体涉及一种箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱。
【背景技术】
板式给料机广泛地应用在大型选矿厂破碎分级车间，作为自存料仓向初级破碎机连续或均匀给料之用，亦可作为转载的短距离输送。例如用于矿山溜山井底部直接将矿石给入大型车辆的，用于从原料仓向每一节货车连续均匀地给料装车。
DT型给料机减速器，是北方重工集团传动机械研究所参照德国弗兰德公司的技术而设计成功的专用减速器，采用三级直交减速器与两级行星减速器两壳体用螺栓连接一体结构。
DT型给料机减速器用于大功率重板上，有四个系列：DT35(239000Nm，i＝360～840)、DT36(240000Nm，i＝330～840)、DT37(170000Nm，i＝270～610)、DT38(80000Nm，i＝270～610)。
除.北方重工集团外，我国著名减速机企业如江苏国茂集团及荆州巨鲸传动机械公司等也生产DT型四系列产品。巨鲸传动公司也自称采用了德国的先进设计方案。
2006年，北方重工集团开发设计了DT39(60000Nm，i＝280～500)与DT40(30000Nm，i＝280～440)中型产品，其结构特征在于：两台减速器做成一体，采用二级直交传动加两级行星传动共四级、地脚连接式的结构，减轻了重量、解决了两壳体结合处漏油。
现有技术DT给料机减速器的主要缺陷在于：
(一)DT35～38型的五级减速，DT39、40型的四级减速，传动链过长的问题是：结构会复杂、造价会升高、整机会较重及轴向尺寸大；
(二)由于现有技术的两级行星(NBD减速器)未能采用散热措施，仅依靠自然散热导致热功率低，使得用户不得不加大一、二个机型号进行选型，许多机械理论专著就是这麽规定的，其结果必然增加了费用，功率越大、费用增加越多：如额定机型NBD800型(5000kg、价13.75万元、热功率204kW)，现加大二个机型号选用NBD1000(8100kg、价23万元、热功率335kW)，结果：价格增9万元、重量增3000kg，热功率仅增加130kW。
由此可见，为增大热功率现有技术的结构也必需改进。
热功率是闭式减速器在润滑油平衡温度条件下所能连续传递的最大功率。热功率应等于或近于实际工作传递的功率。(《齿轮传动设计手册》972页)
热功率是指在自然冷却条件下润滑油温不超过许用温度时的输入功率。热功率是设计润滑系统的重要参数，是选用减速器的重要依据。(《渐开线齿轮行星传动的设计与制造》230页)
油温过高是减速机故障的一个很重要原因，这是因为：油温高粘度下降，油膜破坏，润滑失效导致齿轮胶合、点蚀及异常磨损；油温高导致齿轮异常磨损，磨损使油温升高，如此恶性循环，使减速机过早损坏。减速齿轮箱润滑油油池最高许用温度约为70℃，其依据有三：
(1)德国PPSC1290-MY型风电齿轮箱：润滑油油池最高温度为70℃；
(2)风电增速齿轮箱期望的最高油温70℃(《风电增速齿轮箱的热功率计算箱》风力发电2003.3)
(3)国产某1.25MW机组油温监控系统：当齿轮箱润滑油温度超过75℃时，监控系统发出报警信号。(《风力发电机组齿轮箱润滑油温度监控系统》上海电机学院学报2008.12)
【发明内容】
本发明目的在于解决现有技术传动链过长及热功率低的缺陷，提供少齿差传动附加模块化内啮合齿轮副，传动链缩短为两级，用箱体夹层内水冷替代自然散热，使热功率能够接近或达到额定机械功率，一种箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱。
为实现上述目的，本发明采取的技术实施方案系根据：
(一)主少齿差减速箱不变，只要改变模块化内啮合速比，便可得到i＝280～840系列产品；
现有技术渐开线少齿差减速机，已有近30年的生产历史，产品遍及国内许多部门。渐开线少齿差传动具有较高的传动效率：《齿轮手册》上7-126页的计算例：η＝0.944(Zd＝2)；发明人100例计算结果：η＝0.934(Zd＝2)、0.96(Zd＝3)、0.97(Zd＝4)。
因而单级渐开线少齿差可取代二级行星齿轮传动，缩短了传动链；
(二)根据以下关于冷却散热装置能使热功率不低于机械功率的论述提出的：
《齿轮传动设计手册》973页：热功率的大小与散热冷却措施有关，如果采用循环油润滑、冷却器和外油箱足够大，热功率可以不低于机械功率；
《齿轮传动设计手册》1048页：采用外循环散热系统：油箱中润滑油→油泵→虑油器→风扇冷却→油进入油箱，只要供油量和扇风量足够大，减速器甚至可以不受热功率限制；
《齿轮传动设计手册》979页：当冷却水流量与流速足够大将箱体内油温控制在70℃左右时，减速器热功率P可提高1.5倍。这是因为：热功率修正公式P＝Bref·BV·BA·BT·PQ(kW)中油温系数BT＝0.667，使热功率P提高了50％。式中：Bref、BV、BA及BT分别为环境温度、空气流速、海拔高度及最高油温修正系数，其中：BT＝0.00236·C1.32845＝0.667(70℃)。
为实现上述目的，本发明采取的技术实施方案如下：
所述箱体内设有内圆筒与圆端盖的连接件，所述内圆筒法兰与箱体输出端面连接，所述圆端盖的输入端外圆与箱体输入端内孔紧配，所述圆端盖输入端面与箱体输入端的圆端面同时与圆壳体端面密封连接，所述内圆筒与圆端盖连接件的外表面设有散热筋；
所述箱体的内壁与内圆筒与圆端盖连接件的外壁围接形成密闭的夹层，所述箱体顶部设有联通密闭夹层的进水阀门，所述箱体的侧面设有与密闭夹层联通的出水阀门出水阀处另设一测量水温的仪器仪表；
所述箱体与内圆筒的本体为壁厚δ＝(1.1～1.3)(T2)0.25(mm)均匀薄壁圆筒体；
所述输入、出轴用第一、二轴承分别支承在圆端盖内孔与内圆筒输出端内孔；
进一步地，所述传动机构包括行星轮、第一内齿圈、偏心轴承及柱销，所述行星轮为相同四片轮，其中：两侧行星轮相位同；中间二行星轮相位同；两侧行星轮与中间二行星轮相位差180°，所述第一内齿圈紧固在内圆筒输入端内孔，所述行星轮中心轴承孔经偏心轴承安装于输入轴伸端，所述行星轮与第一内齿圈啮合传动，所述行星轮经柱销与输出轴连接。
再进一步地，所述模块化圆壳体内装置内啮合齿轮副，包括第二内齿圈与小齿轮，所述第二内齿圈连接在输入轴输入端上，所述小齿轮设在高速轴轴伸端，所述高速轴用轴承支承在端盖内孔，端盖连接在模块化圆壳体端面上。
本发明各单独技术特征虽然完全已知，但彼此互相支持，并且能产生下述技术效果：
(1)内圆筒及圆端盖的外壁围接形成密闭夹层，夹层中通冷却水，进水量通过阀门控制，密闭夹层水的热量一方面由出水阀门排出带走，另一方面传递给箱体本体的均匀薄壁圆筒散发到箱体外，冷却水容量大、散热面积遍及整个箱体、结构简单，可靠性高、制造成本低；
(2)根据冷却散热装置能使热功率不低于机械功率的论述，本发明通过对冷却水流量的调节，可以做到热功率不低于机械功率；
(3)当油温控制在70℃左右时，油温高粘度不致下降，油膜不受破坏，从而保证齿轮啮合副一直处于良好润滑状态下正常运转，使减速机具有长的使用寿命期；
(4)当主少齿差减速箱不变，而改变模块化内啮合齿轮副的减速比，便可得到一系列减速产品，模块化内啮合齿轮副的优点是结构紧凑、内齿圈调质处理、毋须磨齿制造成本低；
(5)四片轮的技术效果是：承载力可提高一倍；能实现运转动平衡。
【附图说明】
图1.本发明实施例结构示意图
图2..北方重工集团的DT35～DT38型板式给料机组合减速器外形示意图
图3..北方重工集团的DT39、DT40型板式给料机组合减速器外形示意图
图4、5、6分别为.北方重工集团、国茂集团及巨鲸传动机械公司DT35～DT38产品照片
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱，包括箱体1和设置于箱体1内并依次传动的输入轴13、传动机构及输出轴4，其特征在于：
所述箱体1内设有内圆筒2与圆端盖16的连接件，所述内圆筒2法兰与箱体1输出端面连接，所述圆端盖16的输入端外圆与箱体1输入端内孔紧配，所述圆端盖16及箱体1二者输入端面同时与模块化圆壳体14的端面密封连接，所述内置圆筒2与圆端盖16连接件的外表面设有散热筋；
所述内圆筒2与圆端盖16连接件的外壁与箱体1的内壁围接形成密闭夹层，所述箱体1顶部设有联通密闭夹层的进水阀门J，所述箱体1的侧面设有与密闭夹层联通的出水阀门C，密闭夹层中的热水的热量一方面由出水阀门排出带走，另一方面传递给箱体本体的均匀薄壁圆筒散发到箱体外，冷却水容量大、散热面积遍及整个箱体、结构简单，调节方便、可靠性高、制造成本低，出水阀处另设一测水温的仪器仪表；
所述箱体1与内圆筒2的本体为壁厚δ＝(1.1～1.3)(T2)0.25(mm)均匀薄壁圆筒体铸铁件(T2减速箱输出扭矩，Nm)(成大先《机械设计手册》卷3.14-485页)，圆筒体具有高机械强度与良好散热性能；
所述输入、出轴13、4用第一、二轴承10、3分别支承在圆端盖16与内圆筒2输出端内；
所述传动机构包括行星轮、第一内齿圈7、偏心轴承9及柱销5，所述行星轮为相同的四片轮，其中：两侧行星轮8相位相同；中间二行星轮6相位相同；两侧行星轮8与中间二行星轮6相位差180°，四片轮的技术效果是：承载力可提高一倍；能实现运转动平衡，所述第一内齿圈7紧固在内圆筒2的输入端内孔，使作用力直接指向箱体底脚而不会产生倾翻力矩，所述行星轮中心的轴承孔经偏心轴承9安装于输入轴13轴伸端，所述行星轮与第一内齿圈7啮合传动，所述行星轮经柱销5与输出轴4连接。
所述模块化圆壳体14内装置内啮合齿轮副，包括第二内齿圈15与小齿轮11，所述第二内齿圈15连接在输入轴13的输入端上，所述小齿轮11设在高速轴12轴伸端，所述高速轴12用轴承支承在端盖内孔，端盖连接在模块化圆壳体14端面上。
当主减速箱不变，而只要改变模块化内啮合齿轮副的减速比，便可得到i＝280～840系列减速产品，内啮合齿轮副的优点是结构紧凑、内齿圈调质处理、毋须磨齿制造成本低。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种箱体夹层水冷重型板式给料机动平衡少齿差减速箱，包括箱体(1)和设置于箱体(1)内并依次传动的输入轴(13)、传动机构及输出轴(4)，其特征在于：
所述箱体(1)内设有内圆筒(2)与圆端盖(16)的连接件，所述内圆筒(2)法兰与箱体(1)输出端面连接，所述圆端盖(16)的输入端外圆与箱体(1)输入端内孔紧配，所述圆端盖(16)及箱体(1)二者输入端面同时与模块化圆壳体(14)的端面密封连接，所述内置圆筒(2)与圆端盖(16)连接件的外表面设有散热筋；
所述内圆筒(2)与圆端盖(16)连接件的外壁与箱体(1)的内壁围接形成密闭的夹层，所述箱体(1)顶部设有联通密闭夹层的进水阀门(J)，所述箱体(1)的侧面设有与密闭夹层联通的出水阀门(C)，出水阀处另设一测量水温的仪器仪表；
所述箱体(1)与内圆筒(2)的本体为壁厚δ＝(1.1～1.3)(T2)0.25(mm)均匀薄壁圆筒体铸铁件(T2为减速箱输出扭矩，Nm)；
所述输入、出轴(13、4)用第一、二轴承(10、3)分别支承在圆端盖(16)内孔与内圆筒(2)输出端内孔；
所述传动机构包括行星轮、第一内齿圈(7)、偏心轴承(9)及柱销(5)，所述行星轮为相同的四片轮，其中：两侧行星轮(8)相位相同；中间二行星轮(6)相位相同；两侧行星轮(8)与中间二行星轮(6)相位差180°，所述第一内齿圈(7)紧固在内圆筒(2)的输入端内孔，所述行星轮中心的轴承孔经偏心轴承(9)安装于输入轴(13)轴伸端，所述行星轮与第一内齿圈(7)啮合传动，所述行星轮经柱销(5)与输出轴(4)连接。
所述模块化圆壳体(14)内装置内啮合齿轮副，包括第二内齿圈(15)与小齿轮(11)，所述第二内齿圈(15)连接在输入轴(13)的输入端上，所述小齿轮(11)设在高速轴(12)轴伸端，所述高速轴(12)用轴承支承在端盖内孔，端盖连接在模块化圆壳体(14)端面上。
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