CN106594185A - 一种单输入双输出齿轮箱和超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统 - Google Patents
一种单输入双输出齿轮箱和超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统，采用双边驱动模式，在磨机的开式齿圈两侧设置两个齿轮箱；每个齿轮箱包括箱体及由箱体支撑的一根输入轴和两根作为输出轴的扭力轴，扭力轴外套设有空心轴Ⅰ和空心轴Ⅱ，空心轴Ⅰ和空心轴Ⅱ分别与扭力轴固定连接，输入轴的一端设有一级小齿轮，空心轴Ⅰ中部设有一级大齿轮，两个一级大齿轮分别与一级小齿轮啮合，两个空心轴Ⅱ中部各设一个二级小齿轮；两个齿轮箱中所有的二级小齿轮均采用斜齿与开式齿圈啮合，输入轴通过限扭联轴器与驱动电机联接，限扭联轴器上设置有制动器。本发明解决了现有技术中传动装置装载功率低、环形电机直联驱动造价高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮传动领域，具体涉及一种单输入双输出齿轮箱及采用该齿轮箱的超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统。
背景技术
对于常规矿用磨机，国内外采用的驱动方式很多，如单边同步电机+开式齿轮副驱动、单边异步电机+齿轮箱+开式齿轮副驱动、双边同步电机+开式齿轮副驱动、双边异步电机+齿轮箱+开式齿轮副驱动等。现有技术中的单输入双输出齿轮箱，输出轴是直接在同一根轴上连接分别用于输入和输出的两个齿轮，研究表明，当磨机装机功率达到20000kW以上时（即磨机为超大型磨机时），以上驱动方式将不在适用，而选用无齿传动即环形电机直联驱动时，电机和控制系统造价高昂，系统结构复杂，对环境要求极高，需要专业的维护团队，备件与维护成本高，且可靠性有待提高。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种单输入双输出齿轮箱，以提高单边单电机装机功率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种单输入双输出齿轮箱，包括箱体以及由箱体支撑的一根输入轴和两根扭力轴，所述的两根扭力轴外均套设有空心轴Ⅰ和空心轴Ⅱ，空心轴Ⅰ和空心轴Ⅱ分别与扭力轴固定连接，输入轴的一端设有一级小齿轮（即输入轴的两个支撑点位于一级小齿轮的同侧），两根扭力轴上的空心轴Ⅰ中部设有一级大齿轮，两个一级大齿轮分别与一级小齿轮啮合，两根扭力轴上的空心轴Ⅱ中部各设一个二级小齿轮用于将动力输出给同一个待驱动的齿轮或齿圈实现两点啮合。
优选地，所述的二级小齿轮与空心轴Ⅱ一体成型。
优选地，所述输入轴靠近一级小齿轮的一端通过圆柱滚子轴承或调心滚子轴承与箱体连接。
优选地，所述输入轴远离一级小齿轮的一端通过组合轴承与箱体连接，所述组合轴承为圆柱滚子轴承与推力轴承的组合或调心滚子轴承与推力轴承的组合。
优选地，所述一级大齿轮与空心轴Ⅰ通过法兰联接。
优选地，所述空心轴Ⅰ上一级大齿轮的两侧均通过一级径向滑动轴承支撑，空心轴Ⅰ上还连接有用于阻止空心轴Ⅰ轴向窜动的一级推力瓦；所述空心轴Ⅱ上二级小齿轮两侧均通过二级径向滑动轴承支撑，空心轴Ⅱ上还连接有用于阻止空心轴Ⅱ轴向窜动的二级推力瓦。
优选地，空心轴Ⅰ远离空心轴Ⅱ的一端沿径向向外延伸形成端面法兰，空心轴Ⅰ的端面法兰通过齿式联轴器与扭力轴连接，其中齿式联轴器的内圈与扭力轴固定连接，齿式联轴器的外圈与空心轴Ⅰ端面法兰固定连接，空心轴Ⅱ远离空心轴Ⅰ的一端与扭力轴法兰连接。
本发明的另一个目的是提供一种采用了上述任意一种齿轮箱的超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统，所述超大型磨机包括磨机本体和开式齿圈，开式齿圈套设在磨机本体的一端并与磨机本体固定连接，所述齿轮驱动系统采用了两个所述的齿轮箱，两个齿轮箱分别设置在超大型磨机的两侧，两个齿轮箱中所有的二级小齿轮均采用斜齿与开式齿圈啮合，输入轴通过限扭联轴器与驱动电机联接，限扭联轴器上设置有制动器。
进一步地，所述超大型磨机的开式齿圈通过法兰与磨机本体固定连接。
有益效果：采用了两级传动，传动链简洁，结构简单，加工方便；一级小齿轮连接在输入轴的端部，一级大齿轮两点支承，通过一级小齿轮径向及扭转弹性变形改善齿面接触；一级大齿轮与二级齿轮轴采用扭力轴联接，通过现场调整联接法兰相位角，保证二级齿轮啮合（如二级小齿轮与磨机齿圈的啮合）的同步性；两根扭力轴外均套设有空心轴Ⅰ和空心轴Ⅱ，空心轴Ⅰ和空心轴Ⅱ分别与扭力轴固定连接，通过扭力轴的扭转弹性变形降低动态载荷，改善均载效果；通过一级小齿轮轴的扭转及径向弹性位移和扭力轴的扭转变形消除齿轮加工误差、安装误差、传递误差对均载的影响，驱动系统的二级小齿轮采用斜齿输出，配合所述两级传动、扭力轴变形、轴承支撑等，使单边单电机装载功率超过10000kW，另外，输入轴转速较低，滚动轴承寿命可以保证。本方案传动结构简单，可靠性高，易于安装维护，采用双边双电机驱动可使整体装载功率达到20000kW及以上。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例中齿轮箱的结构示意图；
图3是本发明实施例中的齿轮传动示意图；
图中标记：1、驱动电机，2、制动器，3、限扭联轴器，4、箱体，5、开式齿圈，6、磨机本体，7、输入轴，8、一级大齿轮，9、齿式联轴器，10、空心轴Ⅰ，11、一级径向滑动轴承，12、一级推力瓦，13、二级径向滑动轴承，14、空心轴Ⅱ，15、二级推力瓦，16、扭力轴，17、组合轴承。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，一种超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统，所述超大型磨机包括磨机本体6和开式齿圈5，开式齿圈5套设在磨机本体6的一端并通过法兰与磨机本体6固定连接，所述齿轮驱动系统采用了两个单输入双输出齿轮箱，两个齿轮箱对称设置在磨机本体6两侧；包括箱体4以及由箱体4支撑的一根输入轴7和两根扭力轴16，所述扭力轴16外套设有空心轴Ⅰ10和空心轴Ⅱ14，空心轴Ⅰ10和空心轴Ⅱ14分别与扭力轴16固定连接，输入轴7的一端设有一级小齿轮，空心轴Ⅰ10中部设有一级大齿轮8，两个一级大齿轮8分别与一级小齿轮啮合，两个空心轴Ⅱ14中部各设一个二级小齿轮用于将动力输出给同一个待驱动的齿轮或齿圈实现两点啮合；两个齿轮箱中所有的二级小齿轮均采用斜齿与开式齿圈5啮合，输入轴7通过限扭联轴器3与驱动电机1联接，限扭联轴器3可设置最大传递扭矩，当驱动力矩超出传递上限时，会自动打滑，保护磨机及传动装置不受损伤，限扭联轴器3上设置有制动器2。
作为优选方案，其中，二级小齿轮与空心轴Ⅱ14一体成型；所述输入轴7靠近一级小齿轮的一端通过圆柱滚子轴承或调心滚子轴承与箱体4连接；所述输入轴7远离一级小齿轮的一端通过组合轴承17与箱体4连接，所述组合轴承17为圆柱滚子轴承与推力轴承的组合或调心滚子轴承与推力轴承的组合；所述一级大齿轮8与空心轴Ⅰ10通过法兰联接；所述空心轴Ⅰ10上一级大齿轮8的两侧均通过一级径向滑动轴承11支撑，空心轴Ⅰ10上还连接有用于阻止空心轴Ⅰ10轴向窜动的一级推力瓦12；所述空心轴Ⅱ14上二级小齿轮两侧均通过二级径向滑动轴承13支撑，二级径向滑动轴承13采用柔性支撑瓦支撑并根据空心轴Ⅱ14径向变形调整瓦面接触，空心轴Ⅱ14上还连接有用于阻止空心轴Ⅱ14轴向窜动的二级推力瓦15；扭力轴16与空心轴Ⅰ10和空心轴Ⅱ14的连接均为端部连接（即扭力轴16的外周面与空心轴Ⅰ10和空心轴Ⅱ14之间无花键连接）空心轴Ⅰ10远离空心轴Ⅱ14的一端沿径向向外延伸形成端面法兰，空心轴Ⅰ10的端面法兰通过齿式联轴器9与扭力轴16连接，其中齿式联轴器9的内圈与扭力轴16通过销轴固定连接，齿式联轴器9的外圈通过精制螺栓或销轴与空心轴端面法兰固定连接，齿式联轴器9中外圈的内齿与内圈的外齿相配合实现联轴效果，扭力轴16的端面设置有压板用于对齿式联轴器9的内圈定位，空心轴Ⅱ14远离空心轴Ⅰ10的一端与扭力轴16法兰连接，扭力轴法兰联接孔为腰型孔，可圆周方向调整与空心轴Ⅱ14的联接相位角。本实施例采用齿式联轴器9与压板、一级推力瓦12、二级推力瓦15等配合，消除空心轴Ⅰ10与空心轴Ⅱ14的轴向窜动，保证扭力轴16只承受扭矩。
工作时，动力由输入轴7输入，一级小齿轮与两个一级大齿轮8啮合实现功率分流，一级大齿轮8将动力传递给空心轴Ⅰ10，空心轴Ⅰ10通过齿式联轴器9和扭力轴16将扭矩传递给空心轴Ⅱ14，空心轴Ⅱ14通过二级小齿轮与开式齿圈5啮合将动力输出，进而驱动磨机运转。
上述实施例仅为对本发明的构思及具体实施进行举例说明，不能理解为对本发明的限制，任何在不脱离本发明构思的情况下所作出的修改和替换，均应纳入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：包括箱体（4）以及由箱体（4）支撑的一根输入轴（7）和两根扭力轴（16），所述的两根扭力轴（16）外均套设有空心轴Ⅰ（10）和空心轴Ⅱ（14），空心轴Ⅰ（10）和空心轴Ⅱ（14）分别与扭力轴（16）固定连接，输入轴（7）的一端设有一级小齿轮，两根扭力轴（16）上的空心轴Ⅰ（10）中部均设有一级大齿轮（8），两个一级大齿轮（8）分别与一级小齿轮啮合，两根扭力轴（16）上的空心轴Ⅱ（14）中部各设一个二级小齿轮用于将动力输出给同一个待驱动的齿轮或齿圈实现两点啮合驱动。
2.根据权利要求1所述的一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：所述的二级小齿轮与空心轴Ⅱ（14）一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：所述输入轴（7）靠近一级小齿轮的一端通过圆柱滚子轴承或调心滚子轴承与箱体（4）连接。
4.根据权利要求1所述的一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：所述输入轴（7）远离一级小齿轮的一端通过组合轴承（17）与箱体（4）连接，所述组合轴承（17）为圆柱滚子轴承与推力轴承的组合或调心滚子轴承与推力轴承的组合。
5.根据权利要求1所述的一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：所述一级大齿轮（8）与空心轴Ⅰ（10）通过法兰联接。
6.根据权利要求1所述的一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：所述空心轴Ⅰ（10）上一级大齿轮（8）的两侧均通过一级径向滑动轴承（11）支撑，空心轴Ⅰ（10）上还连接有用于阻止空心轴Ⅰ（10）轴向窜动的一级推力瓦（12）；所述空心轴Ⅱ（14）上二级小齿轮两侧均通过二级径向滑动轴承（13）支撑，空心轴Ⅱ（14）上还连接有用于阻止空心轴Ⅱ（14）轴向窜动的二级推力瓦（15）。
7.根据权利要求1所述的一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：空心轴Ⅰ（10）远离空心轴Ⅱ（14）的一端沿径向向外延伸形成端面法兰，空心轴Ⅰ（10）的端面法兰通过齿式联轴器（9）与扭力轴（16）连接，其中齿式联轴器（9）的内圈与扭力轴（16）固定连接，齿式联轴器（9）的外圈与空心轴Ⅰ（10）端面法兰固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种单输入双输出齿轮箱，其特征在于：空心轴Ⅱ（14）远离空心轴Ⅰ（10）的一端与扭力轴（16）法兰连接，扭力轴法兰的联接孔为腰型孔。
9.一种采用了如权利要求1-8任一项权利要求所述齿轮箱的超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统，所述超大型磨机包括磨机本体（6）和开式齿圈（5），开式齿圈（5）套设在磨机本体（6）的一端并与磨机本体（6）固定连接，其特征在于：所述齿轮驱动系统采用了两个所述的齿轮箱，两个齿轮箱分别设置在超大型磨机的两侧，两个齿轮箱中所有的二级小齿轮均采用斜齿与开式齿圈（5）啮合，输入轴（7）通过限扭联轴器（3）与驱动电机（1）联接，限扭联轴器（3）上设置有制动器（2）。
10.根据权利要求9所述的一种超大型磨机多点啮合齿轮驱动系统，其特征在于：所述开式齿圈（5）通过法兰与磨机本体（6）固定连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170426 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |