CN107667236A - 用于搅拌磨机的齿轮减速器及相应的磨机和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于驱动搅拌磨机的齿轮减速器，所述齿轮减速器包括：齿轮减速器壳体(40)；适于连接到驱动电机的输入轴(42)；设置于齿轮减速器壳体内部的减速级(44)；以及适于连接到搅拌研磨元件且适于由减速级驱动的输出轴(46)。所述输出轴(46)具有连接至所述减速级(44)的近轴端，以及远轴端，所述远轴端与所述近轴端相对并且用于固定到搅拌研磨元件。所述齿轮减速器包括轴向止挡件(66)，所述轴向止挡件适于轴向引导输出轴(46)且适于限制所述输出轴(46)在从近轴端至远轴端的方向上的轴向运动。

Description

用于搅拌磨机的齿轮减速器及相应的磨机和用途
技术领域
本发明涉及用于驱动搅拌磨机的齿轮减速器。
齿轮减速器包括：
-齿轮减速器壳体，
-适于连接到驱动电机的输入轴，
-设置于齿轮减速器壳体内部的减速级，以及
-输出轴，所述输出轴沿输出轴线(Y-Y)延伸，所述输出轴适于连接至搅拌研磨元件并且适于由减速级驱动。
背景技术
现有技术中已知的搅拌磨机包括搅拌研磨元件和磨机壳体。已知类型的搅拌磨机还包括用于驱动搅拌研磨元件的齿轮减速器和电机。
搅拌研磨元件通常由设置在磨机壳体上的径向轴承和轴向轴承引导。研磨元件通过弹性联轴器连接至齿轮减速器的输出轴，导致齿轮减速器的输出轴只受到旋转力的应力作用。
可选地，研磨元件的远端安装在设置于磨机壳体中的径向轴承上。
鉴于所施加的力太大而不能由磨机壳体的轴承支承，现有技术的解决方案不能传动高功率。而且，现有的搅拌磨机组装起来很复杂。
发明内容
本发明的目的在于设计一种用于驱动搅拌磨机的齿轮减速器，该齿轮减速器能够在磨机的给定尺寸下支承很大的研磨力。此外，本发明旨在提出一种用于驱动搅拌磨机的齿轮减速器，该齿轮减速器对于搅拌研磨元件的组装具有更高的成本效益。特别地，所述齿轮减速器必须适用于功率很高的搅拌磨机，特别是功率大于746kW(1000HP)的搅拌磨机。
为此，本发明涉及一种如上所述的用于驱动搅拌磨机的齿轮减速器，其特征在于，所述输出轴包括连接至减速级的近轴端，以及与近轴端相对并且用于固定到搅拌研磨元件的远轴端，且特征在于，齿轮减速器包括轴向止挡件，轴向止挡件适于轴向引导输出轴且适于限制输出轴在从近轴端至远轴端的方向上的轴向运动。
根据具体实施例，根据本发明的齿轮减速器可以包括以下特征中的一个或多个：
-轴向止挡件为轴向轴承，特别地为流体静力轴承或流体动力轴承，或者为具有滚动元件的推力轴承；
-齿轮减速器壳体包括限定出口开口的出口壁，所述输出轴穿过所述出口开口，齿轮减速器包括设置于出口开口内部的径向输出轴承，特别地为径向滚动轴承，并且输出轴通过径向输出轴承而相对于出口壁被引导；
-轴向止挡件在轴向上设置于减速级与所述出口壁之间，特别地，其中轴向止挡件支承在出口壁上；
-输出轴包括适于紧固所述搅拌研磨元件的紧固法兰；
-减速级包括行星减速齿轮，并且该行星减速齿轮设有：
-行星齿轮架，
-冠部，
-恒星齿轮，以及
-行星齿轮，
-特别是输出轴固定在行星齿轮架上和/或所述输入轴固定在恒星齿轮上。
-减速级包括至少一个简单平行齿轮系，特别是具有圆柱链齿轮。
本发明还涉及搅拌磨机，该搅拌磨机包括：
-研磨壳体，
-搅拌研磨元件，
-研磨元件的驱动齿轮减速器，
其特征在于所述驱动齿轮减速器为如上所述的齿轮减速器，并且其特征在于搅拌研磨元件通过紧固联轴器固定于所述输出轴上。
该搅拌磨机可以包括以下特征中的一个或多个：
-完全通过驱动齿轮减速器来相对于所述研磨壳体引导并支撑研磨元件；
-研磨元件通过齿轮减速器而相对于研磨壳体保持悬挂并且/或者其中所述研磨元件包括与研磨壳体间隔开的自由端；
-施加于搅拌研磨元件上的所有力，并且特别是所有研磨力，仅通过所述轴向止挡件支承，并且可选择地还通过所述径向轴承支承。
本发明还涉及如上所述的磨机或齿轮减速器的用途，包括以下步骤：
-通过轴向止挡件，并且可选择地通过所述径向轴承支承作用于所述搅拌研磨元件上的所有力，特别地为所有研磨力，特别地是在所述磨机以额定功率进行研磨的过程中承受的所有研磨力。
附图说明
通过阅读仅作为例子并参照附图进行的以下描述，将更好地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的搅拌磨机的示意图；和
图2是图1的搅拌磨机的一部分的放大的示意性剖视图。
具体实施方式
在下文中，除非另有说明，“轴向”和“径向”的表述是相对于它们所指的元件的轴线使用的。
图1示出了根据本发明的搅拌磨机，由通用附图标记2表示。
所述搅拌磨机2包括研磨壳体4，搅拌研磨元件6，驱动支撑部8以及所述研磨元件6的驱动装置10。
所述驱动装置10设置有驱动电机12和齿轮减速器14。驱动装置10适于通过驱动电机12和齿轮减速器14驱动研磨元件6旋转。所述驱动电机12是电动机，特别地，具有高于746kW(1000HP)的额定功率。
研磨壳体4设有底壁16，侧壁18，以及顶壁20，例如所述侧壁18是圆柱形，特别地，具有圆形截面。驱动支撑部8设置在顶壁20上，并用作研磨壳体4和齿轮减速器14之间的间隔部。例如，驱动支撑部8包括截头圆锥形支撑壁24和两个紧固法兰。可选择地，驱动支撑部8被省略。在这种情况下，研磨壳体4与齿轮减速器壳体40相邻。
顶壁20限定壳体开口22，研磨元件6通过壳体开口22在研磨壳体4内部延伸。
研磨元件6沿着竖直布置的研磨轴线X-X延伸。研磨元件6包括沿着研磨轴线X-X延伸的研磨轴26和至少一个研磨构件28，例如研磨螺旋。研磨构件28还可以包括垂直于研磨轴线X-X延伸的研磨盘或研磨指。
研磨轴26具有固定法兰30，其形成研磨元件6的轴向连接端。此外，研磨元件6包括轴向自由端31。该轴向自由端31与研磨壳体4间隔开并且不被位于研磨壳体4中的径向轴承支撑。更具体地，轴向自由端31远离底壁16设置。研磨元件6通过齿轮减速器14而相对于研磨壳体4保持悬挂。
齿轮减速器14设置有齿轮减速器壳体40，输入轴42，减速级44和输出轴46。
齿轮减速器14适于将输入轴42的旋转传动到输出轴46。输出旋转速度低于输入旋转速度。
齿轮减速器壳体40包括与输入轴42相关联的入口壁50，与输出轴46相关联的出口壁52以及将入口壁50连接至出口壁52的连接壁54。连接壁54通常是圆柱形，特别地，具有圆形截面。入口壁50限定入口开口56。出口壁52限定输出轴46穿过的出口开口58。
输出轴46沿输出轴线Y-Y延伸，输入轴42沿输入轴线Z-Z延伸。这两个轴线Y-Y和Z-Z是同轴的。
齿轮减速器14还包括径向输出轴承60，例如径向滚动轴承。输出轴46通过径向输出轴承60而相对于出口壁52被径向引导。径向输出轴承60设置在出口开口58中。
例如，径向输出轴承60是具有圆柱滚动元件的滚动轴承。
输出轴46包括与减速级44相连接的近轴端。近轴端由支撑法兰62形成。输出轴46包括与研磨元件6相连接的远轴端。远轴端由紧固法兰64形成。
齿轮减速器14有轴向止挡件66，轴向止挡件66适于轴向引导输出轴46，并适于限制输出轴46沿着输出轴线Y-Y相对于齿轮减速器壳体40从近轴端向远轴端的方向上的轴向运动。轴向止挡件66轴向引导输出轴46，并且限制输出轴46沿着输出轴线Y-Y相对于减速齿轮壳体40在从近轴向端向远轴向端的方向上的轴向运动。为此，支撑法兰62支撑在轴向止挡件66上并且轴向止挡件66由出口壁52支撑。
轴向止挡件66因此在轴向上设置在支撑法兰62和出口壁52之间。轴向止挡件66支承在出口壁52上。
轴向止挡件66是具有流体静力垫的轴承或具有流体动力垫的轴承。这些轴承可以承受非常大的力。可选地，轴向止挡件66是具有滚动元件的推力轴承，滚动元件例如滚子或珠子。
因此，作用在研磨元件6上的所有力，并且特别是由研磨过程产生的所有研磨力，都传递到输出轴46并且由出口壁52支承。
特别地，由研磨过程产生并施加到研磨元件6上的所有径向力被传递到输出轴46并且由位于出口壁52上的径向输出轴承60支承。
施加在研磨元件6上并且围绕垂直于研磨轴线XX或输出轴线YY的轴线作用的由研磨过程产生的扭矩被传递到输出轴46，并通过轴向止挡件66传递至出口壁52上。
研磨元件6的竖直向下作用的重力也由轴向止挡件66完全支承。研磨元件6通过输出轴46而悬挂在轴向止挡件66上。
所有由研磨过程产生并施加在研磨元件6上的轴向力传递到输出轴46，并由位于出口壁52上的轴向止挡件66支承。
输出轴46的紧固法兰64在轴向和径向上均固定在搅拌研磨元件6的紧固法兰30上。搅拌磨机包括将输出轴46连接到研磨元件的紧固联轴器69。该紧固联轴器69是刚性的，即，在研磨操作期间不允许输出轴46相对于研磨元件6移动。因此，紧固联轴器69没有自由度。在此情况下，紧固联轴器69的设置包括将输出轴46的紧固法兰64固定到搅拌研磨元件6的紧固法兰30。
减速级44包括行星减速齿轮70，行星减速齿轮70设置有行星齿轮架72，冠部74，恒星齿轮76和行星齿轮78。
输出轴46可旋转地固定在行星齿轮架72上，特别是相对于行星齿轮架72旋转固定和平移固定。更具体地说，输出轴46固定在支撑法兰62上，支撑法兰固定在行星齿轮架72上。优选地，支撑法兰62和/或行星齿轮架72和/或输出轴46是整体或一体成型的。冠部74固定在齿轮减速器壳体40上，并且例如固定在连接壁54上。
输入轴42固定在恒星齿轮76上，特别地，这两个元件是整体或一体成型的。
驱动电机12包括具有电机轴线A-A的驱动轴80和电机壳体82。电机轴80经由联轴器84连接到输入轴42。联轴器84适于将来自电机轴80的旋转传动到输入轴42，同时允许输入轴线Z-Z和电机轴线A-A之间的径向和/或角度的对准偏差。例如，可允许的径向偏差至少是5mm。例如，输入轴线Z-Z和电机轴线A-A之间可允许的角度偏差至少是1°。
齿轮减速器壳体40和研磨壳体4是分离的并且是可分离的元件，并且不是整体或一体成型制造的。
如图1所示，仅通过驱动齿轮减速器14相对于研磨壳体4引导研磨元件6，更具体地，仅通过径向轴承60和出口壁52引导研磨元件6。
紧固联轴器69在轴向上位于研磨轴26和径向输出轴承60之间。而且，紧固联轴器69在轴向上位于研磨轴26和轴向止挡件66之间。
在研磨元件6上不设置其他支撑研磨元件6的径向或轴向轴承。
在搅拌磨机2的操作过程中，通过电机12和齿轮减速器14驱动研磨轴26旋转。作用在研磨元件6上的径向力，轴向力和扭矩研磨力，特别是在磨机以额定功率运行期间，完全通过紧固联轴器69传递，并且仅通过径向轴承60和轴向止挡件66来支承，并且仅通过齿轮减速器壳体40传递至研磨壳体4，可选地，通过驱动支撑部8传递至研磨壳体4。
根据本发明，齿轮减速器或磨机通过轴向止挡件66并且可选地通过径向轴承60支承作用于搅拌研磨元件上的所有力，并且特别是所有的研磨力，特别是在磨机以额定功率进行研磨的过程中承受的所有研磨力。
上述磨机和齿轮减速器的结构可以在尺寸给定的情况下可以支承非常大的研磨力。由于轴向止挡件结合在齿轮减速器之中，结构的总高度也较小。这也在给定的研磨和传动力的情况下实现了简单和紧凑的组装。
可选择地，齿轮减速器包括不止一个行星减速级70，而是输入轴42连接到附加行星减速级，该附加行星减速级包括连接到轴80的输入轴42。齿轮减速器还可以包括三个或者四个串联安装的行星减速级。
可选择地，齿轮减速器不包括行星减速级，而是包括由简单平行齿轮系构成的一个或多个减速级，特别是具有圆柱链齿轮。
可选择地，齿轮减速器可以由行星减速级和简单平行齿轮系的组合构成。

Claims (12)

1.一种用于驱动搅拌磨机的齿轮减速器，
所述齿轮减速器包括：
-齿轮减速器壳体(40)，
-适于连接到驱动电机的输入轴(42)，
-设置于齿轮减速器壳体内部的减速级(44)，以及
-输出轴(46)，所述输出轴(46)沿输出轴线(Y-Y)延伸，所述输出轴(46)适于连接至搅拌研磨元件并且适于由所述减速级驱动，
其特征在于：
-所述输出轴(46)包括连接至所述减速级(44)的近轴端，以及远轴端，所述远轴端与所述近轴端相对并且用于固定到搅拌研磨元件，且其特征在于
-所述齿轮减速器包括轴向止挡件(66)，所述轴向止挡件适于轴向引导输出轴(46)且适于限制所述输出轴(46)在从近轴端至远轴端的方向上的轴向运动。
2.根据权利要求1所述的齿轮减速器，其中所述轴向止挡件(66)为轴向轴承，特别地为流体静力轴承或流体动力轴承，或者为具有滚动元件的推力轴承。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮减速器，其中
-齿轮减速器壳体(40)包括限定出口开口(58)的出口壁(52)，所述输出轴穿过所述出口开口(58)，
-齿轮减速器包括设置于出口开口内部的径向输出轴承(60)，特别地为径向滚动轴承，并且
输出轴(46)通过径向输出轴承而相对于出口壁被引导。
4.根据权利要求3所述的齿轮减速器，其中所述轴向止挡件(66)在轴向上设置于所述减速级与所述出口壁(52)之间，特别地，其中轴向止挡件(66)支承在出口壁上。
5.根据上述任一项权利要求所述的齿轮减速器，其中输出轴(46)包括适于紧固所述搅拌研磨元件的紧固法兰(64)。
6.根据上述权利要求1-5所述的齿轮减速器，其中所述减速级(44)包括行星减速齿轮(70)，并且其中所述行星减速齿轮设有：
-行星齿轮架(72)，
-冠部(74)，
-恒星齿轮(76)
以及-行星齿轮(78)，
-特别是所述输出轴(46)固定在行星齿轮架(72)上和/或所述输入轴(42)固定在所述恒星齿轮(76)上。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的齿轮减速器，其中所述减速级包括至少一个简单平行齿轮系，特别是具有圆柱链齿轮。
8.一种搅拌磨机(2)，所述搅拌磨机包括：
-研磨壳体(4)，
-搅拌研磨元件(6)，
-研磨元件的驱动齿轮减速器(14)，
其特征在于所述驱动齿轮减速器为根据上述任一项权利要求所述的齿轮减速器，并且其特征在于所述搅拌研磨元件(6)通过紧固联轴器(69)固定于所述输出轴(46)上。
9.根据权利要求8所述的搅拌磨机，其中完全通过所述驱动齿轮减速器来相对于所述研磨壳体(4)引导并支撑所述研磨元件(6)。
10.根据权利要求8或9所述的搅拌磨机，其中所述研磨元件(6)通过所述齿轮减速器(14)而相对于所述研磨壳体(4)保持悬挂并且/或者其中所述研磨元件(6)包括与所述研磨壳体间隔开的自由端。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的搅拌磨机，其中施加于所述搅拌研磨元件上的所有力，特别是所有研磨力，仅通过所述轴向止挡件(66)支承，可选择地，还通过所述径向轴承(60)支承。
12.一种根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮减速器或者根据权利要求8-11中任一项所述的磨机的用途，特征在于包括以下步骤：
-通过轴向止挡件(66)，并且可选择地通过所述径向轴承(60)支承作用于所述搅拌研磨元件上的所有力，特别地为所有研磨力，特别地是在所述磨机以额定功率进行研磨的过程中承受的所有研磨力。
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