CZ296752B6 - Celní rychlobezná prevodovka s rozvetvením náhonuz predlohového hrídele - Google Patents

Abstract

Pro soucasné napojení více hnaných strojních jednotek k jednotlivým náhonum (23 az 27) predlohovéhohrídele (3) a hnaných hrídelu (4 az 7) je na hnacím rychlobezném hrídeli (2) upevnen pastorek (10),který je v trvalém záberu s ozubeným kolem (11) predlohového hrídele (3) s náhonem (23), které soucasne zabírá s ozubeným kolem (15) hnaného hrídele (4) s náhonem (24) a podobne dalsí ozubené kolo (12) predlohového hrídele (3) je v záberu s ozubenýmkolem (16) hnaného hrídele (5) s náhonem (25), jeste dalsí ozubené kolo (14) predlohového hrídele (3) je v soucasném záberu s ozubenými koly (17, 18)hnaných hrídelu (6, 7) s upevnenými náhony (26, 27). Celní rychlobezná prevodovka umoznuje prenos velkých výkonu a delení tohoto výkonu na jednotlivénáhony (23 az 27) predlohového hrídele (3) a hnaných hrídelu (4 az 7) pro dosazení pozadovaných otácek pri potrebném vyssím prevodovém pomeru.

Description

Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele

Oblast techniky

Vynález se týká čelní rychloběžné převodovky s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele v pohonech průmyslových strojních zařízení, která umožňují připojení více hnaných strojů, a to při přenosu velkých výkonů s redukcí vysokých otáček.

Dosavadní stav techniky

Dosud se v soustrojích pohonů pro přenos velkých výkonů a vysokých otáček převážně používá převodových zařízení s čelními ozubenými koly nebo s planetovými převody. Čelní rychloběžné převodovky s paralelními hřídeli jsou všeobecně řešeny jen jako převodovky jednostupňové v provedení s jednoduše šikmým ozubením nebo s jednoduše šikmým ozubením s axiálními opěrnými kruhy anebo s dvojitě šikmým ozubením pastorku rychloběžného hřídele a ozubeného kola pomaloběžného hřídele. Velkou nevýhodou uvedených provedení je, že v jediném převodovém stupni lze dosáhnout převodových poměrů jen i = 9, max. i = 10. U jednostupňových převodů je omezeno připojení hnaných strojních jednotek. Každé z těchto provedení má ještě své specifické nevýhody dané vlastním koncepčním a konstrukčním řešením.

Používají se také rychloběžné planetové převodovky pro přenos velkých výkonů v soustrojí, ale pouze v jediném stupni. Planetovou převodovku tvoří vedle satelitů tři hlavní členy: centrální kolo, korunové kolo a nosič satelitů. Z hlediska funkce jakožto převodovky se využívá vždy jen rotace dvou hlavních členů, třetí je nepohyblivý. Jsou známy koncepce se zastaveným korunovým kolem, smax. převodovým poměrem i = 11, se zastaveným nosičem satelitů při dosažení max. i = 12 anebo se jen výjimečně používá zastaveného centrálního kola pro nízké převodové poměry. Tyto koaxiální převodovky umožňují jen minimální připojení hnaných strojů.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele, jejíž podstata spočívá v tom, že pastorek upevněný na hnacím rychloběžném hřídeli je v trvalém záběru s jedním z ozubených kol předlohového hřídele, které je současně v záběru s ozubeným kolem jednoho hnaného hřídele s letmo uloženým náhonem. Druhé ozubené kolo předlohového hřídele je v záběru s ozubeným kolem jiného hnaného hřídele s náhonem. Třetí ozubené kolo předlohového hřídele je v současném záběru se dvěma ozubenými koly dvou dalších hnaných hřídelů s upevněnými náhony. Další rozvětvení náhonů může být ještě odvozeno z předlohového hřídele od uvedených ozubených kol přes vložené hřídele a vložený převod na hnané hřídele s náhony. Tyto vložené hřídele a další hnané hřídele jsou uloženy v převodové skříni mimo dělicí rovinu. Předlohový hřídel a všechny hnané hřídele mohou být osazeny jedním nebo oboustranným náhonem.

Trvalým záběrem pastorku rychloběžného hřídele s jedním z ozubených kol předlohového hřídele je tvořen jednostupňový rychloběžný převod a spolu se záběry ozubených kol předlohového hřídele s ozubenými koly hnaných hřídelů anebo záběrem ozubených kol předlohového hřídele s ozubenými koly s vloženými hřídeli a dalším převodem ozubených kol s hnanými hřídeli jsou vytvořeny dvoustupňové až třístupňové rychloběžné převody s jednoduše šikmým ozubením ozubených kol.

Hnací jednotka čelní rychloběžné převodovky je umístěna na straně jednoho připojení rychloběžného hřídele a na straně druhého připojení může být napojena pomocná hnací jednotka.

-1 CZ 296752 B6

Rychloběžný hřídel, předlohový hřídel, vložené hřídele a všechny hnané hřídele jsou vysokootáčkovými hřídeli, uloženými v převodové skříni pomocí kluzných ložisek, která jsou vytvořena jako jednostranně radiaxiální. Jsou dělena a tak sestávají ze dvou ložiskových pánví, které jsou mezi jednotlivými hřídeli vzájemně zaměnitelné, až na rychloběžný hřídel. Pro mazání záběrů ozubení ozubených kol je přiváděn mazací tlakový olej olejovým čerpadlem do rozvodu oleje vytvořeného pomocí rozváděči trubky a vývrtů ve spodku tělesa převodové skříně. Olejové čerpadlo může být vytvořeno jako zubové čerpadlo vestavěné do spodku převodové skříně.

Výhoda čelní rychloběžné převodovky s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele dle vynálezu spočívá také v tom, že vlivem rozvětvení náhonů umožňuje současné připojení více hnaných Strojních jednotek k jednotlivým náhonům hnaných hřídelů. Tak je umožněno rozvětvení přenášeného výkonu pro pohon těchto hnaných strojů a tím je vytvořena rozvodová čelní rychloběžná převodovka. Pro provozní nasazení čelní rychloběžné převodovky může být použito jen některých náhonů k pohonu hnaných strojů.

Uvedená čelní lychloběžná převodovka dle vynálezu je určena pro přenos větších výkonů při rychloběžných otáčkách hřídelů a ozubených kol. Při její projekci lze dosáhnout ve dvou až třech převodových stupních vyšších převodových poměrů a vhodnou volbou počtu zubů ozubených kol požadovaných rychloběžných otáček hnaných hřídelů s náhony pro pohon hnaných strojních jednotek.

Výhoda koncepčního řešení čelní rychloběžné převodovky s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele dle vynálezu spočívá také v možnosti jednoznačného určení silových účinků i při současných záběrech ozubených kol se dvěma ozubenými koly, které je dáno stereostatickou určitostí soustavy - převodovky dle teorie vazbové závislosti, a také v ložiskách hřídelů.

Další předností řešení rychloběžné převodovky dle vynálezu je též variabilnost koncepčního provedení, tak, jak ukazují některá z předložených kinematických schémat, viz obr. 1 až 6,

Přehled obrázků na výkresech

Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele dle vynálezu je v příkladech kinematicky znázorněna v půdorysném pohledu na převodovku při odkrytí víka převodové skříně. Hřídele, ozubená kola s jednoduše šikmým ozubením a kluzná ložiska jsou schematicky znázorněna na obr. 1 až 6 připojených výkresů.

Obr. 1 a 2 zobrazuje čelní rychloběžnou převodovku s předlohovým hřídelem se třemi ozubenými koly, obr. 3 s předlohovým hřídelem se dvěma ozubenými koly a obr. 4, 5 a 6 s předlohovým hřídelem se čtyřmi ozubenými koly.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je schematicky nakreslena čelní rychloběžná převodovka v provedení s předlohovým hřídelem 3 se třemi ozubenými koly li, 12, 14, pomocí kterých dochází k rozvětvení náhonů z předlohového hřídele 3. Na hnacím rychloběžném hřídeli 2 je upevněn pastorek JO, zabírající s ozubeným kolem 11 předlohového hřídele 3, nesoucího náhon 23. Ozubené kolo 11 současně zabírá s ozubeným kolem 15 hnaného hřídele 4 opatřeného náhonem 24. Ozubené kolo 12 předlohového hřídele 3 zabírá s ozubeným kolem 16 hnaného hřídele 5 s náhonem 25 a dále ozubené kolo 14 je v současném záběru s ozubenými koly 17 a 18 hnaných hřídelů 6 a 7 s náhony 26 a 27. Tímto způsobem je vytvořen dvoustupňový rychloběžný převod. Ozubená kola 11 až 18 jsou provedena s jednoduše šikmým ozubením.

-2CZ 296752 B6

Rychloběžný hřídel 2, předlohový hřídel 3 a hnané hřídele 4, 5 jsou uloženy pomocí kluzných ložisek 30a v dělicí rovině převodové skříně L Uložení hnaných hřídelů 6 a 7 pomocí kluzných ložisek 30b je konstrukčně řešeno mimo dělicí rovinu převodové skříně L Ložiskové pánve dělených kluzných ložisek 30a, 30b jednostranně radiaxiálních jsou mezi předlohovým hřídelem 3 a hnanými hřídeli 4, 5, 6, 7 vzájemně zaměnitelné.

U takto vytvořené čelní rychloběžné převodovky s rozvětvením náhonů je možno využít náhonu 23 předlohového hřídele 3 a dalších čtyř náhonů 24, 25, 26, 27 hnaných hřídelů 4, 5, 6, 7. Dále mohou být provedeny ještě u předlohového hřídele 3 a hnaného hřídele 6 a 7 oboustranné náhony 23 a 26, 27, ale může být použito i projekční volby náhonů.

K čelní rychloběžné převodovce bývá napojena pomocí připojení 21 hnacího rychloběžného hřídele 2 hnací jednotka - motor, turbína. V případě použití turbíny je pak možno napojit pomocnou pohonnou jednotku, např. startovací motor, na připojení 22 rychloběžného hřídele 2.

Na obr. 2 je kinematicky zobrazena čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů, která je v podstatě zrcadlovým obrazem obr. 1, s tím rozdílem, že je do schématu doplněn vložený hřídel 31 s ozubeným kolem 17 a náhonem 51 při trvalém záběru ozubeného kola 41 vloženého hřídele 31, s ozubeným kolem 42 hnaného hřídele 32 s náhonem 52. Vložený hřídel 31 a hnané hřídele 7 a 32 jsou opět uloženy pomocí kluzných ložisek 30b v tělese převodové skříně 1 mimo dělicí rovinu. Předlohový hřídel 3, vložený hřídel 31 a hnané hřídele 7 a 32 mohou nést také oboustranné náhony 23, 51, 27, 52.

Čelní rychloběžná převodovka podle obr. 3 sestává z rychloběžného hřídele 2 s upevněným pastorkem 10, který je v záběru s ozubeným kolem 11 předlohového hřídele 3 s náhonem 23. Toto ozubené kolo 11 současně zabírá s ozubeným kolem 15 hnaného hřídele 4 s náhonem 24. Druhé ozubené kolo 12 předlohového hřídele 3 je současně v trvalém záběru s ozubeným kolem 16 hnaného hřídele 5 s náhonem 25 a dále s ozubeným kolem 20 dalšího hnaného hřídele 6 s náhonem 26. Tento hnaný hřídel 6 je uložen v kluzných ložiskách 30b v převodové skříni 1 mimo její dělicí rovinu.

Obr. 4 ukazuje uspořádání čelní rychloběžné převodovky s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele 3 opatřeného k tomuto účelu ozubenými koly 11, 12, 13 a 14. Ozubené kolo 11 přenáší vstupní výkon z pastorku 10 rychloběžného hřídele 2 na předlohový hřídel 3, kde dochází k výkonovému dělení, které nastává při trvalém záběru ozubeného kola 13 s ozubeným kolem 15 hnaného hřídele 4 s náhonem 24, potom při záběru ozubeného kola 12 s ozubeným kolem 16 hnaného hřídele 5 s náhonem 25 a konečně při současných záběrech ozubeného kola 14 s ozubenými koly 17 a 18 na hnaných hřídelích 6 a 2 s náhony 26 a 27 a také náhonem 23 předlohového hřídele 3. Hnané hřídele 6 a 7 jsou pomocí kluzných ložisek 30b uloženy mimo dělicí rovinu převodové skříně 1.

Kinematické schéma na obr. 5 čelní rychloběžné převodovky s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele 3 ukazuje ještě jiné výkonové dělení. Toto schéma vzniklo z čelní rychloběžné převodovky na obr. 4 připojením ozubeného kola 19 s hnaným hřídelem 8 s náhonem 28, které je v záběru s ozubeným kolem 13 předlohového hřídele 3 a připojením dalšího hnaného hřídele 9 s náhonem 29 a s ozubeným kolem 20, které je v záběru s ozubeným kolem 12. Předlohový hřídel 3 a hnané hřídele 6, 7, 8, 9 mohou být opatřeny také oboustrannými náhony 23 a 26, 27, 28, 29. Vlastní uložení hnaných hřídelů 8 a 9 je opět umístěno pomocí kluzných ložisek 30 v tělese převodové skříně 1 mimo její dělicí rovinu. Pro konkrétní případ provedení čelní rychloběžné převodovky v průmyslovém soustrojí nemusí být konstruovány všechny hnané hřídele 4 až 9 s náhony 23 až 29, neboť jich není potřeba vždy pro provoz využít.

-3 CZ 296752 B6

Na obr. 6 je kinematicky znázorněna čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele 3 přes vložené hřídele 31, 33 na hnané hřídele 32, 34, jejíž schéma vzniklo rozšířením z obr. 4. Při záběru ozubeného kola 14 na předlohovém hřídeli 3 s ozubeným kolem 17, upevněným na vloženém hřídelí 31 s náhonem 51 bylo umístěno na vložený hřídel 31 další ozubené kolo 41, které jev trvalém záběru s ozubeným kolem 42 hnaného hřídele 32 s náhonem 52. Totéž bylo aplikováno pro další vložený hřídel 33 s náhonem 53, s převodem ozubených kol 43 a 44 a hnaný hřídel 34 s náhonem 54.

Takovéto řešení čelní rychloběžné převodovky s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele umožňuje dělení přiváděného výkonu i na tyto další náhony 51, 52 a 53, 54.

Průmyslová využitelnost

Čelních rychloběžných převodovek s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele a z vložených hřídelů lze využít v soustrojí rychloběžných zařízení v průmyslu pro přenos velkých výkonů a při potřebě vyšších převodových poměrů jakožto rozvodovek. Hnacími jednotkami mohou být plynové či parní turbíny, elektrické motoiy, hnanými stroji pak generátory, turbokompresory či šroubové kompresory, turbodmychadla, čerpadla apod.

Claims (8)

1. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele, s rychloběžným hřídelem a hnaným hřídelem s upevněnými ozubenými koly, vyznačující se tím, že rychloběžný pastorek (10) hnacího rychloběžného hřídele (2) s pevně uchyceným připojením (21, 22) je v trvalém záběru s ozubeným kolem (11) předlohového hřídele (3) s náhonem (23), další ozubené kolo (12) předlohového hřídele (3) je v trvalém záběru s ozubeným kolem (16) hnaného hřídele (5) s náhonem (25) a na předlohovém hřídeli (3) je ještě umístěno ozubené kolo (14), které je v současném trvalém záběru s ozubeným kolem (17) hnaného hřídele (6) s náhonem (26) a s ozubeným kolem (18) hnaného hřídele (7) s náhonem (27), kde rychloběžný hřídel (2), předlohový hřídel (3) a hnané hřídele (4, 5) jsou uloženy v kluzných ložiskách (30a) v dělicí rovině převodové skříně (1), vložené hřídele (31, 33) a hnané hřídele (6, 7, 8, 9, 32, 34) jsou uloženy mimo její dělicí rovinu v kluzných ložiskách (30b), přičemž předlohový hřídel (3), vložené hřídele (31, 33) a hnané hřídele (6, 7, 8, 9, 32, 34) jsou osazeny oboustrannými náhony (23), (51, 53) a (26, 27, 28, 29, 52, 54).

2. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele podle nároku 1, vyznačující se tím, že ozubené kolo (11) předlohového hřídele (3) je dále v současném trvalém záběru s ozubeným kolem (15) hnaného hřídele (4) s upevněným nábojem (24).

3. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele podle nároku 1, vyznačující se tím, že další ozubené kolo (13) předlohového hřídele (3) je v trvalém záběru s ozubeným kolem (15) hnaného hřídele (4).

4. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že jsou vytvořeny další současné trvalé záběry ozubeného kola (13) předlohového hřídele (3) s ozubeným kolem (19) hnaného hřídele (8) s náhonem (28) a ozubeného kola (12) předlohového hřídele (3) s ozubeným kolem (20) hnaného hřídele (9) s náhonem (29).

-4CZ 296752 B6

5. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele podle nároků 1,2 nebo 3, vyznačující se tím, že je vytvořeno další rozvětvení náhonu (51 až 54) z připojených vložených hřídelů (31, 33) s ozubenými koly (17, 18), s trvalým záběrem ozubeného kola (41) vloženého hřídele (31) s náhonem (51) s ozubeným kolem (42) hnaného hřídele (32) s náhonem (52) a s trvalým záběrem ozubeného kola (43) vloženého hřídele (33) s náhonem (53) s ozubeným kolem (44) hnaného hřídele (34) s náhonem (54).

6. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že kluzná ložiska (30a, 30b) jsou vypracována jako jednostranně radiaxiální, jsou dělena a sestavena ze dvou ložiskových pánví, které jsou u předlohového hřídele (3), vložených hřídelů (31, 33) a hnaných hřídelů (4, 5, 6, 7, 8, 9, 32, 34) vzájemně zaměnitelné.

7. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že pro mazání záběrů ozubení pastorku (10) a ozubených kol (11 až 20, 41 až 44) a všech kluzných ložisek (30a, 30b) je přiváděn mazací tlakový olej pomocí rozvodu mazacího oleje vytvořeného rozváděči trubkou a vývrty ve spodku tělesa převodové skříně (1).

8. Čelní rychloběžná převodovka s rozvětvením náhonů z předlohového hřídele podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že pro rozvod oleje je opatřena mazacím zubovým čerpadlem, vestavěným do spodku převodové skříně (1).