EP2753429A1 - Entraînement de broyeur vertical à plusieurs entraînements principaux - Google Patents

Entraînement de broyeur vertical à plusieurs entraînements principaux

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Publication number
EP2753429A1
EP2753429A1 EP12754028.4A EP12754028A EP2753429A1 EP 2753429 A1 EP2753429 A1 EP 2753429A1 EP 12754028 A EP12754028 A EP 12754028A EP 2753429 A1 EP2753429 A1 EP 2753429A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
main
gear
ceiling plate
support structure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12754028.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marino MATOSEVIC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Engrenages et Reducteurs Messian Durand SA
Original Assignee
Compagnie Engrenages et Reducteurs Messian Durand SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Engrenages et Reducteurs Messian Durand SA filed Critical Compagnie Engrenages et Reducteurs Messian Durand SA
Publication of EP2753429A1 publication Critical patent/EP2753429A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/006—Ring or disc drive gear arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H1/227—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts comprising two or more gearwheels in mesh with the same internally toothed wheel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19023—Plural power paths to and/or from gearing
    • Y10T74/19051—Single driven plural drives

Definitions

  • the present invention generally relates to a drive device for a vertical roller mill, the drive comprising
  • each main drive having a motor and a main gear unit including a drive gear adapted to mesh with the output gear wheel;
  • the invention relates to gear drives of a vertical roller mill (VRM) and more particularly to a group of vertically arranged main drives mounted below the rotary table inside the drive carrier structure. by VRM gear.
  • VRM vertical roller mill
  • VRM Vertical roller mills
  • VRM drives particularly large or large drives, may have reliability issues related to tapered bevel gears, which is one of the most critical mechanical components of VRM drive. .
  • VRM drives are gearboxes that use high-speed or low-speed tapered gear pairs or at low speed or output planetary stages or gearboxes that combine tapered gear pairs - with the helical and planetary trains, all having a relatively long and torsionally flexible kinematic chain, which is by definition sensitive to torque variations specific to the VRM grinding process.
  • the invention proposes a drive device as indicated above, wherein said main drives are mounted under the ceiling plate and at least the main gear unit is partially suspended from the ceiling plate, in particular the main drive is partially suspended from the ceiling plate.
  • the support structure comprises a base plate and outer columns, wherein the ceiling plate, the base plate and the outer columns define an interior volume of the support structure, the interior volume being of a size and shape for fully receive all of the main training;
  • the support structure comprises a central column extending between the ceiling plate and the base plate, preferably the central column having a cylindrical shape, in particular having a circular cross section;
  • each outer column has an arcuate cross section, each of the arcuate cross-sections coinciding with a pitch circle;
  • At least one rib extends in the interior volume, in particular from each of the outer columns to the central column;
  • each main drive is a unit having a housing, whereby this unit is adapted to be handled in one block independently of the other components of the drive device;
  • the housing is fixed to the ceiling plate, preferably exclusively attached to the ceiling plate;
  • each main gear unit is a pseudo-planetary transmission with a fixed satellite carrier and a double-toothed planet carrier or a planetary transmission;
  • the output toothed wheel is a ring gear with internal teeth or a ring gear with external teeth or a toothed wheel
  • each driving gear is a right-toothed gear, a helical gear or a self-aligning gear; and each of said main drives is selectively removable from the output and removable gear wheel of the support structure without moving the support structure from its base.
  • the solution is in principle a VRM drive without torque of conical input gears, in which the vertically mounted coaxial main drives are arranged below the rotary table inside the VRM drive support structure.
  • Said main drives are preferably identical. Each consists of a permanent magnet electric motor, a pseudo-planetary transmission with a fixed planet carrier and a double toothed planet or a planetary transmission, and a low speed drive gear. Said low speed drive sprockets share equally the load on the low speed output gear. Said low speed gear is coupled to the rotary table of the VRM drive.
  • the support structure of the VRM drive can withstand forces and bending moments generated by the grinding process.
  • the main drives can be replaced without removing the VRM drive from its base, where the described drive can replace the original installed gearbox.
  • bevel gear pairs can be avoided in VRM transmissions by using a group or a plurality of vertically arranged coaxial main drives mounted within the transmission carrier structure, such as shown in Figure 1.
  • VRM drive described is less sensitive to load variations induced by the milling process due to a shorter and stiffer drive train, under :
  • Each main gear unit is a coaxial transmission, preferably a planetary or pseudo-planetary transmission fixed-satellite carrier and double-toothed satellite.
  • the power distribution is ensured by the use of permanent magnet individual electric motors coupled to a main gear unit which transmit, independently of one another, the torque to the output gearwheel coupled with the rotary table.
  • VRM training The reliability and availability of the VRM drive, with respect to the present invention, is increased due to the specific group design, which in the case of operating problems of a main gear unit, the crusher can be completely stopped and the main drive can be quickly replaced by another main workout.
  • Each main gear unit with its associated motor can be removed from, and mounted on the VRM drive without moving the support structure from its base, further increasing the reliability and reducing the downtime of the VRM to a minimum.
  • the spare or spare part strategy may be based on maintaining a main drive, which consists of a permanent magnet motor, a main gear unit with a drive sprocket and a housing partner in stock.
  • the main drive removed is refurbished and kept in stock, increasing ease of maintenance at minimum costs.
  • each main drive may advantageously have satellite gear wheels that are mounted on bearings.
  • the present invention allows modularity, which means that a standard size and standard type main drive can be used, in different numbers, for different sizes of VRM drives. This modularity implies a high level of standardization that is of interest to the gear manufacturer - to reduce manufacturing costs and for the end user - to reduce the costs of spare parts.
  • the present invention proposes the solution for easy removal and easy installation of the main drives which is, in addition to being advantageous for ease of maintenance, also advantageous for the transport and lifting of the support structure with the rotary table. and the output gear wheel.
  • the driving device as mentioned in the claims, according to the present invention, can be transported disassembled with main drives removed from the support structure, which can be advantageous for transport in sites with little developed infrastructure and inaccessible with limited crane capacity. By disassembling the main drives, the gear and bearing contact settings of the VRM drive are not compromised.
  • the permanent magnet electric motor is a speed and torque controlled main drive that provides the advantage of smooth start control and variable and optimized crushing speed and precise torque distribution. on each sprocket of the VRM drive.
  • the support structure thanks to vertical internal radial walls or ribs, advantageously placed between the main drives, considerably increases the rigidity of the drive device in all directions. This is very important for the correct operation of the VRM.
  • Figure 1 shows, according to the present invention, the general perspective view of the drive device.
  • Fig. 2 shows, in accordance with the present invention, the schematic cross section of the drive device with a low speed gear stage arranged with an internally toothed output ring gear.
  • FIG. 3 shows the same drive device with a gear stage at low speed, arranged with an externally toothed output ring gear.
  • Fig. 4 shows the variant of the drive device with a permanent magnet motor separate from the main gear unit.
  • FIG. 1 shows a driving device 10 according to the present invention.
  • the driving device 10 rotates a vertical roller mill (not shown) comprising a grinding table and grinding rollers which are adapted to roll on the grinding table to crush the material to be ground, such as clinker of coal or ore.
  • the driving device 10 comprises a rotary table 101 of a driving device adapted to be fixed to the grinding table.
  • the drive device 10 is adapted to drive the rotary table 101 of the drive device about an axis of rotation X-X.
  • the drive device 10 comprises a ring gear output 1 1 1 secured to the table 101 or adapted to be fixed to the table 101 of the drive device.
  • the drive device 10 comprises a plurality of main drives 20, each adapted to drive the output ring 11 1.
  • the driving device 10 defines a central axis YY. This axis YY coincides with the axis of rotation XX.
  • Each main drive 20 comprises a motor 1 10 and a main gear unit 105 comprising a drive pinion 109 meshing with the output ring gear 11 January.
  • the driving device 10 comprises a support structure 102 having a ceiling plate 102/1 and a base plate 102/2.
  • the main drives 20 are mounted under the ceiling plate 102/1 and completely suspended from the ceiling plate 102/1.
  • each main drive 20 is a unit having a housing 40 in which the motor 1 10 and the main gear unit 105 are arranged.
  • the housing 40 has a flange 42 with which the housing is secured by screws 14 on the underside of the ceiling plate 102/1.
  • the housing 40 is exclusively fixed to the ceiling plate 102/1, that is to say that the housing is not fixed directly to another part of the support structure, such as the base plate 102/2 . Thus, the housing 40 and the motor 1 10 are completely suspended from the ceiling plate 102/1.
  • Each main drive 20 is, when not attached to the support structure 102, adapted to be handled in one block independently of the other components of the driving device 10.
  • two main gear units 105 drive the output ring gear 11 1.
  • the output ring January 1 is an integral part of the rotary table 101 of the drive device.
  • the output ring gear 11 may be a part 104 distinct from the rotary table 101 of the driving device and fixed, for example bolted, on the rotary table.
  • the output ring is a ring gear with internal teeth.
  • the output ring 1 1 1 is a ring gear with external teeth.
  • the output ring gear 11 may be an external gear toothed gear and having a solid central disk or sail.
  • the minimum number of main drives 20 is two and the maximum is determined according to the dimensions of the installation, the transmitted power and the dimensions of the standard main drives.
  • the vertical force originating from the grinding process, acts from the rotary table 1 1 1 or 101 up to the stop 103 and is then discharged or transferred into the foundations by the support structure 102.
  • the low speed drive gear 109 can be made according to FIG. 3, in a cantilevered arrangement with respect to the housing 40.
  • the drive pinion 109 is supported on the housing 40 with two bearings. 44, 46 on each axial side of the pinion 109, as shown in FIG. 2.
  • the drive pinion 109 may be spur or helical, and a self-aligning tilting pinion. Both the internally toothed output ring gear 1 1 1 and the outer gear output ring gear or the output gear wheel may be driven by any of said pinion design arrangements.
  • the main gear unit 105 is a coaxial transmission, preferably a pseudo-planetary transmission with fixed satellite carrier and double toothed satellite.
  • the toothing of this double tooth has a diameter greater than the diameter of the output teeth of this double toothing.
  • the coaxial transmission is a planetary transmission.
  • the motors are preferably permanent magnet electric motors 1 10, which have the advantage of a good concentration of power on volume which is suitable for installation in narrow spaces.
  • the motors may preferably be fluid cooled.
  • the support structure 102 further includes outer columns 102/5 extending from the ceiling plate 102/1 to the base plate 102/2.
  • the ceiling plate 102/1, the base plate 102/2 and the outer columns 102/5 define an interior volume of the support structure.
  • the interior volume has a size and shape to completely receive all of the main drives 20.
  • the outer columns 102/5 are aligned in the abutment 103 supporting the table 101 of the driver.
  • the outer columns 102/5 have a curved cross-section, taken along a plane perpendicular to the Y-Y axis.
  • the cross section has an arc shape.
  • the cross section of each of the outer columns coincides with a same pitch circle, in particular whose center coincides with the Y-Y axis.
  • the vertical rigidity can be increased with supports 106 for the main drives 20, shown by way of example in FIG.
  • the support structure 102 comprises a central column 102/6 extending between the ceiling plate 102/1 and the base plate 102/2.
  • the central column 102/6 has a cylindrical shape with a circular cross section.
  • the central column is a tube.
  • the central column 102/6 is the oil sump of the drive device.
  • Radial walls 102/4 arranged in the interior volume connect the central column 102/6 with each of the outer columns 102/5.
  • the radial walls 102/4 may be solid or arranged with openings, as shown in Figure 1.
  • the radial wall 102/4 has an opening arranged in the central part of the wall
  • the radial wall forms a first rib 102 / 4a and a second rib 102 / 4b.
  • the first rib 102 / 4a extends from the associated outer column 102/5 to the central column 102/6 and along the base plate 102/2 and connects the columns 102/5 and 102/6 .
  • the second rib 102 / 4b extends along the outer column 102/5 between the base plate and the ceiling plate and connects the plates 102/1 and 102/2.
  • the radial forces acting on the rotary table 1 1 1 can be retained via a centering web 1 12 by a radial bearing 1 13 which can be a sliding bearing, according to Figure 2, or a bearing 108 according to Figure 3.
  • the forces Radials are discharged or transferred into the foundations through the support structure 102 with the particular assistance of the radial reinforcement, such as the walls 102/4.
  • both the radial bearings 1 13 and 108 are selected to support the unbalanced meshing radial forces.
  • FIG. 3 shows the dual utility of the supports 106 which can be used to increase the vertical stiffness of the support structure 102 and / or facilitate the extraction and assembly of the main drives 20.
  • the main drives 20 are partially supported by the support 106, and are partially supported by the ceiling plate.
  • the main drive 20 can be removed by the following successive steps of: Removing a two-piece flange 107. Loosen the fastening bolts 1 14. Lower the main drive 20 along a direction "c" in the support 106. Extract the main drive with the support along a direction "d". Lifting along the "b" direction and lowering along the "c” direction are performed by a hydraulic cylinder or set screws. Extraction along direction “d” and introduction along direction "a" of the main drive inside and outside the support structure can be made using rails.
  • FIG. 4 shows the solution with the permanent magnet electric motor 1 separated from the main gear unit 105 by means of a coupling 1 15. This solution is used when the torsional vibration calculation requires introducing a flexible coupling between the electric motor and the main gear unit. Separate mounting of the electric motor can be advantageous when using standard permanent magnet motors mounted vertically.
  • the support structure 102 may be integral, for example by welding or molding. Alternatively, the support structure 102 may be made with separate parts that are assembled with bolts.
  • At least the main gear unit is completely suspended from the ceiling plate, in particular the main drive 20 is completely suspended from the ceiling plate.
  • the main gear unit is partially suspended from the ceiling.
  • the minimum number of said main trainings is two.
  • the or each motor 1 10 is a permanent magnet electric motor.
  • the or each unit extends partially above and partially below the ceiling plate 102/1.
  • a vertical roller mill particularly for grinding or crushing a material such as clinker or coal, comprises rollers and a driving device, the driving device being a device as described above.

Landscapes

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Abstract

Ce dispositif d'entraînement (10) pour un broyeur vertical à rouleaux d'entraînement comprend - une roue dentée de sortie (111) fixée ou adaptée pour être fixée sur une table de broyage rotative (101) du broyeur vertical à rouleaux; et - une pluralité d'entraînements principaux (20); - une structure de support (102) ayant une plaque de plafond (102/1); chaque entraînement principal (20) ayant un moteur (110) et une unité d'engrenage principal (105) comprenant un pignon d'entraînement (109) adapté pour engrener avec la roue dentée de sortie; ladite roue dentée de sortie étant entraînée par chacun desdits entraînements principaux (20), dans lequel lesdits entraînements principaux sont montés sous la plaque de plafond et au moins l'unité d'engrenage principal est partiellement suspendue à la plaque de plafond, en particulier l'entraînement principal (20) est partiellement suspendu à la plaque de plafond.

Description

Entraînement de broyeur vertical à plusieurs entraînements principaux
La présente invention concerne généralement un dispositif d'entraînement pour un broyeur vertical à rouleaux, le dispositif d'entraînement comprenant
- une roue dentée de sortie fixée ou adaptée pour être fixée sur une table de broyage rotative du broyeur vertical à rouleaux ; et
- une pluralité d'entraînements principaux ;
- une structure de support ayant une plaque de plafond ;
chaque entraînement principal ayant un moteur et une unité d'engrenage principal comprenant un pignon d'entraînement adapté pour engrener avec la roue dentée de sortie ;
ladite roue dentée de sortie étant entraînée par chacun desdits entraînements principaux.
L'invention concerne les entraînements par engrenage d'un broyeur vertical à rouleaux (VRM) et plus particulièrement un groupe d'entraînements principaux agencés verticalement, montés au-dessous de la table rotative à l'intérieur de la structure de support d'entraînement par engrenage de VRM.
Les broyeurs verticaux à rouleaux (VRM) sont utilisés dans l'industrie du ciment pour broyer le clinker, le charbon et également pour la préparation de matières premières. Les entraînements de VRM, en particulier les entraînements de grande taille ou de grande puissance, peuvent présenter des problèmes de fiabilité liés au couple de roues dentées d'entrée coniques qui est l'un des composants mécaniques les plus critiques de l'entraînement de VRM.
Aujourd'hui, les entraînements de VRM les plus utilisés sont les réducteurs utilisant en grande vitesse ou en entrée les couples de roues dentées coniques et en petite vitesse ou en sortie les étages planétaires ou les réducteurs qui combinent les couples de roue dentées coniques - avec les trains hélicoïdaux et planétaires, tous ayant une chaîne cinématique relativement longue et flexible en torsion, ce qui est par définition sensible aux variations de couple spécifiques au procédé de broyage du VRM.
Dans les réducteurs planétaires de VRM de grande puissance (> 3 500 kW) les satellites doivent en principe être montés sur des paliers lisses en raison des limitations physiques afin que les paliers aient une durée de vie suffisamment longue.
La dernière génération des entraînements de VRM de grande puissance utilise des étages d'engrenages de petite vitesse épicycloïdaux ou planétaires à plusieurs satellites pour permettre la transmission de couple dans un espace réduit. Les étages planétaires avec plusieurs satellites (>3) sont sensibles à la répartition de puissance entre le solaire et la couronne s'ils ne sont pas équipés d'un montage des satellites sur axe élastique, tel que décrit dans le document US3, 303, 713 .
Par conséquent, un objet de la présente invention est de proposer un dispositif d'entraînement pour un broyeur vertical à rouleaux qui soit facile à entretenir et qui ait des caractéristiques logistiques améliorées. Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif d'entraînement qui ait une structure relativement rigide pour des dimensions données.
A cette fin, l'invention propose un dispositif d'entraînement comme indiqué ci- dessus, dans lequel lesdits entraînements principaux sont montés sous la plaque de plafond et au moins l'unité d'engrenage principal est partiellement suspendue à la plaque de plafond, en particulier l'entraînement principal est partiellement suspendu à la plaque de plafond.
Les autres caractéristiques de l'invention sont :
- la structure de support comprend une plaque de base et des colonnes extérieures, dans lequel la plaque de plafond, la plaque de base et les colonnes extérieures définissent un volume intérieur de la structure de support, le volume intérieur ayant une taille et une forme pour recevoir complètement la totalité des entraînements principaux ;
- la structure de support comprend une colonne centrale s'étendant entre la plaque de plafond et la plaque de base, de préférence la colonne centrale ayant une forme cylindrique, en particulier ayant une section transversale circulaire ;
- chaque colonne extérieure a une section transversale en forme d'arc, chacune des sections transversales en forme d'arc coïncidant avec un cercle primitif ;
- au moins une nervure s'étend dans le volume intérieur, en particulier à partir de chacune des colonnes extérieures jusqu'à la colonne centrale ;
- chaque entraînement principal est une unité ayant un boîtier, moyennant quoi cette unité est adaptée pour être manipulée d'un seul bloc indépendamment des autres composants du dispositif d'entraînement ;
- le boîtier est fixé à la plaque de plafond, de préférence exclusivement fixé à la plaque de plafond ;
- chaque unité d'engrenage principal est une transmission pseudo-planétaire à porte-satellite fixe et à satellite à double denture ou une transmission planétaire ;
- la roue dentée de sortie est une couronne à denture interne ou une couronne à denture externe ou une roue dentée ;
- chaque pignon d'entraînement est un pignon à denture droite, un pignon à denture hélicoïdale ou un pignon à auto-alignement ; et - chacun desdits entraînements principaux est sélectivement amovible de la roue dentée de sortie et amovible de la structure de support sans déplacer la structure de support de sa base.
La solution est en principe un entraînement de VRM sans couple de roues dentées d'entrée coniques, dans lequel les entraînements principaux coaxiaux montés verticalement sont agencés au-dessous de la table rotative à l'intérieur de la structure de support d'entraînement de VRM. Lesdits entraînements principaux sont de préférence identiques. Chacun se compose d'un moteur électrique à aimant permanent, d'une transmission de préférence pseudo-planétaire à porte-satellite fixe et à satellite à double denture ou une transmission planétaire , et un pignon d'entraînement à petite vitesse. Lesdits pignons d'entraînement à petite vitesse partagent à parts égales la charge sur la roue dentée de sortie à petite vitesse. Ladite roue dentée à petite vitesse est couplée à la table rotative de l'entraînement de VRM. La structure de support de l'entraînement de VRM peut résister à des forces et des couples de flexion générés par le processus de broyage. Les entraînements principaux peuvent être remplacés sans faire sortir l'entraînement de VRM de sa base, où le dispositif d'entraînement décrit peut remplacer le réducteur installé d'origine.
Selon la présente invention, les couples de roues dentées coniques peuvent être évités dans les transmissions de VRM en utilisant un groupe ou une pluralité d'entraînements principaux coaxiaux agencés de manière verticale, montés à l'intérieur de la structure de support de transmission, comme représenté sur la figure 1 .
Si l'on fait la comparaison avec les transmissions de VRM communément utilisées, l'entraînement de VRM décrit est moins sensible aux variations de charge induites par le processus de broyage en raison d'une chaîne cinématique plus courte et plus rigide, en vertu de :
- Un étage de couronne de sortie à petite vitesse avec plusieurs contacts entre la couronne et les pignons et un rapport d'engrenages relativement élevé qui peut transmettre un couple élevé avec une rigidité à la torsion élevée.
- Chaque unité d'engrenage principal est une transmission coaxiale, de préférence une transmission planétaire ou pseudo-planétaire à porte-satellite fixe et à satellite à double denture.
La répartition de la puissance est assurée grâce à l'utilisation de moteurs électriques individuels à aimant permanent couplés à une unité d'engrenage principal qui transmettent, indépendamment les uns des autres, le couple à la roue dentée de sortie couplée avec la table rotative de l'entraînement de VRM. La fiabilité et la disponibilité de l'entraînement de VRM, en ce qui concerne la présente invention, sont augmentées en raison de la conception spécifique en groupe, qui dans le cas de problèmes de fonctionnement d'une unité d'engrenage principal, le broyeur peut être complètement arrêté et l'entraînement principal peut être rapidement remplacé par un autre entraînement principal.
Chaque unité d'engrenage principal avec son moteur associé peut être retirée de, et montée sur l'entraînement de VRM sans déplacer la structure de support de sa base, ce qui augmente encore davantage la fiabilité et réduit le temps d'arrêt du VRM à un minimum.
La stratégie des pièces détachées ou de rechange peut être basée sur le fait de conserver un entraînement principal, qui se compose d'un moteur à aimant permanent, d'une unité d'engrenage principal avec un pignon d'entraînement et d'un boîtier associé en stock. L'entraînement principal retiré est remis à neuf et conservé en stock, ce qui augmente la facilité d'entretien à des coûts minimums.
La présente invention, étant donné qu'elle adopte des entraînements principaux en groupe qui sont plus petits du point de vue de la taille, est idéale pour la production en série moins onéreuse, ce qui se traduit par des délais plus courts en raison d'une disponibilité plus importante, de plus petits forgeages, pièces moulées, roulements ou paliers et moteurs. Aussi, chaque entraînement principal peut avoir avantageusement des roues dentées satellites qui sont montés sur des roulements. La présente invention permet la modularité, ce qui signifie qu'un entraînement principal de taille standard et de type standard peut être utilisé, selon différents nombres, pour différentes tailles d'entraînements de VRM. Cette modularité implique un niveau élevé de standardisation qui présente un intérêt pour le fabricant d'engrenages - de réduire les coûts de fabrication et pour l'utilisateur final - de réduire les coûts des pièces détachées.
La présente invention propose la solution pour retirer facilement et installer facilement les entraînements principal ce qui est, outre le fait d'être avantageux pour une facilité d'entretien, également avantageux pour le transport et le levage de la structure de support avec la table rotative et la roue dentée de sortie. Le dispositif d'entraînement, comme mentionné dans les revendications, selon la présente invention, peut être transporté démonté avec des entraînements principaux retirés de la structure de support, ce qui peut être avantageux pour le transport dans des sites à infrastructure peu développée et peu accessibles avec une capacité de grue limitée. En démontant les entraînements principaux, les réglages de contact d'engrenages et de paliers de l'entraînement de VRM ne sont pas compromis. Le moteur électrique à aimant permanent est un entraînement principal contrôlé du point de vue de la vitesse et du couple qui fournit l'avantage d'un contrôle du démarrage en douceur et d'une vitesse de broyage variable et optimisée et une répartition de couple précise sur chaque pignon de l'entraînement de VRM.
La structure de support, grâce à des parois ou nervures radiales internes verticales, avantageusement placées entre les entraînements principaux, augmente considérablement la rigidité du dispositif d'entraînement dans toutes les directions. Ceci est très important pour le fonctionnement correct du VRM.
Les aspects décrits ci-dessus de l'invention ressortiront plus clairement avec les dessins joints et la description plus détaillée qui suit, uniquement proposés à titre d'exemple des principes de l'invention.
La figure 1 représente, selon la présente invention, la vue en perspective générale du dispositif d'entraînement.
La figure 2 représente, selon la présente invention, la section transversale schématique du dispositif d'entraînement avec un étage d'engrenages à petite vitesse agencé avec une couronne dentée de sortie à denture interne.
La figure 3 représente le même dispositif d'entraînement avec un étage d'engrenages à petite vitesse, agencé avec une couronne dentée de sortie à denture externe.
La figure 4 représente la variante du dispositif d'entraînement avec un moteur à aimant permanent séparé de l'unité d'engrenage principal.
La figure 1 représente un dispositif d'entraînement 10 selon la présente invention. Le dispositif d'entraînement 10 entraîne en rotation un broyeur vertical à rouleaux (non représenté) comprenant une table de broyage et des rouleaux de broyeur qui sont adaptés pour rouler sur la table de broyage afin d'écraser le matériau à broyer, tel que du clinker du charbon ou du minerai.
Le dispositif d'entraînement 10 comprend une table rotative 101 de dispositif d'entraînement adaptée pour être fixée à la table de broyage.
Le dispositif d'entraînement 10 est adapté pour entraîner la table rotative 101 du dispositif d'entraînement autour d'un axe de rotation X-X.
Le dispositif d'entraînement 10 comprend une couronne dentée de sortie 1 1 1 solidaire de la table 101 ou adaptée pour être fixée à la table 101 du dispositif d'entraînement.
Le dispositif d'entraînement 10 comprend une pluralité d'entraînements principaux 20, chacun adapté pour entraîner la couronne de sortie 1 1 1 . Le dispositif d'entraînement 10 définit un axe central Y-Y. Cet axe Y-Y coïncide avec l'axe de rotation X-X.
Chaque entraînement principal 20 comprend un moteur 1 10 et une unité d'engrenage principal 105 comprenant un pignon d'entraînement 109 engrenant avec la couronne dentée de sortie 1 1 1 .
Le dispositif d'entraînement 10 comprend une structure de support 102 ayant une plaque de plafond 102/1 et une plaque de base 102/2.
Les entraînements principaux 20 sont montés sous la plaque de plafond 102/1 et complètement suspendus à la plaque de plafond 102/1 .
A cette fin, chaque entraînement principal 20 est une unité ayant un boîtier 40 dans lequel le moteur 1 10 et l'unité d'engrenage principal 105 sont agencés. Le boîtier 40 a un rebord 42 avec lequel le boîtier est fixé par des vis 1 14 sur le côté inférieur de la plaque de plafond 102/1 .
Le boîtier 40 est exclusivement fixé sur la plaque de plafond 102/1 , c'est-à-dire que le boîtier n'est pas fixé directement sur une autre partie de la structure de support, telle que la plaque de base 102/2. Ainsi, le boîtier 40 et le moteur 1 10 sont complètement suspendus à la plaque de plafond 102/1 .
Chaque entraînement principal 20 est, lorsqu'il n'est pas fixé à la structure de support 102, adapté pour être manipulé en un seul bloc indépendamment des autres composants du dispositif d'entraînement 10.
Sur la figure 2, deux unités d'engrenage principal 105 entraînent la couronne dentée de sortie 1 1 1 .
Dans le mode de réalisation de la Figure 2, la couronne de sortie 1 1 1 fait partie intégrante de la table rotative 101 du dispositif d'entraînement. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, la couronne dentée de sortie 1 1 1 peut être une partie 104 distincte de la table rotative 101 du dispositif d'entraînement et fixée, par exemple boulonnée, sur la table rotative. Aussi, sur la Figure 2, la couronne de sortie est une couronne à denture intérieure. Sur la Figure 3, la couronne de sortie 1 1 1 est une couronne à denture extérieure. En variante, la couronne de sortie 1 1 1 peut être une roue dentée de sortie à denture extérieure et ayant un disque ou voile central plein., Le nombre minimum d'entraînements principaux 20 est de deux et le maximum est déterminé selon les dimensions de l'installation, la puissance transmise et les dimensions des entraînements principaux standards. La force verticale, provenant du processus de broyage, agit de la table rotative 1 1 1 ou 101 jusqu'à la butée 103 et est ensuite déchargée ou transférée dans les fondations par la structure de support 102. Le pignon d'entraînement à petite vitesse 109 peut être réalisé selon la figure 3, dans un agencement en porte-à-faux par rapport au boîtier 40. En variante, le pignon d'entraînement 109 est supporté sur le boîtier 40 avec deux paliers 44, 46 sur chaque côté axial du pignon 109, comme représenté sur la figure 2.
Le pignon d'entraînement 109 peut être à denture droite ou hélicoïdale, ainsi qu'un pignon mobile en basculement à auto-alignement. Aussi bien la couronne dentée de sortie 1 1 1 à denture interne que la couronne de sortie à denture extérieure ou la roue dentée de sortie peuvent être entraînées par l'un quelconque desdits agencements de conception de pignon.
L'unité d'engrenage principal 105 est une transmission coaxiale, de préférence une transmission pseudo-planétaire à porte-satellite fixe et à satellite à double denture.
La denture d'entrée de cette double denture a un diamètre supérieur au diamètre de la denture de sortie de cette double denture.
En variante, la transmission coaxiale est une transmission planétaire.
Les moteurs sont de préférence des moteurs électriques à aimant permanent 1 10, qui ont l'avantage d'une bonne concentration de puissance sur volume qui est appropriée pour l'installation dans des espaces étroits. Les moteurs peuvent être de préférence refroidis par fluide.
La structure de support 102 comprend en outre des colonnes extérieures 102/5 s'étendant de la plaque de plafond 102/1 à la plaque de base 102/2. La plaque de plafond 102/1 , la plaque de base 102/2 et les colonnes extérieures 102/5 définissent un volume intérieur de la structure de support. Le volume intérieur a une taille et une forme pour recevoir complètement la totalité des entraînements principaux 20.
Les colonnes extérieures 102/5 sont placées d'une manière alignée sous la butée 103 supportant la table 101 du dispositif d'entraînement.
Les colonnes extérieures 102/5 ont une section transversale incurvée, prise le long d'un plan perpendiculaire à l'axe Y-Y. De préférence, la section transversale a une forme d'arc. Dans le présent cas, la section transversale de chacune des colonnes extérieures coïncide avec un même cercle primitif, notamment dont le centre coïncide avec l'axe Y-Y.
Entre chacune des deux colonnes extérieures 102/5 adjacentes, des ouvertures
50 sont définies, qui sont dimensionnées suffisamment pour permettre l'installation et l'extraction des entraînements principaux 20.
Si nécessaire, la rigidité verticale peut être augmentée avec des supports 106 pour les entraînements principaux 20, représentés à titre d'exemple sur la figure 3.
La structure de support 102 comprend une colonne centrale 102/6 s'étendant entre la plaque de plafond 102/1 et la plaque de base 102/2. La colonne centrale 102/6 a une forme cylindrique avec une section transversale circulaire. Dans le présent cas, la colonne centrale est un tube.
De manière avantageuse, la colonne centrale 102/6 est le carter d'huile du dispositif d'entraînement.
Des parois radiales 102/4 agencées dans le volume intérieur raccordent la colonne centrale 102/6 avec chacune des colonnes extérieures 102/5. Les parois radiales 102/4, en fonction du calcul structurel du support intégrant la plaque de plafond , peuvent être pleines ou agencées avec des ouvertures, comme représenté sur la figure 1 .
Dans le cas dans lequel la paroi radiale 102/4 a une ouverture agencée dans la partie centrale de la paroi, la paroi radiale forme une première nervure 102/4a et une deuxième nervure 102/4b. La première nervure 102/4a s'étend à partir de la colonne extérieure 102/5 associée jusqu'à la colonne centrale 102/6 et le long de la plaque de base 102/2 et raccorde les colonnes 102/5 et 102/6. La deuxième nervure 102/4b s'étend le long de la colonne extérieure 102/5 entre la plaque de base et la plaque de plafond et raccorde les plaques 102/1 et 102/2.
Les forces radiales agissant sur la table rotative 1 1 1 peuvent être retenues via un voile de centrage 1 12 par un palier radial 1 13 qui peut être un palier lisse, selon la figure 2, ou un roulement 108 selon la figure 3. Les forces radiales sont déchargées ou transférées dans les fondations par le biais de la structure de support 102 avec l'aide particulière du renforcement radial, comme les parois 102/4.
Dans le cas dans lequel un ou plusieurs entraînements principaux 20 sont retirés, à la fois les paliers radiaux 1 13 et 108 sont sélectionnés pour supporter les forces radiales d'engrènement déséquilibrées.
La figure 3 montre la double utilité des supports 106 qui peuvent être utilisés pour augmenter la rigidité verticale de la structure de support 102 et/ou faciliter l'extraction et le montage des entraînements principaux 20.
Dans ce cas, les entraînements principaux 20 sont supportés partiellement par le support 106, et sont partiellement supportés par la plaque de plafond.
Comme représenté sur la figure 3, l'entraînement principal 20 peut être retiré par les étapes successives suivantes consistant à : Retirer une bride en deux parties 107. Desserrer les boulons de fixation 1 14. Abaisser l'entraînement principal 20 le long d'une direction « c » dans le support 106. Extraire l'entraînement principal avec le support le long d'une direction « d ». Le levage le long de la direction « b » et l'abaissement le long de la direction « c » sont réalisés par un vérin hydraulique ou des vis de calage. L'extraction le long de la direction « d » et l'introduction le long de la direction « a » de l'entraînement principal à l'intérieur et à l'extérieur de la structure de support peuvent être réalisées en utilisant des rails.
La figure 4 représente la solution avec le moteur électrique à aimant permanent 1 10 séparé de l'unité d'engrenage principal 105 au moyen d'un accouplement 1 15. Cette solution est utilisée lorsque le calcul de vibration à la torsion nécessite d'introduire un accouplement flexible entre le moteur électrique et l'unité d'engrenage principal. Le montage séparé du moteur électrique peut être avantageux lorsque l'on utilise des moteurs à aimant permanent standard montés verticalement.
La structure de support 102 peut être d'un seul tenant, par exemple par soudage ou moulage. En variante, la structure de support 102 peut être réalisée avec des pièces distinctes qui sont assemblées avec des boulons.
Les autres caractéristiques générales de l'invention sont :
au moins l'unité d'engrenage principal est complètement suspendue à la plaque de plafond, en particulier l'entraînement principal 20 est complètement suspendu à la plaque de plafond.
L'unité d'engrenage principal est partiellement suspendue au plafond.
Le nombre minimum desdits entraînements principaux est de deux.
Le ou chaque moteur 1 10 est un moteur électrique à aimant permanent.
La ou chaque unité s'étend partiellement au-dessus et partiellement au-dessous de la plaque de plafond 102/1 .
Un broyeur vertical à rouleaux, en particulier pour broyer ou écraser un matériau comme le clinker ou le charbon, comprend des rouleaux et un dispositif d'entraînement, le dispositif d'entraînement étant un dispositif tel que décrit ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Dispositif d'entraînement (10) pour un broyeur vertical à rouleaux, le dispositif d'entraînement comprenant
- une roue dentée de sortie (1 1 1 ) fixée ou adaptée pour être fixée sur une table de broyage rotative (101 ) du broyeur vertical à rouleaux ; et
- une pluralité d'entraînements principaux (20) ;
- une structure de support (102) ayant une plaque de plafond (102/1 ) ;
chaque entraînement principal (20) ayant un moteur (1 10) et une unité d'engrenage principal (105) comprenant un pignon d'entraînement (109) adapté pour engrener avec la roue dentée de sortie ;
ladite roue dentée de sortie étant entraînée par chacun desdits entraînements principaux (20), dans lequel lesdits entraînements principaux sont montés sous la plaque de plafond et au moins l'unité d'engrenage principal est partiellement suspendue à la plaque de plafond, en particulier l'entraînement principal (20) est partiellement suspendu à la plaque de plafond.
2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1 , dans lequel la structure de support comprend une plaque de base (102/2) et des colonnes extérieures (102/5), dans lequel la plaque de plafond (102/1 ), la plaque de base (102/2) et les colonnes extérieures (102/5) définissent un volume intérieur de la structure de support, le volume intérieur ayant une taille et une forme pour recevoir complètement la totalité des entraînements principaux (20).
3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, dans lequel la structure de support comprend une colonne centrale (102/6) s'étendant entre la plaque de plafond (102/1 ) et la plaque de base (102/2), de préférence la colonne centrale ayant une forme cylindrique, en particulier ayant une section transversale circulaire.
4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2 ou 3, dans lequel chaque colonne extérieure a une section transversale en forme d'arc, chacune des sections transversales en forme d'arc coïncidant avec un cercle primitif.
5. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant en outre au moins une nervure (102/4a ; 102/4b) s'étendant dans le volume intérieur, en particulier à partir de chacune des colonnes extérieures (102/5) jusqu'à la colonne centrale (102/6).
6. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque entraînement principal est une unité ayant un boîtier (40), moyennant quoi cette unité est adaptée pour être manipulée d'un seul bloc indépendamment des autres composants du dispositif d'entraînement (10).
7. Dispositif d'entraînement selon la revendication 6, dans lequel le boîtier (40) est fixé à la plaque de plafond (102/1 ), de préférence exclusivement fixé à la plaque de plafond.
8. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque unité d'engrenage principal (105) est une transmission pseudo-planétaire à porte-satellite fixe et à satellite à double denture ou une transmission planétaire.
9. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la roue dentée de sortie est une couronne à denture interne ou une couronne à denture externe ou une roue dentée.
10. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque pignon d'entraînement est un pignon à denture droite, un pignon à denture hélicoïdale ou un pignon à auto-alignement.
1 1 . Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacun desdits entraînements principaux est sélectivement amovible de la roue dentée de sortie et amovible de la structure de support sans déplacer la structure de support de sa base.
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