Механизм поворота

 

Использование: в грузоподъемном машиностроении. Сущность изобретения: механизм поворота для кранов самоходного типа включает в себя смонтированный в корпусе планетарный редуктор, имеющий солнечную шестерню на ведущем валу, связанном с гидромотором, два коронных колеса, одно из которых закреплено на корпусе, а другое в виде диска связано с ведомым валом привода поворотной платформы. Сателлиты смонтированы в пространстве, ограниченном диском второго коронного колеса и неподвижным диском тормоза, имеющим осевую подвижность. Для торможения или остановки механизма снимают управляющее давление в тормозе и усилием пружин сжимают диски и сателлит между ними, обеспечивая остановку редуктора. В то же время размещение сателлитов между дисками в заданном зазоре позволяет обеспечить плавающее положение сателлитам и возможность самоустановки в зависимости от нагрузки. 1 з.п.ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к узлам грузоподъемных машин, а именно к поворотным механизмам кранов, в частности, для поворота поворотных платформ стреловых самоходных кранов.

Известен механизм поворота, содержащий приводной двигатель, вал которого кинематически связан с ведущим валом выполненного в виде модуля планетарного редуктора, имеющего ведомый вал и включающего в себя солнечную шестерню на ведущем валу, два коронных колеса, первое из которых закреплено в корпусе редуктора, а второе, выполненное с торцовой дисковой поверхностью, связано с ведомым валом, сателлит, выполненный по крайней мере одновенцовым и зацепленный с указанными коронными колесами и солнечной шестерней, а также тормоз для связи вала приводного двигателя с корпусом редуктора (см. авторское свидетельство СССР N 424804, В 66С 23/84, опубл. 1974 г.).

Данный механизм поворота построен по традиционной схеме компоновки механизма из отдельно выполненных модулей, например тормоза, редуктора и т.д. В связи с этим составленный механизм имеет расширенную пространственную компоновку, обусловленную значительными массогабаритными показателями. Использование такого механизма на конкретном транспортном грузоподъемном объекте приводит к необходимости решать ряд компоновочных прикладных задач по увязке механизма с агрегатами объекта, смонтированными по иной компоновочной схеме.

Кроме того, в данном механизме поворота планетарный редуктор построен по кинематической схеме типа 3К, описанной в кн. Планетарные передачи, Справочник под ред. В.Н.Кудрявцева и Ю.Н.Кирдяшева, Л. Машиностроение, Ленинградское отделение, 1977, стр. 159, рис. 9.2 (прилагается). Механизмы такого типа могут использоваться как с одновенцовыми, так и с двухвенцовыми сателлитами и позволяют реализовать широкий диапазон разновариантных схем на базе стандартного набора звеньев. Но независимо от реализованного варианта видно, что в каждой схеме присутствует водило, выполненное общим как для первой, так и для второй ступеней. В данной конструкции водило представляет собой элемент, который позволяет сохранить ориентацию сателлитов и для передачи момента на коронные шестерни.

Основным недостатком описанного планетарного редуктора является наличие водила, к которому предъявляются высокие требования к точности изготовления (координатно-расточные операции), высокая трудоемкость изготовления. Кроме того, сам тормоз по конструкции представляет собой сложный механизм, состояние тормозных дисков которого определяет надежность его работы. В связи с этим целесообразно было бы отказаться от фрикционных элементов.

Поэтому предлагается конструкция, в которой осуществлена попытка создать механизм поворота, построенный по кинематической схеме 3К, но без традиционного водила, что упрощает и удешевляет конструкцию, и без традиционных фрикционных дисков тормоза, что также упрощает конструкцию.

Настоящим изобретением решается техническая задача по исключению сложного звена водила из кинематической схемы и использованию звеньев планетарного редуктора в сочетании с нажимным диском тормоза для эффективного торможения механизма поворота. Достигаемый при этом технический эффект заключается в упрощении конструкции и повышении ее надежности и эффективности при уменьшении массогабаритных показателей.

Указанный технический эффект достигается тем, что механизм поворота, содержащий гидромотор, вал которого кинематически связан с ведущим валом выполненного в виде модуля планетарного редуктора, имеющего ведомый вал и включающего в себя солнечную шестерню на ведущем валу, два коронных колеса, первое из которых закреплено в корпусе редуктора, а второе, выполненное с торцовой дисковой поверхностью, связано с ведомым валом, сателлиты, выполненные по крайней мере одновенцовыми и зацепленные с указанными коронными колесами и солнечной шестерней, а также тормоз для связи вала гидромотора с корпусом редуктора, включает в себя неподвижный в окружном направлении диск с плоской торцовой поверхностью, обращенной к сателлитам, установленным с зазором между торцовыми поверхностями второго коронного колеса и неподвижного в окружном направлении диска, имеющего возможность осевого смещения и подпружиненного в сторону сателлита/ов при отсутствии рабочего давления в управляющей полости тормоза.

Кроме того, для компенсации износа и восстановления заданного зазора в зоне сателлитов неподвижный диск тормоза выполнен с элементами регулировки зазора между ним и сателлитом. Эти элементы могут быть выполнены в виде регулируемых упоров, перемещающих неподвижный в окружном направлении диск в сторону сателлита/ов.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для получения требуемого технического эффекта.

Так, размещение сателлита/ов между плоскими торцовыми поверхностями второго коронного колеса и неподвижного диска обеспечивает осевую ориентацию сателлита/ов по отношению к другим звеньям планетарного ряда и позволяет сателлиту/ам самоустанавливаться в радиальном направлении по контактам зацепления в зависимости от кинематического нагружения. Такое размещение существенно повышает надежность и долговечность редуктора, работающего в режиме больших нагрузок и частой смены направления вращения.

Использование торцовых поверхностей второго коронного колеса и неподвижного в окружном направлении и подвижного в осевом направлении диска в качестве элементов тормоза, действующего на эффект защемления сателлита/ов (т.е. принудительной остановки всего планетарного ряда), позволяет просто и надежно решить проблему торможения механизма поворота без использования фрикционных дисков.

Исключение водила и фрикционных дисков, наиболее сложных и недолговечных соответственно деталей, позволило получить компактную установку с многофункциональным назначением части звеньев, т.е. с совмещением одной деталью по меньшей мере двух функций.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического эффекта указанной совокупностью существенных признаков.

На фиг. 1 изображен продольный разрез механизма поворота для стрелового самоходного крана.

Механизм поворота, например, для самоходного стрелового крана содержит гидромотор 1, закрепленный на корпусе 2, в общем случае представляющем собой корпус планетарного редуктора, в данном случае выполненный составным. Планетарный редуктор имеет выходной вал 3, выполненный с шестерней для зацепления с ответным элементом поворотной платформы (не показана).

Планетарный ряд редуктора содержит солнечную шестерню 4 на ведущем валу, которая кинематически связана с неподвижным коронным колесом 5 и коронным колесом 6 через по крайней мере один сателлит 7, выполненный одновенцовым или двухвенцовым (на фиг. 1 показан сателлит одновенцовый).

Сателлиты 7 выполнены цилиндрическими с плоскими шлифованными торцами и заключены между неподвижным в окружном направлении диском 8 и подвижным в окружном направлении диском коронного колеса 6 с регулируемым зазором. Зазор регулируется с помощью гайки 9 и выбирается таким образом (0,05-0,1 мм), чтобы обеспечить удержание сателлитов 7 в одной плоскости и предотвратить их перекос, что необходимо для нормального зубчатого зацепления. Коронное колесо 6 с помощью подвижного шлицевого соединения соединено с валом 3.

При передаче крутящего момента радиальная нагрузка на сателлиты, ее равнодействующая направлена к центральной оси, т.е. сателлиты 7 прижимаются к шестерне 4. Этим контактом и определяется межосевое расстояние.

В механизме присутствует тормозной поршень 10, нагруженный пружиной, а традиционные тормозные диски отсутствуют, функцию фрикционных пар тормоза выполняют боковые поверхности сателлитов 7, трущиеся в контакте с диском 8 и диском коронного колеса 6, а также за счет трения диска колеса 6 и корпусной части 11.

При отсутствии рабочего давления в управляющей полости поршня 10 последний под действием пружины сжимает пакет звеньев, составленный из подвижного и неподвижного дисков, сателлита между ними и корпусной части.Торцовые поверхности сателлитов входят в соприкосновение с неподвижным диском 8 и диском коронного колеса 6 и образуют таким образом тормозную муфту по типу дискового тормоза. Этот тормоз осуществляет остановку вращения механизма поворота за счет замыкания на корпус и/или опорную раму вращающихся звеньев механизмов. Ввиду того, что замыкание сопровождается работой трения, вызывающего износ контактирующих поверхностей, по мере увеличения зазора производят закрутку гайки 9 в сторону смещения неподвижного диска 8 к сателлиту/ам.

Механизм поворота поворотной платформы стрелового самоходного крана работает следующим образом.

В исходном положении рабочее давление в управляющей полости поршня 10 тормоза отсутствует. Усилие пружин поршня перемещает неподвижный диск 8 в сторону сателлитов и прижимает их к поверхности диска коронного колеса 6, опирающегося на корпусную часть 11. Передача крутящего момента на ведомый вал 3 не производится, а звенья планетарного редуктора не имеют возможности самопроворота из-за кинематического замыкания на корпус 2 или раму крана.

При подаче рабочего давления в управляющую полость поршня последний, преодолевая усилие пружин, отжимается от неподвижного диска, разрывая замыкание на опору. Вращение от гидромотора 1 обычным образом передается через солнечную шестерню 4 и сателлиты выходному валу 3.

Изменение нагрузки в планетарном ряде редуктора воспринимается сателлитами, имеющими свободу радиального перемещения. В результате этого сателлиты принимают такое пространственное положение по зонам зацепления, которое обусловлено данным режимом нагружения. Такое исполнение позволяет существенно повысить срок службы редуктора.

Исключение водила сложной детали, трудоемкой в изготовлении, позволило упростить конструкцию редуктора с сохранением его функций за счет их переноса на смежно расположенные диски.

Настоящее изобретение позволит снизить трудоемкость в изготовлении планетарного редуктора, улучшить ремонтопригодность и повысить срок службы механизма в целом за счет равномерного распределения усилий в зубчатых зацеплениях и исключения фрикционных элементов тормоза.

Формула изобретения

1. Механизм поворота, содержащий гидромотор, вал которого кинематически связан с ведущим валом выполненного в виде модуля планетарного редуктора, имеющего ведомый вал и включающего в себя солнечную шестерню на ведущем валу, два коронных колеса, первое из которых закреплено в корпусе редуктора, а второе, выполненное с торцевой дисковой поверхностью, связано с ведомым валом, сателлиты, выполненные по крайней мере одновенцовыми и зацепленными с указанными коронными колесами и солнечной шестерней, а также тормоз для связи вала гидромотора с корпусом редуктора, отличающийся тем, что тормоз включает в себя неподвижный в окружном направлении диск с плоской торцевой поверхностью, обращенной к сателлитам, установленным с зазором между торцевыми поверхностями второго коронного колеса и неподвижного в окружном направлении диска, имеющего возможность осевого смещения и подпружиненного в сторону сателлитов при отсутствии рабочего давления в управляющей полости тормоза.

2. Механизм поворота по п.1, отличающийся тем, что неподвижный в окружном направлении диск тормоза выполнен с элементами регулировки зазора между ним и сателлитами.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Закрытое акционерное общество Интеллектуально-технологический сервис "КРОС"

(73) Патентообладатель:ЗАО "Инженерно-технический центр "КРОС"

Договор № 21250 зарегистрирован 08.08.2005

Извещение опубликовано: 10.10.2005        БИ: 28/2005

Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями

Изменения:Публикацию о досрочном прекращении действия патента считать недействительной.

Номер и год публикации бюллетеня: 1-2008

Извещение опубликовано: 27.01.2008        БИ: 03/2008