Барабанный двигатель
Барабанный двигатель (1) предназначен для использования в штрековом конвейере. По первому варианту изобретения ротор электродвигателя (122) соединен с корпусом (10) барабана посредством выходного приводного элемента (128) барабанного двигателя таким образом, что корпус может быть приведен во вращение посредством выходного приводного элемента относительно первого крепежного элемента вокруг оси барабана. Выходной приводной элемент расположен на той же стороне приводного блока барабанного двигателя, что и первый крепежный элемент. Ось (129) вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью (125) вращения ротора. Между корпусом барабана и крепежным элементом (13) предусмотрен первый подшипник (136) качения, имеющий наружный диаметр, который равен диаметру приводного блока или превышает этот диаметр. По второму варианту изобретения приводной блок и корпус барабана установлены с опорой на первый подшипник (135) и центральный подшипник с возможностью вращения друг относительно друга и без возможности продольного отклонения друг относительно друга. Центральный подшипник отстоит от первого подшипника в направлении оси (101) барабана. Позади центрального подшипника предусмотрен второй подшипник (141), посредством которого корпус барабана поддерживается с возможностью вращения относительно рамы конвейера. Опора приводного блока относительно корпуса барабана обеспечена независимо от второго подшипника. Обеспечивается простота изготовления и эксплуатации барабанного двигателя. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к приводному блоку барабанного двигателя, к барабанному двигателю и к штрековому конвейеру с таким барабанным двигателем.
Уровень техники
Существуют различные конвейерные установки, на которых транспортируемый материал перемещается на конвейерных роликах. Часть таких конвейерных роликов имеют привод.
Такие конвейерные ролики с приводом описаны, например, в документах US 6,402,653 В1 и ЕР 0752970 В1.
Как правило, конвейерные ролики имеют сквозную ось, состоящую из одной или более частей и выступающую за пределы конвейерных роликов на их концах. При помощи концов такой оси конвейерные ролики закрепляют в конвейерной установке.
Приводные устройства, которые содержатся в конвейерных роликах, как правило, расположены концентрично вокруг такой оси, то есть ось проходит сквозь приводное устройство от одного конца к другому. Известные конвейерные ролики с приводом, как правило, имеют элемент, при помощи которого тяговое усилие от приводного блока передается в круговом направлении к поворотной трубке конвейерного ролика, по которой движется транспортируемый материал.
В некоторых случаях конвейерные ролики имеют передаточный механизм, который в процессе работы должен смазываться. Для обеспечения такой смазки внутреннюю часть конвейерного ролика заполняют, например, маслом до установленной высоты.
Раскрытие изобретения
Одна из целей изобретения состоит в том, чтобы разработать штрековый конвейер с барабанным двигателем, а также барабанный двигатель и приводной блок барабанного двигателя для такого барабанного двигателя, которые обеспечат их легкое и недорогое изготовление, а также простое и недорогое техническое обслуживание в процессе эксплуатации.
Цель настоящего изобретения достигается устройствами и способом, охарактеризованными в независимых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Один из аспектов настоящего изобретения относится к барабанному двигателю, содержащему корпус барабана, приводной блок барабанного двигателя, первый крепежный элемент и второй крепежный элемент для закрепления барабанного двигателя в раме конвейера, причем корпус барабана установлен с возможностью вращения вокруг оси барабана, по меньшей мере, относительно первого крепежного элемента, приводной блок барабанного двигателя включает в себя электродвигатель со статором и ротором и расположен внутри корпуса барабана, статор электродвигателя соединен с первым крепежным элементом без возможности поворота, а ротор электродвигателя соединен с корпусом барабана посредством выходного приводного элемента таким образом, что корпус барабана может быть приведен во вращение посредством выходного приводного элемента, по меньшей мере, относительно первого крепежного элемента вокруг оси барабана, при этом выходной приводной элемент расположен на той же самой стороне приводного блока барабанного двигателя по отношению к оси барабана, что и первый крепежный элемент, а ось вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью вращения ротора. Преимущество этой конструкции заключается в том, что все детали приводного блока барабанного двигателя, которые должны передавать крутящий момент, могут быть расположены на одной стороне приводного блока барабанного двигателя, а также в том, что выходной приводной элемент не обязательно должен примыкать по периметру ко внутренней стенке корпуса барабана, а может целенаправленно передавать тяговое усилие к отдельным точкам на корпусе барабана. Это может быть выгодно, например, когда между корпусом барабана и приводным блоком выполнено зубчатое зацепление. Кроме того, такой барабанный двигатель прост в установке, поскольку приводной блок барабанного двигателя может быть введен в корпус барабана с одной стороны корпуса барабана так, чтобы, например, другая сторона корпуса барабана могла быть выполнена в уже полностью собранном виде. В рамках настоящей заявки выражение «без возможности поворота» означает, что посредством такого рода соединения "без возможности поворота" может передаваться крутящий момент, причем соединенные между собой элементы, по существу, не могут поворачиваться друг относительно друга. Тем не менее данным понятием также должны охватываться соединения, имеющие, например, демпфирующие элементы, которые позволяют соединенным друг с другом деталям прокручиваться на несколько градусов.
Следующий преимущественный вариант выполнения относится к барабанному двигателю, в котором ось вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью барабана. Такой барабанный двигатель имеет, по существу, те же самые преимущества, как и вышеупомянутый барабанный двигатель. В зависимости от конструкции барабанного двигателя возможно решение, при котором ось барабана не соответствует оси вращения ротора.
Кроме того, в одном из предпочтительных вариантов выполнения барабанного двигателя выходной приводной элемент представляет собой шестерню, которая находится в зацеплении с внутренним зубчатым венцом, выполненным на внутренней окружности корпуса барабана без возможности поворота. Преимущество этого решения состоит в том, что посредством зубчатого зацепления могут быть переданы более высокие тяговые усилия, чем в случае фрикционных соединений. Кроме того, зубчатое зацепление может быть размещено с большей экономией пространства и более легко при сборке.
Кроме того, такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, при которой между корпусом барабана и первым крепежным элементом выполнен первый подшипник качения и/или первое гидравлическое уплотнение. Предпочтительными гидравлическими уплотнениями являются скользящее кольцевое уплотнение или уплотнительные кольца для радиального уплотнения вала, которые доступны в продаже, например, под торговой маркой «Simrit».
Другие преимущественные аспекты такого варианта выполнения могут заключаться в барабанном двигателе, в котором наружный радиус первого подшипника качения и/или наружный радиус первого гидравлического уплотнения, по существу, равен (равны) радиусу, проходящему от оси барабана до оси вращения выходного приводного элемента или превышает(-ют) этот радиус, и/или равен (равны) радиусу окружности, проходящей по основанию зубьев внутреннего зубчатого венца, выполненного без возможности поворота на внутренней окружности корпуса барабана, или превышает(-ют) этот радиус. Одно из преимуществ такой конструкции состоит в том, что подшипники качения с относительно большим диаметром также могут воспринимать более высокие нагрузки, в результате чего при помощи такого барабанного двигателя могут транспортироваться более тяжелые грузы, и/или в том, что такой барабанный двигатель также может быть использован в сочетании с конвейерной лентой, поскольку выполненные таким образом подшипники могут также воспринимать натяжение ленты. Следует отметить, что у выбранных таким образом подшипников качения внутренний диаметр также имеет относительно большую величину. Следовательно, в таком преимущественном варианте выполнения первый крепежный элемент также предпочтительно имеет относительно большой наружный диаметр, который соответствует внутреннему диаметру такого подшипника качения. Такой относительно большой диаметр первого крепежного элемента дает возможность разместить в радиальном сечении крепежного элемента различные функциональные элементы, такие как, например, кабели относительно большого сечения, большее количество кабелей, чем обычно, в частности, например, для управления и настройки дополнительных функций (например, тормозов, датчиков вращения и т.д.), штепсельные гнезда для подключения, которые предпочтительно выполняют герметичными, маслозаливные отверстия, резьбовые отверстия для крепления крепежного элемента на прилегающей раме штрекового конвейера. Также существует возможность выполнить такой первый крепежный элемент таким образом, чтобы он, по существу, заканчивался на одном уровне с осевой оконечностью корпуса барабана или только слегка выступал за пределы осевой оконечности корпуса барабана. Это позволяет получить компактную форму барабанного двигателя. Таким образом, установочная длина барабанного двигателя может быть уменьшена до минимума. При помощи резьбовых отверстий, которые могут быть легко выполнены, барабанный двигатель может быть установлен в раме конвейера, выполненной из листового металла, с использованием стандартных деталей. Благодаря этому предпочтительному варианту выполнения обеспечиваются оптимизированная сборка и демонтаж в конвейере, а также неограниченные возможности по подключению.
Предпочтительным является такой барабанный двигатель, в котором первый подшипник качения имеет наружный диаметр, который, по существу, равен диаметру приводного блока барабанного двигателя или превышает этот диаметр. В этом случае преимущество заключается в том, что приводной блок барабанного двигателя может быть вставлен в корпус барабана при снятом(-ых) подшипнике качения и/или гидравлическом уплотнении. В этой связи также предпочтительно, чтобы окружность вершин зубьев зубчатого венца, т.е. диаметр, образованный наружными вершинами внутреннего зубчатого венца, также был равен наружному диаметру приводного блока барабана или превышал этот диаметр. В другом предпочтительном варианте выполнения приводной блок барабанного двигателя имеет наружный диаметр, который немного меньше, чем внутренний диаметр корпуса барабана в области, в которой приводной блок барабанного двигателя размещен в корпусе барабана в собранном состоянии. Наружный диаметр приводного блока барабанного двигателя предпочтительно примерно на 1-2 мм меньше внутреннего диаметра корпуса барабана. При данной конструкции внутренняя область в корпусе барабана может быть использована оптимальным образом так, чтобы приводной блок барабанного двигателя мог выдавать при работе максимальную мощность. В этом случае первый опорный узел, в состав которого входят внутренний зубчатый венец, первый подшипник качения и первое уплотнение, может быть смонтирован совместно с приводным блоком барабанного двигателя.
Такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, в которой между приводным блоком барабанного двигателя и крепежным элементом выполнен осевой элемент, по существу концентричный с осью барабана, который жестко соединяет без возможности поворота статор электродвигателя с первым крепежным элементом внутри глухого отверстия первого крепежного элемента. Такой концентричный осевой элемент предпочтительно выполнен в виде штифта и/или цилиндра и предпочтительно имеет диаметр, равный или меньший разницы между величиной радиуса от оси барабана до оси вращения выходного приводного элемента и радиусом выходного приводного элемента, то есть окружности, проходящей по вершинам зубьев, в случае его выполнения в виде шестерни. Такая конструкция позволяет выполнять концентричный осевой элемент и выходной приводной элемент рядом друг с другом без того, чтобы вращающийся выходной приводной элемент терся об осевой элемент. Такой цилиндрический осевой элемент может быть легко зафиксирован в глухом отверстии первого крепежного элемента или соединен с ним. Соединение без возможности поворота может быть выполнено посредством любого соединения типа «вал-ступица», предпочтительно, например, при помощи призматической шпонки.
Еще один предпочтительный вариант выполнения относится к барабанному двигателю, в котором в крепежном элементе выполнено отверстие для кабеля, в частности, для подачи электропитания для электродвигателя, и/или штепсельное гнездо, и/или маслозаливное отверстие. Преимущество такой конструкции состоит в том, что такой барабанный двигатель может быть легко собран и легок в техническом обслуживании, поскольку разъемное соединение может быть легко изготовлено, а также обеспечено удобство доступа к маслозаливному отверстию.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения барабанного двигателя приводной блок барабана и корпус барабана установлены с опорой на первый подшипник и центральный подшипник с возможностью вращения и без возможности продольного отклонения друг относительно друга, причем центральный подшипник находится на некотором расстоянии от первого подшипника в направлении оси барабана, причем позади центрального подшипника, если смотреть со стороны первого подшипника в направлении оси барабана, выполнен второй подшипник, посредством которого корпус барабана установлен с возможностью вращения относительно рамы конвейера, прилегающей к барабанному двигателю, причем опора приводного блока барабана относительно корпуса барабана обеспечивается независимо от второго подшипника. Преимущество такой опоры состоит в том, что отсутствует необходимость выполнять ось, проходящую от одного конца барабанного двигателя до его другого конца и служащую опорой приводному блоку барабанного двигателя внутри корпуса барабана. Кроме того, эта конструкция имеет то преимущество, что небольшое прогибание корпуса барабана под тяжестью груза не приводит к отклонению приводного блока барабанного двигателя относительно корпуса барабана. Еще одно преимущество заключается в том, что такая центральная опора приводит к усилению и стабилизации корпуса барабана.
Кроме того, такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, в которой первый подшипник включает в себя первый подшипник качения. При такой конструкции не требуется дополнительная опора.
Следующие преимущественные аспекты такого варианта выполнения могут относиться к барабанному двигателю, в котором второй подшипник включает в себя второй подшипник качения в области второго крепежного элемента.
Предпочтительным является такой барабанный двигатель, в котором между первым гидравлическим уплотнением и вторым подшипником выполнено центральное уплотнение таким образом, чтобы во внутренней области барабанного двигателя между первым уплотнением и вторым подшипником была образована гидравлически герметичная область, в которой помещена по меньшей мере часть приводного блока барабанного двигателя. В результате такой конструкции получают преимущественную конструкцию, в которой различные барабанные двигатели с различными значениями длины корпуса барабана имеют на стороне приводного блока барабанного двигателя гидравлически герметичную область, при этом указанная область, по существу, имеет один и тот же размер во всех различных барабанных двигателях. Если в таком барабанном двигателе требуется масляная смазка, то такая конструкция обеспечивает то, что в каждом из различных барабанных двигателей для заполнения гидравлически герметичной области требуется одно и то же количество масла. Таким образом, для барабанных двигателей большей длины требуемое количество масла является меньшим, чем в случае традиционных барабанных двигателей, что означает возможность экономии масла.
Такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, в которой центральное уплотнение включает в себя уплотнительный короб, ободок которого частично образован цилиндрообразным трубчатым участком, наружный диаметр которого, по существу, соответствует внутреннему диаметру корпуса барабана. Такое центральное уплотнение предпочтительно может иметь кольцевой паз с наружной стороны цилиндрообразного трубчатого участка, в который вставлено уплотнительное кольцо («O-ring»), обеспечивающее уплотнение между уплотнительным коробом и корпусом барабана. В качестве альтернативы между корпусом барабана и уплотнительным коробом также может быть выполнена посадка с натягом, выполненная таким образом и/или такого размера, что она одновременно выполняет функции уплотнения и передачи усилия. В качестве альтернативы уплотнительному коробу также может быть выполнен герметизирующий подшипник качения, например радиальный шариковый подшипник, наружное кольцо которого посажено в корпус барабана. В дополнение к радиальному шариковому подшипнику также может быть выполнено кольцо для радиального уплотнения вала или подобный уплотнительный элемент. По сравнению с этими альтернативными решениями, решение с уплотнительным коробом имеет то преимущество, что уплотнительный короб может быть легко изготовлен, например, с помощью процесса инжекционного формования. Кроме того, такой уплотнительный короб служит для усиления корпуса барабана во внутренней области.
Следующий преимущественный вариант выполнения относится к барабанному двигателю, в котором центральный подшипник включает в себя центральный подшипник качения, расположенный между приводным блоком барабанного двигателя и корпусом барабана, в частности, между приводным блоком барабанного двигателя и внутренней поверхностью цилиндрообразного трубчатого участка уплотнительного короба. Такая конструкция облегчает установку приводного блока барабанного двигателя с подшипником качения и уплотнительным коробом в барабанный двигатель. Кроме того, опорную поверхность на внутренней поверхности уплотнительного короба изготовить проще, чем во внутренней области корпуса барабана.
Еще один аспект изобретения относится к барабанному двигателю, содержащему корпус барабана, приводной блок барабанного двигателя, первый крепежный элемент и второй крепежный элемент для закрепления барабанного двигателя в раме конвейера, отличающемуся тем, что корпус барабана установлен с возможностью вращения вокруг оси барабана по меньшей мере относительно первого крепежного элемента, причем приводной блок барабанного двигателя включает в себя электродвигатель со статором и ротором и расположен внутри корпуса барабана, причем статор электродвигателя соединен с первым крепежным элементом без возможности поворота, причем приводной блок барабана и корпус барабана опираются на первый подшипник и центральный подшипник с возможностью вращения и без возможности продольного отклонения друг относительно друга, причем центральный подшипник находится на некотором расстоянии от первого подшипника в направлении оси барабана, причем позади центрального подшипника, если смотреть со стороны первого подшипника в направлении оси барабана, выполнен второй подшипник, посредством которого корпус барабана поддерживается с возможностью вращения относительно рамы конвейера, прилегающей к барабанному двигателю, причем опора приводного блока барабана относительно корпуса барабана обеспечивается независимо от второго подшипника. В отношении данного аспекта изобретения, по существу, справедливо изложенное выше в отношении первого аспекта изобретения. Как уже было указано выше, опора приводного блока барабанного двигателя в корпусе барабана на стороне блока, обращенной от первого крепежного элемента, имеет преимущество в том, что даже если второй подшипник был бы удален, то приводной блок барабанного двигателя все еще поддерживался бы без возможности продольного отклонения относительно корпуса барабана. По этой причине необходимость в наличии какой-либо дополнительной опоры для приводного блока барабанного двигателя, например, с помощью проходящей насквозь оси или оси приводного блока барабанного двигателя, которая бы также продолжалась на стороне приводного блока барабанного двигателя, противоположной первому крепежному элементу, отсутствует. Помимо прочего это также дает то преимущество, что не требуется такого рода сквозная ось, которая бы зависела от длины корпуса барабана и, следовательно, должна бы была изготавливаться дополнительно для каждого из значений длины барабана. Альтернативы и преимущества, упомянутые в отношении описанных выше вариантов выполнения, также распространяются на преимущественные варианты осуществления, описанные ниже.
В следующем предпочтительном варианте выполнения барабанного двигателя между первым крепежным элементом и корпусом барабана расположен первый подшипник, включающий в себя первый подшипник качения и/или первое гидравлическое уплотнение.
Кроме того, такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, в которой между вторым крепежным элементом и корпусом барабана расположен второй подшипник, включающий в себя второй подшипник качения и/или второе гидравлическое уплотнение.
Дальнейшие преимущественные аспекты такого варианта выполнения могут относиться к барабанному двигателю, в котором между первым гидравлическим уплотнением и вторым подшипником выполнено центральное уплотнение таким образом, чтобы во внутренней области барабанного двигателя, между первым уплотнением и вторым подшипником была образована гидравлически герметичная область, в которой помещена по меньшей мере часть приводного блока барабанного двигателя.
Предпочтительным является такой барабанный двигатель, в котором центральное уплотнение включает в себя уплотнительный короб, ободок которого образован цилиндрообразным трубчатым участком, наружный диаметр которого, по существу, соответствует внутреннему диаметру корпуса барабана.
Такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, в которой ротор электродвигателя соединен с корпусом барабана посредством выходного приводного элемента таким образом, что корпус барабана может быть приведен во вращение посредством выходного приводного элемента, по меньшей мере, относительно первого крепежного элемента вокруг оси барабана, причем выходной приводной элемент расположен на той же самой стороне приводного блока барабанного двигателя по отношению к оси барабана, что и первый крепежный элемент, причем ось вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью вращения ротора.
Еще один преимущественный вариант выполнения относится к барабанному двигателю, в котором ось вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью барабана.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения барабанного двигателя выходной приводной элемент представляет собой шестерню, которая находится в зацеплении с внутренним зубчатым венцом, выполненным на внутренней окружности корпуса барабана без возможности поворота.
Кроме того, такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, в которой наружный радиус первого подшипника качения и/или наружный радиус первого гидравлического уплотнения, по существу, равен (равны) радиусу, проходящему от оси барабана до оси вращения выходного приводного элемента или превышает(-ют) этот радиус, и/или равен (равны) или больше, чем радиус окружности, проходящей по основанию зубьев внутреннего зубчатого венца, выполненного без возможности поворота на внутренней окружности корпуса барабана.
Следующие преимущественные аспекты такого варианта выполнения могут заключаться в барабанном двигателе, в котором первый подшипник качения имеет наружный диаметр, который, по существу, равен диаметру приводного блока барабанного двигателя или превышает его.
Предпочтительным является такой барабанный двигатель, в котором между приводным блоком барабанного двигателя и крепежным элементом выполнен осевой элемент, по существу концентричный с осью барабана, который жестко фиксирует, т.е. соединяет, без возможности поворота статор электродвигателя с крепежным элементом внутри глухого отверстия крепежного элемента.
Такой барабанный двигатель предпочтительно имеет конструкцию, в которой в крепежном элементе выполнено отверстие для кабеля, в частности, для подачи электропитания для электродвигателя, и/или штепсельное гнездо, и/или маслозаливное отверстие.
Еще один преимущественный вариант выполнения относится к барабанному двигателю, в котором центральный подшипник включает в себя центральный подшипник качения, расположенный между приводным блоком барабанного двигателя и корпусом барабана, в частности между приводным блоком барабанного двигателя и внутренней поверхностью цилиндрообразного трубчатого участка уплотнительного короба.
Следующий аспект изобретения относится к штрековому конвейеру с барабанным двигателем, охарактеризованным в одном из п.п.1-27 формулы.
В своем следующем аспекте изобретение затрагивает приводной блок барабанного двигателя, содержащий осевой элемент, электродвигатель со статором и ротором, передаточный механизм, содержащий приводной элемент и выходной приводной элемент, причем осевой элемент установлен без возможности поворота относительно статора электродвигателя и выходит наружу из приводного блока барабанного двигателя на первой стороне приводного блока барабанного двигателя, выходной приводной элемент выходит наружу из приводного блока барабанного двигателя на стороне осевого элемента, а причем ось вращения выходного приводного элемента расположена со смещением относительно осевого элемента.
Следующий аспект изобретения относится к барабанному двигателю, содержащему корпус барабана, приводной блок барабанного двигателя, первый крепежный элемент и второй крепежный элемент для закрепления барабанного двигателя в раме конвейера, подшипник, предназначенный для поддержки корпуса барабана на крепежных элементах, и по меньшей мере один осевой элемент, служащий в качестве соединительного элемента между приводным блоком барабанного двигателя и по меньшей мере одним из крепежных элементов, причем все указанные компоненты барабанного двигателя, кроме корпуса барабана, выполнены с возможностью использования аналогичным образом в барабанных двигателях с различными длинами корпуса с тем, чтобы единственной деталью барабанного двигателя, зависящей от длины, являлся корпус барабана. В этой связи были упомянуты только наиболее важные детали, которые содержит такой барабанный двигатель. Такой барабанный двигатель может содержать другие детали, в частности те детали, которые были описаны в отношении прочих аспектов изобретения. В частности, в отношении данного аспекта изобретения такие детали также могут называться «указанными компонентами». Такой барабанный двигатель имеет преимущество в том, что барабанные двигатели с различной длиной могут быть изготовлены экономичным образом, поскольку большинство компонентов для барабанных двигателей различной длины идентичны. Особенно предпочтительным является случай, при котором в таком барабанном двигателе только одна деталь, в частности корпус барабана, изготавливается зависимой от длины.
Ниже в качестве примера приводится описание отдельных предпочтительных вариантов выполнения изобретения. При этом отдельные описанные варианты выполнения в некоторых случаях имеют отличительные признаки, которые не являются неотъемлемыми для осуществления настоящего изобретения, но которые в общем случае следует рассматривать как предпочтительные. Таким образом, варианты выполнения, которые не имеют всех отличительных признаков описанных ниже вариантов выполнения, также должны считаться раскрытыми в рамках настоящего изобретения. Также допустимо, чтобы между собой выборочно сочетались отличительные признаки, описанные в отношении различных вариантов выполнения.
Краткое описание чертежей
На чертежах проиллюстрированы:
На фиг.1 показан продольный разрез одного предпочтительного варианта выполнения предлагаемого барабанного двигателя и вид сбоку этого барабанного двигателя.
На фиг.2а и 2b показаны увеличенные выносные виды продольного разреза, показанного на фиг.1.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан продольный разрез одного предпочтительного варианта выполнения предлагаемого барабанного двигателя и вид сбоку барабанного двигателя.
На чертеже проиллюстрирован барабанный двигатель 1, содержащий корпус 1 барабана, первый крепежный элемент 13, второй крепежный элемент 14 и приводной блок 12 барабанного двигателя.
Корпус 10 барабана выполнен с возможностью вращения относительно крепежных элементов 13, 14. Это обеспечивается при помощи первого подшипника 136 качения в области первого подшипника 135 и при помощи второго подшипника 142 качения в области второго подшипника 141, которые служат опорой для корпуса барабана на первом крепежном элементе 13 и втором крепежном элементе 14. Первый подшипник 135, кроме того, включает в себя первое гидравлическое уплотнение 137, а второй подшипник 141, кроме того, включает в себя второе гидравлическое уплотнение 143. Эти гидравлические уплотнения обеспечивают то, что в барабанный двигатель 1 снаружи не может попасть влага. С другой стороны, гидравлическое уплотнение 137 обеспечивает то, что масло, находящееся в гидравлически герметичной области 16, не может вытечь из барабанного двигателя наружу.
Уровень HÖ масла во внутренней области 16 выбран таким, чтобы, с одной стороны, обеспечить смазку первого и центрального подшипников качения, а с другой стороны, для того, чтобы обеспечить достаточное охлаждение приводного блока барабанного двигателя. Это дает еще одно преимущество конструкции с подшипниками качения большого диаметра, заключающееся в том, что для смазки подшипников качения достаточно относительно низкой высоты наполнения маслом, то есть низкого уровня НÖ масла.
Кроме того, в данном предпочтительном варианте выполнения, дополнительно к двум указанным гидравлическим уплотнениям 137, 143 выполнены уплотнительные элементы, которые расположены в осевом направлении снаружи от соответствующих уплотнений, и каждый из которых, совместно с первым и вторым крепежными элементами 13, 14, образует отдельное лабиринтное уплотнение. При этом уплотнительные элементы предпочтительно помещают внутрь корпуса барабана герметичным образом, предпочтительно, путем их запрессовки и/или при помощи клея. Преимущество в данном случае состоит в том, что когда нижний край внутреннего диаметра уплотнительного элемента находится выше уровня НÖ масла во внутренней области 16, масло не может вытечь из внутренней области 16, даже если одно из гидравлических уплотнений негерметично. Благодаря низкому уровню НÖ масла, который позволяет иметь данная конструкция, становится возможным тем не менее получить сравнительно большой внутренний диаметр уплотнительного элемента, в результате чего также может быть выполнен большим диаметр той области крепежного элемента 13, которая выходит наружу от уплотнительного элемента, обеспечивая достаточное пространство для прокладки кабелей и т.п.
Как можно видеть на фиг.1, крепежные элементы 13, 14 имеют относительно большой диаметр. Этим обеспечивается то, что в данных крепежных элементах, в частности в первом крепежном элементе 13, могут быть выполнены маслозаливное отверстие 134, отверстие 132 для кабеля, которое предпочтительно оснащено штепсельным гнездом 133, а также резьбовые отверстия, с помощью которых крепежный элемент может быть закреплен на прилегающей несущей раме.
В этом варианте выполнения указанные резьбовые отверстия, в частности, позволяют легко установить предложенный барабанный двигатель 1 в раме штрекового конвейера. Вместо таких резьбовых отверстий также могут быть выполнены другие устройства для крепления. Например, для второго крепежного элемента 14 показано одно резьбовое отверстие. Также допустимо, например, выполнение одного глухого отверстия или только одной опоры на раме штрекового конвейера для (второго) крепежного элемента 14 и для обеспечения фиксации в продольном направлении рамы. В связи с этим предпочтительно, если, по меньшей мере, на стороне первого крепежного элемента 13 обеспечивается установка на несущей раме, препятствующая кручению первого крепежного элемента таким образом, чтобы на раму мог передаваться приводной крутящий момент.
Поскольку в проиллюстрированном варианте выполнения через второй крепежный элемент 14 крутящий момент не передается, такое соединение без возможности поворота на стороне второго крепежного элемента не является необходимым. Это в равной мере справедливо для маслозаливного отверстия 134, отверстия 132 для кабеля и т.д. которые соответствующим образом могут быть выполнены на втором крепежном элементе, но в отношении описываемого варианта выполнения не являются необходимыми.
Предпочтительна конструкция, по меньшей мере, одного из крепежных элементов, позволяющая скомпенсировать несоосность, отклонения от параллельности и угловые погрешности. Это может быть выполнено, например, посредством резиновой опоры и/или посредством удлиненных отверстий на раме, за счет чего барабанный двигатель сначала может быть выровнен в раме и потом зафиксирован путем затягивания винтов в удлиненных отверстиях.
Приводной блок 12 барабанного двигателя, проиллюстрированный на фиг.1, содержит электродвигатель 122 и передаточный механизм 126. Электродвигатель 122 имеет статор и ротор, которые на чертежах не показаны подробно. Передаточный механизм присоединен к выходному валу двигателя посредством приводного элемента (не показан), и преобразует частоту вращения вала двигателя в частоту вращения выходного вала, которая подается на выходной приводной элемент 128 передаточного механизма 126.
В этом предпочтительном варианте выполнения выходной приводной элемент 128 выполнен в виде шестерни. Шестерня находится в зацеплении с внутренним зубчатым венцом 102, который выполнен на внутренней окружности корпуса 10 барабана. В проиллюстрированном варианте выполнения внутренний зубчатый венец 102 образован на кольцевом элементе, который также имеет уплотнительную поверхность для первого уплотнения 137 и опорную поверхность для первого подшипника 136 качения. Кольцевой элемент запрессован в корпус 10 барабана, и его предпочтительно изготавливают путем инжекционного формования. В случаях, когда необходимо обеспечить передачу большого крутящего момента, кольцевой элемент также может быть выполнен в виде алюминиевой детали, получаемой литьем под давлением. Также возможны другие способы изготовления. В зависимости от используемых материалов, кольцевой элемент может быть помещен внутрь корпуса барабана запрессовкой, с использованием клея и/или при помощи сварки. Также допустимы другие способы прикрепления. Окружность вершин зубьев, то есть диаметр, определяемый точками внутреннего зубчатого венца, расположенными с максимальным удалением внутрь в радиальном направлении, в представленном варианте выполнения равен диаметру DT приводного блока 12 барабанного двигателя в месте его наибольшей толщины или превышает этот диаметр. Следовательно, приводной блок 12 барабанного двигателя может быть вставлен внутрь корпус барабана, если кольцевой элемент был уже установлен предварительно.
На стороне приводного блока 12 барабанного двигателя, противоположной первому крепежному элементу 13, приводной блок 12 барабанного двигателя поддерживается в корпусе 10 барабана посредством центрального подшипника 15. Центральный подшипник 15 включает в себя уплотнительный короб 151 и центральный подшипник 154 качения. Уплотнительный короб 151 имеет, по существу, форму блюдца. Его ободок имеет цилиндрообразную форму и запрессован в корпусе 10 барабана. В проиллюстрированном варианте выполнения посадку, с которой уплотнительный короб 151 запрессовывают в корпус 10 барабана, выбирают таким образом, чтобы уплотнительный короб 151 и корпус 10 барабана обеспечивали гидравлически герметичную изоляцию в отношении текучих сред, в частности масла, применяемого для смазки.
Центральный подшипник 154 качения опирается на внутреннюю поверхность цилиндрообразного трубчатого участка 152 уплотнительного короба 151. Задняя сторона приводного блока 12 барабанного двигателя, которая предпочтительно, по меньшей мере, в данной области выполнена концентричной с корпусом 10 барабана, установлена с возможностью вращения в корпусе 10 барабана посредством центрального подшипника 154 качения.
В качестве альтернативы этому варианту выполнения, на поверхности приводного блока 12 барабанного двигателя могут быть предусмотрены подшипник и уплотнительная поверхность таким образом, чтобы центральная опора и уплотнение были выполнены не на осевой оконечности приводного блока 12 барабанного двигателя, а несколько дальше в направлении к первому крепежному элементу.
В силу того, что в зависимости от размеров приводного блока 12 барабанного двигателя, в каждом барабанном двигателе 1, за исключением корпуса 10 барабана, могут быть применены одни и те же детали, эти детали могут быть изготовлены особенно экономичным образом. Кроме того, в таких барабанных двигателях размер гидравлически герметичной области 16, образованной между первым крепежным элементом 13, уплотнительным коробом 151 и корпусом 10 барабана, всегда одинаков. Вследствие этого всегда требуется одно и то же количество масла, которое заливается для смазывания шестерни и внутреннего зубчатого венца и/или передаточного механизма 126. На фиг.2а уровень масла указан буквенным обозначением «НÖ».
На фиг.2а и 2b показаны увеличенные выносные виды из продольного разреза, показанного на фиг.1.
На фиг.2а показано увеличенное изображение области барабанного двигателя 1 в зоне первого крепежного элемента 13. Те детали, которые вращаются вокруг оси 101 барабана, обозначены выполненной крест-накрест штриховкой. На иллюстрациях обозначены, среди прочего, различные радиусы и диаметры. Позиционным обозначением «RF» обозначен радиус между осью 101 барабана и окружностью, проходящей по основанию зубьев внутреннего зубчатого венца 102. Окружность основания зубьев представляет собой окружность зубчатого венца, проходящую через самые глубокие точки в основании зубьев между двумя соседними зубьями.
Радиус, который проходит от оси 101 барабана до оси 129 вращения выходного приводного элемента, обозначен «RA». Поскольку в проиллюстрированном варианте выполнения выходной приводной элемент 128 может быть расположен за плоскостью чертежа, то этот радиус может быть больше, чем показанный в данной проекции.
На фиг.2b показано увеличенное изображение области центрального подшипника 15, показанного на фиг.1. На нем хорошо видно, что корпус барабана образован различными диаметрами, которые образуют уступ в области центрального подшипника. Уплотнительный короб 151 надвигают на этот уступ и тем самым обеспечивают его фиксацию вдоль оси в направлении второго крепежного элемента.
1. Барабанный двигатель (1), содержащий корпус (10) барабана, приводной блок (12) барабанного двигателя, первый крепежный элемент (13) и второй крепежный элемент (14) для закрепления барабанного двигателя (1) в раме конвейера, причем
корпус (10) барабана установлен с возможностью вращения вокруг оси (101) барабана, по меньшей мере, относительно первого крепежного элемента (13),
приводной блок (12) барабанного двигателя включает в себя электродвигатель (122) со статором и ротором и расположен внутри корпуса (10) барабана,
статор электродвигателя (122) соединен с первым крепежным элементом (13) без возможности поворота,
ротор электродвигателя (122) соединен с корпусом (10) барабана посредством выходного приводного элемента (128) таким образом, что корпус (10) барабана может быть приведен во вращение посредством выходного приводного элемента (128), по меньшей мере, относительно первого крепежного элемента (13) вокруг оси (101) барабана, выходной приводной элемент (128) расположен на той же стороне приводного блока (12) барабанного двигателя по отношению к оси (101) барабана, что и первый крепежный элемент (13),
ось (129) вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью (125) вращения ротора, а
между корпусом (10) барабана и первым крепежным элементом (13) предусмотрен первый подшипник (136) качения, имеющий наружный диаметр, который по существу равен диаметру приводного блока (12) барабанного двигателя или превышает этот диаметр.
2. Барабанный двигатель по п.1, отличающийся тем, что ось (129) вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью (101) барабана.
3. Барабанный двигатель по п.1, отличающийся тем, что выходной приводной элемент (128) представляет собой шестерню, которая находится в зацеплении с внутренним зубчатым венцом, выполненным на внутренней окружности корпуса (10) барабана без возможности поворота.
4. Барабанный двигатель по п.1, отличающийся тем, что между корпусом (10) барабана и первым крепежным элементом (13) предусмотрено первое гидравлическое уплотнение (137).
5. Барабанный двигатель по п.4, отличающийся тем, что наружный радиус первого подшипника (136) качения и/или наружный радиус первого гидравлического уплотнения (137) по существу равен радиусу, проходящему от оси (101) барабана до оси (129) вращения выходного приводного элемента, или превышает этот радиус, и/или равен радиусу окружности, проходящей по основанию зубьев внутреннего зубчатого венца, выполненного без возможности поворота на внутренней окружности корпуса (10) барабана, или превышает этот радиус.
6. Барабанный двигатель по п.1, отличающийся тем, что между приводным блоком (12) барабанного двигателя и крепежным элементом выполнен осевой элемент (121), по существу концентричный с осью (101) барабана, который соединяет без возможности поворота статор электродвигателя (122) с первым крепежным элементом (13) внутри глухого отверстия (131) первого крепежного элемента (13).
7. Барабанный двигатель по п.1, отличающийся тем, что в первом крепежном элементе (13) выполнено отверстие (132) для кабеля, в частности, для подачи электропитания для электродвигателя (122), и/или штепсельное гнездо (133), и/или маслозаливное отверстие (134).
8. Барабанный двигатель по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что приводной блок барабанного двигателя и корпус (10) барабана установлены с опорой на первый подшипник (135) и центральный подшипник с возможностью вращения и без возможности продольного отклонения относительно друг друга, причем центральный подшипник находится на некотором расстоянии от первого подшипника (135) в направлении оси (101) барабана, а позади центрального подшипника, если смотреть со стороны первого подшипника (135) в направлении оси (101) барабана, предусмотрен второй подшипник (141), посредством которого корпус (10) барабана установлен с возможностью вращения относительно рамы конвейера, прилегающей к барабанному двигателю (1), при этом опора приводного блока барабанного двигателя относительно корпуса (10) барабана обеспечена независимо от второго подшипника (141).
9. Барабанный двигатель по п.8, отличающийся тем, что первый подшипник (135) включает в себя первый подшипник (136) качения.
10. Барабанный двигатель по п.8, отличающийся тем, что второй подшипник (141) включает в себя второй подшипник (142) качения в области второго крепежного элемента (14).
11. Барабанный двигатель по п.8, отличающийся тем, что между первым гидравлическим уплотнением (137) и вторым подшипником (141) выполнено центральное уплотнение (155) таким образом, чтобы во внутренней области барабанного двигателя (1) между первым уплотнением и вторым подшипником (141) была образована гидравлически герметичная область (16), в которой размещена, по меньшей мере, часть приводного блока барабанного двигателя.
12. Барабанный двигатель по п.11, отличающийся тем, что центральное уплотнение (155) включает в себя уплотнительный короб (151), ободок которого, по меньшей мере частично, образован цилиндрообразным трубчатым участком (152), наружный диаметр которого по существу соответствует внутреннему диаметру корпуса (10) барабана.
13. Барабанный двигатель по п.12, отличающийся тем, что центральный подшипник включает в себя центральный подшипник (154) качения, расположенный между приводным блоком (12) барабанного двигателя и корпусом (10) барабана, в частности, между приводным блоком (12) барабанного двигателя и внутренней поверхностью (153) цилиндрообразного трубчатого участка (152) уплотнительного короба (151).
14. Барабанный двигатель, содержащий корпус (10) барабана, приводной блок (12) барабанного двигателя, первый крепежный элемент (13) и второй крепежный элемент (14) для закрепления барабанного двигателя (1) в раме конвейера, причем
корпус (10) барабана установлен с возможностью вращения вокруг оси (101) барабана, по меньшей мере, относительно первого крепежного элемента (13),
приводной блок (12) барабанного двигателя включает в себя электродвигатель (122) со статором и ротором и расположен внутри корпуса (10) барабана,
статор электродвигателя (122) соединен с первым крепежным элементом (13) без возможности поворота,
приводной блок барабанного двигателя и корпус (10) барабана установлены с опорой на первый подшипник (135) и центральный подшипник с возможностью вращения относительно друг друга и без возможности продольного отклонения относительно друг друга,
центральный подшипник отстоит от первого подшипника (135) в направлении оси (101) барабана,
позади центрального подшипника, если смотреть со стороны первого подшипника (135) в направлении оси (101) барабана, предусмотрен второй подшипник (141), посредством которого корпус (10) барабана поддерживается с возможностью вращения относительно рамы конвейера, прилегающей к барабанному двигателю (1), а
опора приводного блока барабанного двигателя относительно корпуса (10) барабана обеспечена независимо от второго подшипника (141).
15. Барабанный двигатель по п.14, отличающийся тем, что первый подшипник (135) установлен между первым крепежным элементом (13) и корпусом (10) барабана и включает в себя первый подшипник (136) качения и/или первое гидравлическое уплотнение (137).
16. Барабанный двигатель по п.14, отличающийся тем, что второй подшипник (141) установлен между вторым крепежным элементом (14) и корпусом (10) барабана и включает в себя второй подшипник (142) качения и/или второе гидравлическое уплотнение (143).
17. Барабанный двигатель по п.15, отличающийся тем, что между первым гидравлическим уплотнением (137) и вторым подшипником (141) выполнено центральное уплотнение (155) таким образом, чтобы во внутренней области барабанного двигателя (1), между первым уплотнением и вторым подшипником (141) была образована гидравлически герметичная область (16) для размещения, по меньшей мере, части приводного блока барабанного двигателя.
18. Барабанный двигатель по п.17, отличающийся тем, что центральное уплотнение (155) включает в себя уплотнительный короб (151), ободок которого, по меньшей мере частично, образован цилиндрообразным трубчатым участком (152), наружный диаметр которого по существу соответствует внутреннему диаметру корпуса (10) барабана.
19. Барабанный двигатель по одному из пп.14-18, отличающийся тем, что ротор электродвигателя (122) соединен с корпусом (10) барабана посредством выходного приводного элемента (128) таким образом, что корпус (10) барабана может быть приведен во вращение посредством выходного приводного элемента (128), по меньшей мере, относительно первого крепежного элемента (13) вокруг оси (101) барабана, причем выходной приводной элемент (128) расположен на той же стороне приводного блока (12) барабанного двигателя по отношению к оси (101) барабана, что и первый крепежный элемент (13), а ось (129) вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью (125) вращения ротора.
20. Барабанный двигатель по п.19, отличающийся тем, что ось (129) вращения выходного приводного элемента не совпадает с осью (101) барабана.
21. Барабанный двигатель по п.19, отличающийся тем, что выходной приводной элемент (128) представляет собой шестерню, которая находится в зацеплении с внутренним зубчатым венцом, выполненным на внутренней окружности корпуса (10) барабана без возможности поворота.
22. Барабанный двигатель по п.19, отличающийся тем, что наружный радиус первого подшипника (136) качения и/или наружный радиус первого гидравлического уплотнения (137) по существу равен радиусу, проходящему от оси (101) барабана до оси (129) вращения выходного приводного элемента или превышает этот радиус, и/или равен радиусу окружности, проходящей по основанию зубьев внутреннего зубчатого венца, выполненного без возможности поворота на внутренней окружности корпуса (10) барабана, или превышает этот радиус.
23. Барабанный двигатель по п.15, отличающийся тем, что первый подшипник (136) качения имеет наружный диаметр, который по существу равен диаметру приводного блока (12) барабанного двигателя или превышает этот диаметр.
24. Барабанный двигатель по п.14, отличающийся тем, что между приводным блоком (12) барабанного двигателя и первым крепежным элементом (13) предусмотрен осевой элемент (121), по существу концентричный с осью (101) барабана, который соединяет без возможности поворота статор электродвигателя (122) с первым крепежным элементом (13) внутри глухого отверстия (131) первого крепежного элемента (13).
25. Барабанный двигатель по п.14, отличающийся тем, что в первом крепежном элементе (13) выполнено отверстие (132) для кабеля, в частности, для подачи электропитания на электродвигатель (122), и/или штепсельное гнездо (133), и/или маслозаливное отверстие (134).
26. Барабанный двигатель по п.18, отличающийся тем, что центральный подшипник включает в себя центральный подшипник (154) качения, расположенный между приводным блоком (12) барабанного двигателя и корпусом (10) барабана, в частности, между приводным блоком (12) барабанного двигателя и внутренней поверхностью (153) цилиндрообразного трубчатого участка (152) уплотнительного короба (151).
27. Штрековый конвейер, снабженный барабанным двигателем (1), охарактеризованным в одном из пп.1-26.
