Привод соосных исполнительных органов проходческого комбайна

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРИВОД СООСНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Прушак Виктор Яковлевич Щерба Владимир Яковлевич Конопляник Иван Анатольевич Басалай Григорий Антонович Щерба Евгений Владимирович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) Привод соосных исполнительных органов проходческого комбайна, содержащий два электродвигателя, два соосных, внутренний и внешний, вала исполнительных органов, а также разъемный сборный редуктор, состоящий из трех частей, две из которых симметричны относительно оси вращения валов исполнительных органов и жестко прикреплены к третьей части редуктора, выполненной с возможностью обеспечения кинематической связи первых двух частей сборного редуктора с внутренним валом через центральное зубчатое колесо и с внешним валом посредством колеса внутреннего зацепления, выполненного заодно с обоймой зубчатой муфты, отличающийся тем, что каждая из двух симметричных частей сборного редуктора представляет собой трехступенчатый редуктор, состоящий из одной цилиндрической передачи и двух планетарных передач, последовательно кинематически взаимосвязанных таким образом, что ведущая шестерня цилиндрической передачи,закрепленная на ведущем валу, соединенном муфтой с валом электродвигателя, находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом, посаженным на ведомом валу цилиндрической передачи, на консоли которого, с противоположной стороны от электродвигателя, закреплено центральное зубчатое колесо первой планетарной передачи, находящееся в зацеплении 95872013.10.30 с сателлитами, которые находятся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом внутреннего зацепления, закрепленным в корпусе трехступенчатого редуктора, при этом сателлиты свободно посажены на осях, закрепленных на водиле первой планетарной передачи, на консоли водила первой планетарной передачи закреплено центральное зубчатое колесо второй планетарной передачи, находящееся в зацеплении с сателлитами, которые находятся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом внутреннего зацепления, закрепленным в корпусе трехступенчатого редуктора, при этом сателлиты свободно посажены на осях, закрепленных на водиле второй планетарной передачи, на консоли которого в третьей части разъемного сборного редуктора установлена шестерня, входящая в зацепление одновременно с центральным зубчатым колесом и с колесом внутреннего зацепления,выполненным заодно с обоймой зубчатой муфты.(56) 1. Данилов В.А. и др. Устройство и эксплуатация проходческого комбайна ПКС-8 М. / Под ред. В.Я. Прушака. - Минск Тэхналогя, 2010. - С. 175. 2. Патент 8628, МПК 721 31/04, 2003. 3. Планетарные передачи. Справочник. / Под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н. Кирдяшева. - Л. Машиностроение, 1977. - С. 11-16. Полезная модель относится к горношахтному оборудованию и может применяться в приводе соосных исполнительных органов проходческого комбайна для проведения горных выработок арочного сечения при подземной разработке полезных ископаемых. Известен привод соосных исполнительных органов проходческого комбайна, включающий два электродвигателя, соосные валы внутреннего и внешнего буров исполнительного органа, а также сборный редуктор, содержащий две симметрично расположенные относительно оси роторов системы передач, кинематически связывающие электродвигатели с валом внутреннего ротора через центральное зубчатое колесо и с валом внешнего ротора посредством колеса внутреннего зацепления, выполненного заодно с обоймой зубчатой муфты 1. Недостатками такого привода являются его большие габаритные размеры, большая металлоемкость и низкая ремонтопригодность, что играет важную роль в процессе эксплуатации комбайна, учитывая стесненные условия работы в подземных горных выработках. Известен привод исполнительного органа проходческого комбайна, содержащий два электродвигателя, соосные внутренний и внешний валы исполнительного органа, а также сборный редуктор, кинематически связывающий электродвигатели с внутренним и внешним валами исполнительного органа. Сборный редуктор выполнен разъемным и содержит три части, причем две из них симметричны относительно оси вращения валов роторов. Каждая из двух частей сборного редуктора содержит планетарную передачу, включающую солнечное зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с тремя двухвенцовыми сателлитами, закрепленными на водиле, большие зубчатые венцы которых взаимосвязаны одновременно с солнечным колесом и с неподвижным колесом внутреннего зацепления,жестко зафиксированным на корпусе, а меньшие венцы сателлитов находятся во взаимодействии с вращающимся колесом внутреннего зацепления, которое находится в зацеплении с шестерней, посаженной на ведомый вал. Каждая из двух частей редуктора жестко закреплена на третьей части, выполненной с возможностью обеспечения кинематической связи первых двух частей сборного редуктора с валом внутреннего ротора через центральное зубчатое колесо и с валом внешнего ротора посредством колеса внутреннего зацепления, выполненного заодно с обоймой зубчатой муфты 2. Недостатками прототипа являются невозможность обеспечения требуемого передаточного отношения одной ступенью планетарной передачи, включающей солнечное зуб 2 95872013.10.30 чатое колесо, находящееся в зацеплении с тремя двухвенцовыми сателлитами, закрепленными на водиле, большие венцы которых взаимосвязаны одновременно с солнечным колесом и с неподвижным колесом внутреннего зацепления, зафиксированным на корпусе, а меньшие венцы сателлитов находятся во взаимодействии с колесом внутреннего зацепления,которое находится в зацеплении с шестерней, посаженной на ведомом валу. Использование в данном приводе соосных роторов двух параллельно работающих планетарных передач с ведущими солнечными зубчатыми колесами, обеспечивающих передаточное число не более семи единиц, возможно лишь в сочетании с высокомоментными тихоходными гидромоторами, но не может быть использовано с электродвигателями. В нашем же случае, используя имеющийся электродвигатель, для подбора эффективных режимов фрезерования горной породы соосными роторами потребуется замена в сборном редукторе существующих планетарных передач на планетарные передачи с большим передаточным числом, что неминуемо приведет к увеличению габаритных размеров редуктора, а это очень нерационально,учитывая стесненные подземные условия эксплуатации горного комбайна. Задачей полезной модели является создание конструкции привода соосных исполнительных органов проходческого комбайна, обеспечивающей передаточное число редуктора привода, необходимого для реализации наиболее эффективных режимов резания горной породы соосными исполнительными органами без увеличения габаритных размеров привода и с сохранением его хорошей ремонтопригодности. Технический результат достигается тем, что в приводе соосных исполнительных органов проходческого комбайна, содержащем два электродвигателя, два соосных, внутренний и внешний, вала исполнительных органов, а также разъемный сборный редуктор, состоящий из трех частей, две из которых симметричны относительно оси вращения валов исполнительных органов и жестко прикреплены к третьей части редуктора, выполненной с возможностью обеспечения кинематической связи первых двух частей сборного редуктора с внутренним валом через центральное зубчатое колесо и с внешним валом посредством колеса внутреннего зацепления, выполненного заодно с обоймой зубчатой муфты, каждая из двух симметричных частей сборного редуктора представляет собой трехступенчатый редуктор, состоящий из одной цилиндрической передачи и двух планетарных передач, последовательно кинематически взаимосвязанных таким образом, что ведущая шестерня цилиндрической передачи, закрепленная на ведущем валу, соединенном муфтой с валом электродвигателя, находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом, посаженным на ведомом валу цилиндрической передачи, на консоли которого, с противоположной стороны от электродвигателя, закреплено центральное зубчатое колесо первой планетарной передачи,находящееся в зацеплении с сателлитами, которые находятся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом внутреннего зацепления, закрепленным в корпусе трехступенчатого редуктора, при этом сателлиты свободно посажены на осях, закрепленных на водиле первой планетарной передачи, на консоли водила первой планетарной передачи закреплено центральное зубчатое колесо второй планетарной передачи, находящееся в зацеплении с сателлитами, которые находятся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом внутреннего зацепления, закрепленным в корпусе трехступенчатого редуктора, при этом сателлиты свободно посажены на осях, закрепленных на водиле второй планетарной передачи, на консоли которого в третьей части разъемного сборного редуктора установлена шестерня,входящая в зацепление одновременно с центральным зубчатым колесом и с колесом внутреннего зацепления, выполненным заодно с обоймой зубчатой муфты. На фигуре изображена кинематическая схема предлагаемого привода. Привод соосных исполнительных органов проходческого комбайна включает два электродвигателя 1, сборный редуктор, состоящий из трех частей (, , ), а также соосные внутренний 2 и внешний 3 валы исполнительных органов. Частиисборного редуктора симметричны относительно соосных внутреннего 2 и внешнего 3 валов исполнительных органов, каждая из них соединена с соответствующим 3 95872013.10.30 электродвигателем 1 (1 или 2) через муфты 4 и представляет собой трехступенчатый редуктор, состоящий из последовательно кинематически взаимосвязанных одной цилиндрической и двух планетарных передач. При этом ведущая шестерня 5 цилиндрической передачи, закрепленная на ведущем валу 6, соединенном муфтой 4 с валом электродвигателя 1, находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом 7, посаженным на валу 8 цилиндрической передачи. На консоли вала 8, с противоположной стороны от электродвигателя 1, закреплено центральное зубчатое колесо 9 первой планетарной передачи, находящееся в зацеплении с сателлитами 10. Последние находятся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 11 внутреннего зацепления, закрепленным в корпусе 12 трехступенчатого редуктора. Сателлиты 10 свободно посажены на осях, закрепленных на водиле 13 первой планетарной передачи. На консоли водила 13 первой планетарной передачи закреплено центральное зубчатое колесо 14 второй планетарной передачи, находящееся в зацеплении с сателлитами 15, которые находятся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 16 внутреннего зацепления в корпусе 12 трехступенчатого редуктора. Сателлиты 15 свободно посажены на осях, закрепленных на водиле 17 второй планетарной передачи, на консоли которого со стороны третьей части редуктора установлена шестерня 18, входящая в зацепление одновременно с центральным зубчатым колесом 19 и с колесом 20 внутреннего зацепления, выполненным заодно с обоймой зубчатой муфты 21. Частиикорпуса редуктора жестко крепятся к частикорпуса разъемного сборного редуктора, в который входят шестерни 18 и 19, закрепленные консольно на водилах 17 вторых планетарных передач симметрично расположенных трехступенчатых редукторов. Частьсборного редуктора содержит центральное зубчатое колесо 20, закрепленное на внутреннем валу 2 исполнительного органа, и колесо внутреннего зацепления 21, выполненное заодно с обоймой зубчатой муфты 22, ведомая полумуфта которой находится на внешнем валу 3 исполнительного органа. Привод соосных исполнительных органов проходческого комбайна работает следующим образом. Вращающие моменты от каждого из электродвигателей 1 (1 и 2) синхронно передаются на цилиндрические шестерни 18 и 19 соответственно третьей части разъемного сборного редуктора по параллельным кинематическим цепям симметрично расположенных частейиэтого редуктора, образованных трехступенчатыми редукторами. Включают оба электродвигателя 1 (1 и 2). От электродвигателя 1 (1) через муфту 4 вращающий момент передается на ведущий вал 6 частиразъемного сборного редуктора. Далее посредством зубчатого зацепления пары колес 5 и 7 вращение передается через ведомый вал 8 на центральное зубчатое колесо 9 первой планетарной передачи. Зубчатое колесо 9 приводит в движение сателлиты 10, которые, находясь в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 11 внутреннего зацепления, закрепленным на корпусе 12, перекатываются по колесуи вращают водило 13 первой ступени планетарной передачи. Аналогичным образом вращение передается от водила 13 на центральное зубчатое колесо 14 второй планетарной передачи трехступенчатого редуктора. Зубчатое колесо 14 приводит в движение сателлиты 15, которые, находясь в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 16 внутреннего зацепления, закрепленным на корпусе 12, перекатываются по колесу 16 и вращают водило 17 второй ступени планетарной передачи, на консоли которого закреплено зубчатое колесо 18. От электродвигателя 1 (2) аналогичным образом через муфту вращающий момент передается на ведущий вал части , симметричной частии далее через трехступенчатую систему передач шестерне 19 частиразъемного сборного редуктора. Шестерни 18 и 19, зацепляясь с центральным зубчатым колесом 20 третьей части сборного редуктора, передают вращение внутреннему валу 2 исполнительного органа. Одновременно шестерни 18 и 19 вращают колесо внутреннего зацепления 21, выполненное заодно с обоймой зубчатой муфты 22, что приводит во вращение внешний вал 3 исполнительного органа проходческого комбайна. 4 95872013.10.30 Применение в предлагаемом приводе соосных исполнительных органов проходческого комбайна трехступенчатых редукторов, состоящих из одной цилиндрической передачи и двух планетарных передач, последовательно соединенных между собой, позволяет реализовать требуемое передаточное отношение в пределах 40-50 единиц, что в 6-7 раз больше,чем может обеспечить каждая из планетарных передач 3, как это имеет место в прототипе. Существенным отличительным признаком предлагаемой схемы привода соосных исполнительных органов проходческого комбайна является наличие в трехступенчатых редукторах цилиндрических передач, с помощью которых возможно ступенчатое регулирование общего передаточного отношения привода соосных исполнительных органов методом одновременной замены в них пары зубчатых колес ведущая шестерня 5 - зубчатое колесо 7 с другим соотношением чисел зубьев, но обеспечивающим неизменное межосевое расстояние между валами 6 и 8. Это позволяет с минимальными затратами на изготовление двух-трех сменных пар зубчатых колес 5 и 7 применительно к конкретным горно-геологическим условиям во время предварительных испытаний опытного образца комбайна подобрать наиболее рациональные режимы резания горной породы соосными исполнительными органами. Таким образом, предлагаемая конструкция привода соосных исполнительных органов проходческого комбайна позволяет обеспечить необходимое передаточное число сборного редуктора для реализации наиболее рациональных режимов резания горной породы соосными исполнительными органами без увеличения габаритных размеров привода, с сохранением его хорошей ремонтопригодности в подземных стесненных условиях эксплуатации проходческого комбайна, поскольку позволяет в случае отказов в той или иной части разъемного сборного редуктора производить ремонт, демонтируя лишь отказавшую часть. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5