PL209420B1 - Urządzenie napędowe dla gwiazdowych kół napędów łańcuchowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie napędowe dla gwiazdowych kół napędów łańcuchowych, znajdujące zastosowanie zwłaszcza w napędach przenośników zgrzebłowych lub strugów w górnictwie podziemnym.

Urządzenia napędowe tego typu znane są przykładowo z niemieckich opisów patentowych nr DE 40 24 830 A1, czy DE 43 16 798 C2. W urządzeniach tych stosowane są nieregulowane silniki indukcyjne prądu zmiennego i przekładnie przeciążeniowo-wyrównawcze. Włączenie przekładni przeciążeniowo-wyrównawczej podczas pracy urządzeń napędowych, na skutek zadziałania sprzęgła lamelowego powoduje wyrównanie obciążeń pomiędzy napędami głównym i pomocniczym przenośnika zgrzebłowego, bądź struga urabiającego, co optymalizuje pracę tych napędów i pozwala uniknąć niekorzystnych stanów obciążenia napędzanego łańcucha. W urządzeniu napędowym, znanym na przykład z niemieckiego opisu patentowego nr DE 40 24 830 A1 przekładni przeciążeniowo-wyrównawczej przyporządkowany jest silnik wzmacniający, włączany i wyłączany w fazie spoczynkowej silnika indukcyjnego, co pozwala na naprężenie łańcucha. Jednocześnie dla naprężenia łańcucha w urządzeniu pomiędzy silnikiem indukcyjnym a przekładnią przeciążeniowo-wyrównawczą przewidziana jest blokada przeciwdziałająca obrotom włączonego silnika indukcyjnego.

W innym wykonaniu, na przykł ad wedł ug opisu patentowego nr DE 37 41 762 A1, zamiast nieregulowanego silnika indukcyjnego prądu zmiennego zaproponowane zostały silniki indukcyjne wielobiegunowe, natomiast według opisu patentowego nr DE 197 35 022 A1 - silniki indukcyjne prądu zmiennego sterowane komputerowo, zgodnie z charakterystykami momentu obrotowego i liczby obrotów zaprogramowanych w przyporządkowanych im komputerach. Podczas pracy każdego silnika za pomocą selsynu nadawczego ustalany jest w sposób ciągły chwilowy moment obrotowy silnika, co pozwala na bieżącą regulację silnika poprzez porównywanie chwilowej liczby obrotów z wartością indywidualną, wynikającą z założonej charakterystyki. Na podstawie proporcji liczby obrotów i momentu obrotowego możliwym jest nastawianie ustalonego momentu obrotowego w sterowanych silnikach indukcyjnych prądu zmiennego.

W górnictwie podziemnym zarysował a się tendencja do wykorzystywania silników pr ą du zmiennego z przetwornikami częstotliwości, umożliwiających ciągłe przestawianie liczby obrotów. W warunkach środowiskowych podziemnych wyrobisk, charakteryzujących się znacznym zapyleniem, wilgotnością oraz występowaniem czynników korozyjnych, jak również w wyniku sprzężenia przetwornika częstotliwości ze sprzęgłem przeciążeniowym, występują problemy techniczne, zasadniczo ograniczające możliwość wykorzystywania przetworników częstotliwości. Znane jest jednak rozwiązanie, w którym zastosowaniu przetwornika częstotliwości towarzyszy elastyczne sprzęgło kłowe w postaci sprzęgła typu TSCHAM, włączone pomiędzy sprzęgłem przeciążeniowym a silnikiem z przetwornikiem częstotliwości. Napęd taki cechuje się jednak wysokimi gabarytami, stąd też możliwym jest jego wykorzystanie tylko przy zapewnieniu odpowiednio dużej przestrzeni w wyrobisku.

Jednak nawet takie wykonanie napędu, mimo zastosowania przetwornika częstotliwości, stwarza nadal znaczne trudności przy uruchamianiu obciążonego urobkiem przenośnika zgrzebłowego, czy też odciąganiu struga urabiającego, który utknął w caliźnie ścianowej.

W napędach łańcuchowych wykorzystywane są sprawdzone przekładnie przeciążeniowowyrównawcze, znane na przykład z niemieckiego opisu patentowego nr DE 43 16 798 A1.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego urządzenia napędowego dla gwiazdowych kół napędów łańcuchowych, która umożliwi regulację liczby obrotów oraz momentu obrotowego silników indukcyjnych, zapewniającą uzyskanie na gwieździe łańcuchowej odpowiedniego efektu pociągowego, przenoszonego dalej na łańcuch.

Istota wynalazku polega na tym, że silnik indukcyjny posiada przetwornik częstotliwości, natomiast między wałem silnikowym a przekładnią przeciążeniowo-wyrównawczą w układzie napędowym znajduje się dwubiegowa przekładnia zębata wstępna, wyposażona w stopień rozruchowy i stopień biegu zwykłego.

W podstawowym wykonaniu urządzenia napędowego przekładnia zębata wstępna, zlokalizowana pomiędzy silnikiem z przetwornikiem częstotliwości a przekładnią przeciążeniowo-wyrównawczą, ma postać dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej, wyposażonej w stopień rozruchowy i stopień biegu zwykłego.

PL 209 420 B1

Szczególnie preferowanym jest, gdy dla stopnia rozruchowego przekładnia zębata wstępna ma przełożenie o wartości 1:3 do 1:4, dzięki czemu moment napędowy wyprowadzony na biegu rozruchowym odpowiada wartości trzy- do czterokrotnej wielkości nominalnej tego momentu obrotowego.

W korzystnym wykonaniu przekładnia zębata odboczkowa wyposaż ona jest w osadzone na wale przekładniowym, zlokalizowane od strony napędu i ułożyskowane obrotowo koło osiowe, a także w również osadzone na wale przekładniowym, zlokalizowane od strony odbiornika napę du drugie koło osiowe, też ułożyskowane obrotowo. Pomiędzy tymi kołami osiowymi znajduje się osadzone nieruchomo na wale przekładniowym i połączone z nim koło włączające, przy czym to koło włączające za pomocą urządzenia włączającego sprzężone jest z zachowaniem odporności na skręcanie dowolnie albo z odnapędowym kołem osiowym, albo z kołem osiowym zlokalizowanym od strony odbiornika napędu.

Dla ułatwienia przełączania przekładni zębatej odboczkowej korzystnie obydwa koła osiowe oraz koło włączające posiadają wzajemnie współliniowe i graniczące ze sobą odcinki zębate o jednakowym uzębieniu.

Urządzenie włączające tej przekładni może mieć przy tym pierścień włączający, bądź piastę przesuwaną przez odcinki zębatkowe sąsiednich kół osiowych.

W preferowanym wykonaniu piasta urządzenia włączającego poruszana jest za pomocą widełek włączających przesuwanych równolegle do osi wału przekładniowego za pomocą wałka włączającego.

Celowym jest, gdy wał przekładniowy przekładni zębatej odboczkowej od strony odbiornika napędu jest wsparty i ułożyskowany w płycie przekładniowej, a od strony silnika osadzony jest w obudowie przekładniowej poprzez ułożyskowane obrotowo odnapędowe koło osiowe.

Szczególnie korzystnym jest, gdy dwubiegowa przekładnia zębata dla biegu rozruchowego posiada ułożyskowany obrotowo w obudowie przekładniowej wał wstępny, który wyposażony jest w pierwsze, zaz ę biają ce się z odnapę dowym koł em osiowym uzę bienie przekł adniowe, oraz drugie, zazębiające się z kołem osiowym zlokalizowanym od strony odbiornika napędu uzębienie przekładniowe.

Przy takiej budowie przynajmniej pierwsze uzębienie przekładniowe może stanowić element składowy koła niezależnego, połączonego na stałe, z zachowaniem odporności na skręcanie, z wałem wstępnym, co ułatwia montaż dwubiegowej przekładni zębatej i wału wstępnego.

Dwubiegowa przekładnia zębata odboczkowa wykonana jest celowo jako przekładnia zębata czołowa.

Korzystnym jest zwłaszcza, gdy odnapędowe koło osiowe dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej wyposażone jest w gniazdo i/lub w swoim wnętrzu posiada przyłącze piastowe dla wału silnikowego. Dzięki temu przesuw promieniowy wału silnikowego silnika może być bez przeszkód zniwelowany.

Możliwą jest również taka budowa, w której dwubiegowa przekładnia zębata odboczkowa oraz silnik z przetwornikiem częstotliwości zlokalizowane są we wspólnej obudowie. Wówczas koło osiowe przekładni od strony silnika osadzone jest na wale silnikowym lub stanowi jego element składowy, dzięki czemu przykładowo nie ma konieczności zakładania dodatkowych łożysk.

Dla maksymalnego ograniczenia niezbędnej przestrzeni dla napędu łańcuchowego i zapewnienia statycznie określonego przyłącza silnika z przetwornikiem częstotliwości do przekładni zębatej wstępnej, silnik z przetwornikiem częstotliwości wyposażony jest w obudowę, stojan z uzwojeniem stojanowym, wirnik, włącznik przetwornika częstotliwości i obracający się wraz z wirnikiem wał silnikowy. Wał silnikowy osadzony jest z jednej strony w silnikowej płycie kołnierzowej, a z drugiej strony ułożyskowany jest w obudowie silnikowej, przy czym jest on wykonany jako wał drążony, przez którego otwór osiowy przechodzi wałek skrętny sprzężony ruchowo z wałem silnikowym tylko na jego tylnym końcu.

W preferowanym wykonaniu wałek skrętny od strony silnikowej płyty kołnierzowej przechodzi bez styku z otworem osiowym i/lub obudową silnikową, a więc od strony kołnierza silnikowego nie przewiduje się żadnego łożyska, ani wsparcia dla wałka skrętnego. Dzięki temu, również bez wykorzystania pośredniego, elastycznego sprzęgła, powstaje statycznie określone sprzężenie pomiędzy silnikiem a ponownie włączonym urządzeniem napędowym, nawet w przypadku wystąpienia niedokładności wykonania elementów, bądź czynności montażowych, w których nie dotrzymano dokładnej współosiowości wału silnikowego i wału przekładniowego.

PL 209 420 B1

Szczególnie korzystnym jest przy tym, gdy wałek skrętny wsuwany jest do drążonego wału silnikowego od strony jego tylnego końca i w nim przesuwany do momentu osiągnięcia założonej pozycji.

Celowym jest również, aby koniec wałka skrętnego od strony silnikowej płyty kołnierzowej wyposażony był w zębatkę napędową, uzębienie, bądź złącze wałowe, której średnica zewnętrzna jest mniejsza od minimalnej średnicy wewnętrznej otworu osiowego drążonego wału silnikowego.

Drugi, tylny koniec wałka skrętnego celowo może być wyposażony w kolejną zębatkę, względnie element złącza piastowego lub nasadową piastę zębatą, o średnicy większej od średnicy wałka skrętnego po stronie kołnierzowej płyty silnikowej i jednocześnie większej od średnicy wewnętrznej otworu osiowego drążonego wału silnikowego.

Dla dodatkowego zabezpieczenia silnika pracującego w podziemnym wyrobisku zaleca się, aby przy swym tylnym końcu wałek skrętny posiadał przewężenie, stanowiące miejsce wymuszonego wyłamania. Przy tym element mocujący, wspomagający montaż lub demontaż wałka skrętnego winien zachodzić poza przewężenie w kierunku silnikowej płyty kołnierzowej. Dzięki temu, po złamaniu się wałka skrętnego w miejscu wymuszonego wyłamania można przystąpić do demontażu wałka skrętnego bez potrzeby odłączania silnika od przekładni zębatej wstępnej.

W najprostszym wykonaniu element mocują cy ma postać wykonanego wzdł u ż osi wał ka skrę tnego gwintowanego otworu, poprowadzonego od czołowej ścianki wałka skrętnego.

W preferowanym wykonaniu urządzenia wałek skrętny swym przednim końcem, od strony przekładni zębatej wstępnej, wystaje poza obudowę silnikową, przez co może być statycznie sprzężony z wałem przekładniowym tej dwubiegowej przekładni zębatej wstępnej. W wyniku takiego sprzężenia, w sposób prosty i bez znacznego powię kszania wymaganej przestrzeni zabudowy napę du, uzyskuje się moment obrotowy wystarczający dla powstania efektu pociągowego przez to, że przekładnia zębata wstępna włączona jest na bieg rozruchowy.

Przy wykorzystaniu silnika z przetwornikiem częstotliwości szczególnie korzystnym jest, gdy włącznik przetwornika częstotliwości zintegrowany jest w przetworniku częstotliwości, a zwłaszcza zintegrowany jest w skrzynce przełącznika biegów w obudowie silnikowej.

Zasadniczą zaletą urządzenia napędowego według wynalazku jest to, że dzięki pośredniej pozycji dwubiegowej przekładni zębatej wstępnej możliwe jest praktyczne wykorzystanie wszystkich zalet przetwornika częstotliwości. Jednocześnie wykonanie tej przekładni wstępnej jako dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej, umożliwiającej przełączanie z biegu zwykłego na bieg rozruchowy, powstaje możliwość znacznego zwiększenia, znacznie ponad wartość nominalną momentu obrotowego dla uzyskania oczekiwanego efektu pociągowego. Dodatkową zaletą wynikającą z wykorzystania przekładni zębatej wstępnej o dwóch biegach jest możliwość rezygnacji z urządzeń napinających łańcuch, zasilanych zwykle dotychczas przez silniki wzmacniające, bądź inne, dodatkowe urządzenia. Nie bez znaczenia jest przy tym, że przekładnia zębata wstępna może być tak zbudowana, aby możliwym było dokonanie zmiany jej biegu pod obciążeniem.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia uproszczony schemat urządzenia urabiającego z dwoma napędami łańcuchowymi, fig. 2 - przekrój podłużny przez jednostkę napędową z przetwornikiem częstotliwości oraz dwubiegowa przekładnię zębatą odboczkowa, a fig. 3 - charakterystykę wartości momentu obrotowego silnika, uzyskiwaną za pomocą przetwornika częstotliwości z przekładnią zębatą wstępną.

Napęd łańcuchowy 1 (fig. 1) służy do napędzania obiegającego przez skrajne gwiazdy łańcuchowe 2 łańcucha 3 bez końca, który w przypadku przenośnika ścianowego, bądź chodnikowego wyposażony jest w zgrzebła, a w przypadku urządzenia strugowego pociąga strug wzdłuż ociosu węglowego. Gwiazdy łańcuchowe 2 służą do nawrotu łańcucha 3 i każdorazowo napędzane są przez jednostki napędowe 1, z którymi połączone są poprzez wały 4 z zachowaniem wymaganej odporności na skręcanie. Każda jednostka napędowa 1 składa się z silnika elektrycznego 5 wykonanego jako przetwornik częstotliwości ze zintegrowanym przełącznikiem biegów 6 służącym do przełączania częstotliwości w silniku 5 indukcyjnym prądu zmiennego. Silnik 5 sprzężony jest poprzez przekładnię zębatą wstępną 7 z przekładnią przeciążeniowo-wyrównawczą 8. Przekładnia przeciążeniowo-wyrównawczą 8 ma postać przekładni planetarnej z dwoma stopniami planetarnymi, przy czym kołu z uzębieniem wewnętrznym jednego stopnia planetarnego przyporządkowane jest hydraulicznie zasilane sprzęgło płytkowe dla uzyskania bezobciążeniowego wzrostu obrotów silników 5, wyrównywania obciążeń pomiędzy dwiema jednostkami napędowymi 1, a w przypadku zablokowania łańcucha 3 - do przerwania połączenia między silnikami 5 a gwiazdami łańcuchowymi 2. Budowa i działanie przekładni przeciążeniowo-wyrównawczych 8 znane są powszechnie ze stanu techniki.

PL 209 420 B1

Silnik 5 wykonany jako przetwornik częstotliwości (fig. 2) posiada obudowę 9 ze zintegrowanym przełącznikiem biegów 6 dla włącznika przetwornika częstotliwości. We wnętrzu obudowy 9 znajduje się stojan 10 z uzwojeniem stojanowym 11, przy czym na wewnętrznym obwodzie stojana 10 zlokalizowany jest, z zachowaniem szczeliny powietrznej, wirnik 12, z którym z kolei połączony jest z zachowaniem odporności na skręcanie wał silnikowy 13, wykonany jako wał drążony. Podstawowa budowa silnika indukcyjnego prądu zmiennego, wyposażonego w przetwornik częstotliwości znana jest ze stanu techniki, nie ma więc potrzeby opisywania elektrycznego działania przetwornika częstotliwości.

Wał silnikowy 13 zarówno na swym tylnym końcu 14, jak i na przednim końcu 15 osadzony jest w tylnej płycie łożyskowej 16 oraz silnikowej płycie kołnierzowej 17 obrotowo za pomocą łożysk 18, 19, a przy tym wyposażony jest w otwór osiowy 20. W otworze osiowym 20 zlokalizowany jest wałek skrętny 21, który całkowicie przechodzi przez otwór osiowy 20 tak, że na przednim końcu 15, od strony płyty kołnierzowej 17 swą zębatką napędową 22 wystaje z otworu osiowego 20 i obudowy 9 silnika 5. Na tylnym końcu wałka skrętnego 21 znajduje się kolejna zębatka 23, wyposażona w odpowiednie uzębienie i zazębiona, z zachowaniem odporności na skręcanie, z odpowiadającym jej uzębieniem 24 na obwodzie wewnętrznym tylnego końca 14 drążonego wału silnikowego 13. Pomiędzy uzębieniem 24 a zębatką 23 wałka skrętnego 21 może występować szczelina przejściowa dla ułatwienia montażu wałka skrętnego 21, następującego poprzez wsuwanie go do zamykanego pokrywą 25 otworu w tylnej płycie łożyskowej 16 obudowy 9. Zewnętrzna średnica zębatki napędowej 22 jest korzystnie nieco mniejsza, a zewnętrzna średnica zębatki 23 nieco większa od średnicy wewnętrznej D otworu osiowego 20. W obrębie zębatki 23 na wałku skrętnym 21 znajduje się obwodowe wyżłobienie 26, wyznaczające miejsce wymuszonego wyłamania wałka skrętnego 21, przy czym zlokalizowany w osi O wałka skrętnego 21 gwintowany otwór 27 zachodzi poza obwodowe wyżłobienie 26, w kierunku zębatki napędowej 22. Dzięki temu przy złamaniu wałka skrętnego 21 do otworu 27 można wkręcić nie przedstawione na rysunku narzędzie demontażowe, za pomocą którego wałek skrętny 21 wyciągany jest z otworu osiowego 20. Ponieważ wałek skrętny 21 połączony jest tylko swym tylnym końcem z drążonym wałem silnikowym 13, możliwym jest wyrównywanie błędów zbieżności pomiędzy obudowa silnika 5, względnie osią O wału silnikowego 13 a obudową 28 przekładni zębatej wstępnej 7, bądź też osią Oj. tej przekładni wstępnej 7. Dzięki temu nie ma potrzeby instalowania sprzęgła elastycznego pomiędzy silnikiem 5 z przetwornikiem częstotliwości, a przekładnią zębatą wstępną 7.

W opisywanym przykładzie wykonania przekładnia zębata wstępna 7 wykonana jest w postaci dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej 29, przy czym przełączanie między rozruchowym a biegiem zwykłym następuje przez pierścień włączający lub piastę 30. W dolnej połowie przekroju (fig. 2) uwidoczniona jest piasta włączająca 30 w pozycji włączeniowej biegu rozruchowego, a w górnej połowie - w pozycji włączeniowej biegu zwykłego.

Dwubiegowa przekładnia zębata odboczkowa 29 jest przekładnią powrotną i posiada wał przekładniowy 31, który od strony odbiornika napędu ułożyskowany jest w łożysku 32 osadzonym w płycie łożyskowej 33. Wał przekładniowy 31 rozciąga się na silnik 5 z przetwornikiem częstotliwości w przybliżeniu aż do zębatki 22 wałka skrętnego 21, przy czym pomiędzy zębatką 22 a wałem przekładniowym 31 zachowana jest szczelina. Na końcu wału przekładniowego 31 od strony silnika 5 zlokalizowane jest odnapędowe koło osiowe 34 dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej 29, a wyposażony w uzębienie 35 odcinek koła osiowego 34 osadzony jest obrotowo poprzez łożysko 36 na swobodnym końcu wału przekładniowego 31. Koło osiowe 34 zwęża się w stosunku do stykowego odcinka 37, mającego uzębienie czołowe, przy czym stykowy odcinek 37 na obwodzie wewnętrznym wyposażony jest w uzębienie 38 i w charakterze piasty połączony jest z zachowaniem odporności na skręcanie z zębatką 22 wałka skrętnego 21. Stykowy odcinek 37 posiada na obwodzie zewnętrznym cylindryczny wieniec 39 wsparty poprzez łożysko 40 na odsilnikowej płycie łożyskowej 41, stanowiącej integralny element obudowy 28. Wał wstępny 42 ułożyskowany jest obrotowo w obu płytach łożyskowych 33, 41 w osiowym przesunięciu do wału przekładniowego 31, przy czym wał wstępny 42 posiada zębatkę 43 z uzębieniem przekładniowym 44 oraz odcinek, na którym, na przykład za pomocą złącza sprężynowego, zamocowane jest z zachowaniem odporności na skręcanie koło niezależne 45 z uzębieniem 46. Do elementów składowych dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej 29 należy również połączone z wałem przekładniowym 31, z zachowaniem odporności na skręcanie, koło włączające 47 z uzębieniem czołowym 48 oraz koło osiowe 49, po stronie odbiornika napędu, z uzębieniem czołowym 50, które poprzez łożysko 51 zachowuje swobodę ruchu obrotowego na wale przekładniowym 31.

PL 209 420 B1

Na biegu zwykłym piasta włączająca 30 poruszana nad wałkiem włączającym 52 i na sztywno zamocowanymi do niego widełkami włączającymi 53 łączy jeden odcinek uzębienia 35 koła włączającego 47 z odcinkiem uzębienia 35 odnapędowego koła osiowego 34, przez co koło włączające 47 i wraz z nim wał przekładniowy 31 z tą samą ilością obrotów co wałek skrętny 21, sprzężony z odnapędowym kołem osiowym 34. Ta pozycja piasty włączającej 30 odpowiada zwykłemu, normalnemu biegowi dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej 29 z przełożeniem 1:1.

Dwubiegowa przekładnia zębata odboczkowa 29 uruchamiana współdziałającymi uzębieniami 35, 46, 44, 50 kół zębatych względnie zębatek 34, 45, 43, 49 ma w opisywanym przykładzie wykonania, na biegu rozruchowym, przełożenie redukujące 1:4. Bieg rozruchowy jest aktywny tylko wówczas, gdy piasta włączająca 30 (dolna połowa fig. 2) znajduje się w położeniu lewostronnym na styku boku 54 koła osiowego 49 od strony odbiornika napędu. W tej pozycji na piastę 30 równocześnie zachodzi odcinek uzębienia czołowego 48 koła włączającego 47 i uzębiony odcinek 55 na kole osiowym 49 po stronie odbiornika napędu, który to uzębiony odcinek 55 wykonany jest na kołnierzu 56 koła osiowego 49 zlokalizowanym od strony silnika 5.

Dzięki takiej pozycji piasty włączającej 30 poprzez sprzężenie uzębień 55 i 48 uzyskuje się przeniesienie liczby obrotów koła osiowego 49 na koło włączające 47, a przez to na wał przekładniowy 31

W przeciwieństwie do powyższego, na biegu zwykłym piasta włączająca 30 zazębiona jest z uzębieniem 35 odnapędowego koła osiowego 34 i uzębieniem czołowym 48 koła włączającego 47, stąd wał przekładniowy 31 kręci się z taką samą liczbą obrotów, jak wałek skrętny 21 silnika 5.

Bieg rozruchowy uruchamiany przez dwubiegowa przekładnię zębatą odboczkowa 29 włączany jest tylko wówczas, gdy zachodzi konieczność uzyskania przez silnik 5 wyposażony w przetwornik częstotliwości i napęd łańcuchowy 1 efektu pociągowego dla uruchomienia obciążonego przenośnika ścianowego lub pociągnięcia stawiającego duży opór struga. Na biegu rozruchowym, jak pokazano na przebiegu charakterystyki (fig. 3), w wyniku skojarzenia silnika 5 wyposażonego w przetwornik częstotliwości i dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej 29, względnie przekładni zębatej wstępnej 7 po stronie odbiornika napędu zwiększa się regulowany moment obrotowy silnika Md silnika 5 do wartości MdA momentu pociągowego, który w tym przypadku odpowiada w przybliżeniu czterokrotnej wartości nominalnego momentu obrotowego MdN silnika 5, będąc znacznie wyższym od maksymalnego momentu obrotowego Mdm_ax silnika 5.

Wynalazek nie ogranicza się do opisanego wyżej przykładu wykonania. Zastosowanie silnika 5 wyposażonego w przetwornik częstotliwości z wałem silnikowym 13 drążonym i wałkiem skrętnym 21 jest preferowanym modelem realizacji wynalazku. Przekładnia zębata odboczkowa 29 i silnik 5 z przetwornikiem częstotliwości mogą być zlokalizowane we wspólnej obudowie, przy czym odnapędowe koło osiowe 34 może być wykonane jako całość z wałem silnikowym 13 i wówczas wypada potrzeba stosowania jednego z dwóch łożysk 19, 40. W takim wykonaniu nie ma oczywiście potrzeby wykonywania wału silnikowego 13 jako drążonego i wałka skrętnego 21.

Claims (22)

1. Urządzenie napędowe dla gwiazdowych kół napędów łańcuchowych, wyposażone w elektryczny silnik indukcyjny oraz przekładnie wykonana jako przekładnia przeciążeniowo-wyrównawczą, posiadającą włączane sprzęgło lamelowe dla wyrównywania przeciążeń, przerywające przenoszenie sił między silnikiem indukcyjnym a gwiazdą łańcuchową, znamienne tym, że silnik indukcyjny (5) posiada przetwornik częstotliwości, natomiast między wałem silnikowym (13), a przekładnią przeciążeniowo-wyrównawczą (8) w układzie napędowym znajduje się dwubiegowa przekładnia zębata wstępna (7) wyposażona w stopień rozruchowy i stopień biegu zwykłego.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że dwubiegowa przekładnia zębata wstępna (7) ma postać dwubiegowej przekładni zębatej odboczkowej (29).

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że dla stopnia rozruchowego przekładnia zębata wstępna (7) ma korzystnie przełożenie 1:3 do 1:4.

4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że przekładnia zębata odboczkowa (29) wyposażona jest w osadzone na wale przekładniowym (31), zlokalizowane od strony napędu i ułożyskowane obrotowo koło osiowe (34) oraz w osadzone na wale napędowym (31), zlokalizowane od strony odbiornika napędu koło osiowe (49) również ułożyskowane obrotowo, pomiędzy którymi znajduje się osadzone nieruchomo na wale przekładniowym (31) i połączone z nim koło włączające (47),

PL 209 420 B1 przy czym to koło włączające (47) za pomocą urządzenia włączającego (30, 52, 53) sprzężone jest albo z odnapędowym kołem osiowym (34), albo z kołem osiowym (49), zlokalizowanym od strony odbiornika napędu.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że obydwa koła osiowe (34, 49) oraz koło włączające (47) posiadają wzajemne współliniowe i graniczące ze sobą odcinki zębatkowe (48, 35, 55) o jednakowym uzębieniu.

6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że urządzenie włączające ma postać pierścienia włączającego, bądź piasty (30), przesuwanej przez odcinki zębatkowe (48, 35, 55) sąsiadujących kół osiowych (34, 47, 49) przekładni zębatej odboczkowej (29).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że piasta (30) poruszana jest za pomocą widełek włączających (53) przesuwnych równolegle do osi przekładniowej (O1) za pomocą wałka włączającego (52).

8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wał przekładniowy (31) od strony odbiornika napędu jest wsparty i ułożyskowany w płycie przekładniowej (33), a od strony silnika (5), poprzez ułożyskowane obrotowo odnapędowe koło osiowe (34) w obudowie przekładniowej (28).

9. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, albo 7, albo 8, znamienne tym, że przekładnia zębata odboczkowa (29) dla biegu rozruchowego posiada ułożyskowany obrotowo w obudowie przekładniowej (28, 33) wał wstępny (42) wyposażony w pierwsze, zazębiające się z odnapędowym kołem osiowym (34) uzębienie przekładniowe (46), oraz drugie, zazębiające się z kołem osiowym (49), zlokalizowanym od strony odbiornika napędu, uzębienie przekładniowe (44).

10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że przynajmniej pierwsze uzębienie przekładniowe (46) stanowi element składowy koła niezależnego (45), połączonego na stałe z wałem wstępnym (42).

11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że przekładnia zębata odboczkowa (29) wykonana jest jako przekładnia zębata czołowa.

12. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że odnapędowe koło osiowe (34) wyposażone jest w gniazdo i/lub w swoim wnętrzu posiada przyłącze piastowe dla wału silnikowego (13).

13. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że przekładnia zębata odboczkowa (29) oraz silnik (5) z przetwornikiem częstotliwości zlokalizowane są we wspólnej obudowie, przy czym korzystnie koło osiowe od strony silnika (5) osadzone jest na wale silnikowym (13).

14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że silnik (5) z przetwornikiem częstotliwości wyposażony jest w obudowę (9), stojan (10) z uzwojeniem stojanowym (11), wirnik (12), włącznik przetwornika częstotliwości i obracający się wraz z wirnikiem (12) wał silnikowy (13), osadzony z jednej strony w silnikowej płycie kołnierzowej (17), a z drugiej strony ułożyskowany w obudowie silnikowej (9, 16), przy czym wał silnikowy (13) wykonany jest jako wał drążony, przez którego otwór osiowy (20) przechodzi wałek skrętny (21) sprzężony ruchowo z wałem silnikowym (13) tylko na jego tylnym końcu (14).

15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że wałek skrętny (21) od strony silnikowej płyty kołnierzowej (17) przechodzi bez styku z otworem osiowym (20) i/lub obudową silnikową (9, 17).

16. Urządzenie według zastrz. 14 albo 15, znamienne tym, że wałek skrętny (21) wsuwany jest do drążonego wału silnikowego (13) od strony jego tylnego końca (14) i w nim przesuwany.

17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że koniec wałka skrętnego (21) od strony silnikowej płyty kołnierzowej (17) wyposażony jest w zębatkę napędową (22), uzębienie lub złącze wałowe, której średnica zewnętrzna jest mniejsza od minimalnej średnicy wewnętrznej (D) otworu osiowego (20) drążonego wału silnikowego (13).

18. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że drugi, tylny koniec wałka skrętnego (21) wyposażony jest w kolejną zębatkę (23), względnie element złącza piastowego lub nasadową piastę zębatą, której średnica zewnętrzna jest większa od średnicy wałka skrętnego (21) oraz od średnicy wewnętrznej (D) otworu osiowego (20) drążonego wału silnikowego (13).

19. Urządzenie według zastrz. 14 albo 15, albo 17, albo 18, znamienne tym, że przy swym tylnym końcu wałek skrętny (21) posiada przewężenie (26), a element mocujący (27), wspomagający montaż lub demontaż wałka skrętnego (21), zachodzi poza to przewężenie (26) w kierunku silnikowej płyty kołnierzowej (17).

20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że element mocujący (27) ma postać wykonanego wzdłuż osi (O) wałka skrętnego (21) gwintowanego otworu w czołowej ścianie wałka skrętnego (21).

PL 209 420 B1

21. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że wałek skrętny (21) swym przednim końcem od strony przekładni zębatej wstępnej (7) wystaje z obudowy (9, 17) silnika (5).

22. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że włącznik przetwornika częstotliwości zintegrowany jest w przetworniku częstotliwości, a zwłaszcza zintegrowany jest w skrzynce przełącznika biegów (5) w obudowie (9) silnika (5).