專利名稱：重型驅動裝置及由其驅動的磨機的制作方法
技術領域：
本發明涉及特別是水泥磨機和煤炭磨機的諸如輥式盤磨機等磨機，及其使用的重型驅動裝置。本發明涉及根據獨立權利要求前序部分所述的裝置。
背景技術：
在目前大多數水泥廠和煤炭廠中，都利用與相鄰齒輪裝置橫向布置的電動機通過齒輪裝置驅動輥盤(roller bowl)。如果這些磨機具有水平布置的輥盤，則電動機的旋轉運動經由聯接器被傳遞給錐齒輪級(bevel gear step)，借此使最初繞水平軸的旋轉運動轉變成繞縱軸旋轉。在大多數情況下，使用行星齒輪裝置作為齒輪裝置，其通過輸出法蘭盤移動輥盤；可選地或另外地，也經常使用正齒輪裝置。CH 658 801的圖1公開一種這種類型的結構。制造錐齒輪級的成本較高，在要求具有較高精度時尤甚。并且，錐齒輪級在軸承中產生非常大的需要被吸收的徑向和軸向力，因而尺寸相應較大。美國4，887，489中提出將具有縱軸的電動機與齒輪裝置橫向相鄰布置，利用一串齒輪將旋轉運動傳輸到齒輪裝置中，因為以此方式不需要錐齒輪。CH 658 801的圖2_4提出將具有縱軸的電動機布置在輥式盤磨機殼體中齒輪裝置的下面。在CH 658 801的圖3和圖4中，利用支架或支柱保持輥式盤磨機，其中支架或支柱分別被支撐在地基上。在這些情況下，將電動機陷入地基中，以節省地基上的結構高度。 在CH 658 801的圖2中，利用由地基支撐的支柱來保持輥式盤磨機。在此情況下，將電動機布置在支柱之間，并單獨被支撐在支柱之間的地基上。
發明內容
在現有技術中已知的輥式盤磨機及其驅動裝置中，電動機通常是單獨的部件。本發明人已經發現這對于磨機設計具有不良的后果。具體來說，該設計在研磨處理中需要較大的垂直力被橫向傳遞到磨機結構中的電動機周圍，并需要單獨被支撐在地基上的電動機。本發明的一個目的在于提供一種不具有上述缺點的最初提到的重型驅動裝置。特別地，提供一種具有可選設計的驅動裝置。本發明的另一個目的是提供一種相應的磨機。本發明的又一個目的在于提供一種無錐齒輪級的驅動裝置。本發明的又一個目的在于提供一種替換現存驅動裝置或磨機中錐齒輪級的可能性，其中特別是在不增大空間甚至減少空間的情況下實現上述目的。本發明的又一個目的在于提供特別緊湊的驅動裝置和磨機。本發明的又一個目的在于提供具有特別長使用壽命并且/或非常少維護要求的驅動裝置和磨機。利用具有獨立權利要求特征的裝置和方法來實現上述至少一個目的。一種重型驅動裝置，用于具有可圍繞縱軸旋轉的磨盤的磨機，該驅動裝置包括殼體、電動機和置于殼體中并被支撐在殼體上的齒輪裝置。磨盤可利用電動機經由齒輪裝置驅動。電動機布置在齒輪裝置的下面。該重型驅動裝置的特征在于電動機一體地位于殼體中。通過使電動機一體形成，提供一種具有可選設計的驅動裝置。更具體地，用于磨 機的重型驅動裝置通常為用于磨機的磨盤的重型驅動裝置。在本發明的一個實施方式中，電動機布置在殼體中。在本發明的一個實施方式中，磨機是輥式盤磨機。在本發明的一個實施方式中，電動機被支撐在殼體上。以此方式，無需再將電動機單獨地支撐在地基上，而是僅需要將殼體安裝在地基上，其中齒輪裝置及電動機被支撐在殼體上，因而可以增大磨機的整體穩定性。在本發明的一個實施方式中，殼體具有底部部件，電動機被支撐在底部部件上。示例地，該底部部件被支撐在地基上。在本發明的一個實施方式中，底部部件包括底板；特別地，底部部件為底板。在本發明的一個實施方式中，電動機布置在置于重型驅動裝置殼體內的電動機殼體中。在一個實施方式中，電動機被分開地單獨容納。在一個實施方式中，電動機具有垂直定向的轉子軸。在本發明的一個實施方式中，電動機具有經由聯接器連接到齒輪裝置的齒輪上的轉子。在本發明的一個實施方式中，轉子經由單個聯接器被連接到齒輪裝置的齒輪上。在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置具有帶中心齒輪的行星齒輪裝置，該中心齒輪經由聯接器連接于轉子。在本發明的一個實施方式中，聯接器具有形成在轉子中的齒圈。因而，可以使重型驅動裝置具有特別緊湊的結構。在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置的齒輪具有朝向電動機的延伸部，延伸部的端部具有齒圈且與轉子中形成的齒圈相嚙合。在本發明的一個實施方式中，聯接器包括這樣兩個齒圈，即，齒輪延伸部朝向電動機的端部的齒圈和形成在轉子中的齒圈。在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置的齒輪(特別是行星齒輪裝置的中心齒輪)具有朝向電動機的延伸部(軸)，該延伸部的端部具有與形成在轉子中的內齒圈一起構成聯接器或者至少一部分聯接器的外齒圈。在本發明的一個實施方式中，聯接器布置在轉子中。這樣使驅動裝置可以具有較低的結構高度。在本發明的一個實施方式中，聯接器完全布置在轉子內。這樣使驅動裝置可以具有非常低的結構高度。在本發明的一個實施方式中，轉子具有最高軸承(即用于旋轉轉子的軸承，該軸承置于沿垂直方向的最高位置)，聯接器(部分或完全)布置在最高軸承上端的下面或者是在最高軸承的更下面。示例地，轉子具有最低軸承和最高軸承。本實施方式在轉子包含內轉子(有關內轉子，后面會介紹)的情況下特別具有優勢。
在本發明的一個實施方式中，聯接器是剛性聯接器，更精確地為可旋轉的剛性聯接器。在本發明的一個實施方式中，聯接器為柔性聯接器，更精確地為可旋轉的柔性聯接器。特別地，連接器可以是高柔性的聯接器。術語“高柔性聯接器”是指被設計成或意圖柔性變形(扭曲)幾種程度的那種柔性聯接器。在本發明的一個實施方式中，聯接器直接一體形成在轉子中。在本發明的一個實施方式中，電動機具有無需聯接器而連接到齒輪裝置的齒輪上的轉子。在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置具有含有中心齒輪的行星齒輪裝置，中心齒輪無需聯接器而連接于轉子。 在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置和電動機彼此直接連接。在一個實施方式中，齒輪裝置和轉子通過扭轉軸彼此連接。扭轉軸被設計成允許某種程度的扭轉。通過提供扭轉軸，可以補償突然出現的力，例如因研磨大石塊而帶來的沖擊力，造成輥式盤磨機減速。在本發明的一個實施方式中，殼體具有容納電動機的一部分殼體，以及容納齒輪裝置的另一部分殼體。在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置被支撐在電動機的上述一部分殼體上。在本發明的一個實施方式中，轉子的至少一個軸承的至少一部分相對于縱坐標布置在轉子活動范圍的延伸范圍內。這使電動機具有較低的結構高度。在本發明的一個實施方式中，轉子具有比轉子的活動部的垂直延伸更大的直徑。 這使電動機具有低結構高度。在本發明的一個實施方式中，轉子是內轉子，這意味著定子相對于徑向坐標布置在轉子活動部外面。在本發明的一個實施方式中，轉子是外轉子，這意味著定子相對于徑向坐標布置在轉子的活動部內。在本發明的一個實施方式中，轉子是盤式轉子，這意味著轉子和定子相對于徑向坐標重疊，磁通量至少部分沿大致垂直方向流通。在本發明的一個實施方式中，轉子被滑動支撐。在本發明的一個實施方式中，利用滾柱軸承特別是利用旋轉接頭滾柱軸承來支撐轉子。在本發明的一個實施方式中，電動機具有包含一個或(有利地)可單獨安裝的幾個極靴的定子。在本發明的一個實施方式中，轉子具有永磁體，特別地，這些永磁體包括至少一種稀土元素。這使電動機具有特別緊湊的結構。在本發明的一個實施方式中，電動機具有兩個極。在本發明的一個實施方式中，轉子具有至少一個扭轉振動阻尼部件。因而，可以將齒輪裝置的安裝系數設計得更小。在本發明的一個實施方式中，對電動機進行冷卻，特別是利用風扇進行氣體冷卻， 其中在一個實施方式中，直接利用風扇對電動機進行冷卻，而在另一個實施方式中，利用風扇對容納電動機的殼體進行冷卻從而間接地對電動機進行冷卻。這兩種方式也可結合使用。在本發明的一個實施方式中，利用液體冷卻劑對容納電動機的殼體進行冷卻間接地冷卻電動機。在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置具有冷卻系統，電動機具有與之熱連接的冷卻系統。因而，可以以更簡化的方式來設計整個冷卻系統。例如，可以使用相同的冷卻劑來冷卻齒輪裝置和電動機；特別地，該冷卻劑還可以用作齒輪裝置的冷卻劑。在本發明的一個實施方式中，電動機具有冷卻系統，其在閉合回路中含有流體冷卻劑(即液體或氣體)，其中冷卻劑可以通過熱交換器將熱量提供給其它流體冷卻劑。因而，可以以特別有效的方式對電動機進行冷卻。在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置具有正齒輪裝置。在偏心布置電動機即電動機具有與磨盤的旋轉軸不重合的轉子軸的情況下，特別有利。 在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置具有行星齒輪裝置。在本發明的一個實施方式中，行星齒輪裝置具有垂直延伸的中心軸。在本發明的一個實施方式中，行星齒輪具有與磨盤的轉子軸相對應的中心軸。在本發明的一個實施方式中，行星齒輪裝置具有與電動機的轉子軸相對應的中心軸ο在本發明的一個實施方式中，齒輪裝置具有多級、特別地兩級行星齒輪裝置。行星齒輪裝置可以被連接具有或不具有配電裝置。在一個實施方式中，電動機與例如齒輪裝置等重型驅動裝置的其它部件布置在相同的殼體中。根據本發明的磨機具有根據本發明的重型驅動裝置。在一個實施方式中，磨機為輥式盤磨機，例如水泥磨機或煤炭磨機。從從屬權利要求和特征中可以獲得其它實施方式和優點。
下面通過示例性實施方式和附圖，更詳細地說明本發明的主題，其中圖1示意地示出具有直接連接到單級行星齒輪裝置的內轉子電動機的驅動裝置的截面圖；圖2示意地示出具有通過聯接器連接到單級行星齒輪裝置的單獨容納內轉子電動機的驅動裝置的截面圖；圖3示意地示出具有通過與轉子一體的聯接器連接到單級行星齒輪裝置的單獨容納內轉子電動機的驅動裝置的截面圖；圖4示意地示出具有直接連接到多級行星齒輪裝置的盤形轉子電動機的驅動裝置的截面圖；圖5示意地示出具有直接連接到多級行星齒輪裝置的外轉子電動機的驅動裝置的截面圖；圖6示意地示出具有偏心布置的外轉子電動機和正齒輪裝置的驅動裝置的截面圖7示意地示出驅動裝置的冷卻系統的示意圖；圖8示意地示出驅動裝置的冷卻系統的示意圖。附圖中使用的附圖標記及其指示物在附圖標記列表中列出。為了理解本發明的沒有示出某些不重要的部件。示例性實施方式是為了說明本發明的主題，而不是起到限定的作用。
具體實施例方式圖1示意地示出驅動裝置1的截面圖，該驅動裝置具有直接連接到單級行星齒輪裝置4的內轉子電動機5。與其它視圖相同，圖1中沒有明確示出齒圈(toothing)。驅動裝置1具有殼體6，電動機5和行星齒輪裝置4被支撐在該殼體中。電動機5 具有定子8和轉子7。轉子7以可旋轉方式被支撐在上軸承10和下軸承9上。定子8以及下軸承9被支撐在殼體的底部部件6c上，該底部部件被支撐在地基3上。 電動機5布置在殼體6的下部殼體6a中，而行星齒輪裝置4布置在殼體6的上部殼體6b中。因而，行星齒輪裝置4被支撐在下部殼體6a上。行星齒輪裝置4具有內齒輪12、中心齒輪11以及幾個行星齒輪13。中心齒輪11 直接連接于電動機5的轉子7 ；二者之間沒有設置聯接器。因而，電動機5(更精確地是轉子7)和行星齒輪裝置4(更精確地是中心齒輪11)以無間隙(play-free)的方式彼此固定地連接在一起。轉子7的旋轉因而使中心齒輪11直接旋轉，借此驅動行星齒輪13，而行星齒輪13驅動驅動裝置1的輸出法蘭盤14。輸出法蘭盤14的旋轉驅動與水泥磨機有關的磨機法蘭2。電動機5具有與行星齒輪裝置4的中心軸Z和磨機法蘭2的旋轉軸A重合的轉子軸R。軸A、Z和R都沿著縱軸延伸。縱坐標設定為X，而徑向坐標為r。圖2示意地示出驅動裝置1的截面圖，該驅動裝置1具有通過聯接器15連接于單級行星齒輪裝置4的單獨容納的內轉子電動機5。圖2所示的實施方式與圖1所示的實施方式大部分相同，會在圖1的基礎上對其進行描述。在圖2中，電動機5不僅布置在殼體6中，而且被分開地容納在具有輕質結構的單個殼體16 (電動機殼體16)中。此外，中心齒輪11不是直接連接于電動機5，而是通過諸如柔性聯接器等聯接器15連接于電動機5。如圖2所示，轉子7 的下軸承9(具有軸向延伸h)完全布置在轉子7的活動部的軸向延伸(高度)H中。而且，轉子7的活動部的高度H小于轉子7的直徑D。圖2中的附圖標記17表示扭轉振動阻尼元件，只是示意地示出。該元件對轉子中的扭轉振動減振。例如可以通過由阻尼元件(例如彈簧部件)支撐的塊體或利用阻尼介質 (例如液體)來實現減振。圖3示意地示出一種傳動裝置的截面圖，該傳動裝置具有通過與轉子成一體的聯接器15連接到單級行星齒輪裝置的單獨容納的內轉子電動機5。圖3的實施方式與圖2所示的實施方式大部分相同，接下來將以其為基礎進行描述。在圖3中，柔性聯接器15布置在轉子7中。其通過兩個齒圈配合而形成，其中一個齒圈形成在轉子7中，而另一個形成在行星齒輪裝置4的齒輪11的延伸部的一端，其中柔性體布置在齒與齒之間，以獲得預期的柔性。附圖標記25表示密封件，使容納電動機5的下部殼體6a相對于容納行星齒輪裝置4的上部殼體6b密封。圖4的實施方式與圖1所示的實施方式基本相同，因而會以其為基礎進行描述。圖 4示意地示出驅動裝置1的截面圖，該驅動裝置1具有直接連接于帶有配電裝置的多級行星齒輪裝置4的盤形轉子電動機5。上部齒輪裝置的中心齒輪11直接連接于轉子7。圖5的實施方式與圖1及圖4所示的實施方式基本相同，因而會以其為基礎進行描述。圖5示意地示出具有直接連接于多級行星齒輪裝置4的外轉子電動機5的驅動裝置 1。下部齒輪裝置的中心齒輪11直接連接于轉子7。圖6的實施方式與圖5所示的實施方式基本相同，因而會以其為基礎進行描述。圖 6示意地示出具有偏心布置的外轉子電動機5和正齒輪裝置4b的驅動裝置1。正齒輪裝置 4b與由兩個行星齒輪裝置組成的行星齒輪裝置如形成驅動裝置1的齒輪裝置4。電動機 5具有與軸A平行延伸但不重合的轉軸R。轉子7的旋轉通過正齒輪裝置4b傳遞到行星齒輪裝置4b。電動機被單獨容納(電動機殼體16)并具有空心轉子7。圖1-6所示的示例性實施方式僅僅由在本發明保護范圍內的幾個可能的變型構成。特別地，應該注意到，在圖1-6所示的示例性實施方式中所討論的電動機5和齒輪組件 4的組合僅僅是示例性的，所討論的電動機5可以按需要與所討論的齒輪裝置4進行組合以形成驅動裝置1。而且，與在后面討論的冷卻系統的任意組合也是可能的。圖7僅示意地示出例如與上述對應的驅動裝置的冷卻系統的示意圖。電動機5具有充滿水或氣體等冷卻流體22的閉合冷卻回路20。而且，齒輪裝置4 (例如，行星齒輪裝置 4)具有充滿冷卻流體21的閉合冷卻回路19。兩個冷卻回路19、20通過熱交換器18等熱華禹合。圖8以與圖7相同的方式示意地示出與上述對應的驅動裝置的冷卻系統的示意圖。在此情況下，齒輪裝置4的冷卻回路和電動機5的冷卻回路構成共用冷卻回路M。因而，在齒輪裝置4和電動機5中使用相同的冷卻流體23。在圖7的示例性實施方式以及圖8的示例性實施方式中，分別用于冷卻齒輪裝置 4的冷卻流體21和23還用作齒輪裝置4的潤滑劑。附圖標記列表
1 驅動裝置，重型驅動裝置
2 磨機法蘭
3 地基
4 齒輪裝置
4a 行星齒輪裝置
4b 正齒輪裝置
5 電動機
6 殼體
6a 下部殼體
6b 上部殼體
6c 底部件、底板部件
7:轉子
8 定子
9 軸承10 軸承11:中心 齒輪12:內齒輪13:行星齒輪14:輸出法蘭15:聯接器16:電動機殼體17:扭轉振動阻尼部件18:熱交換器19:冷卻回路20:冷卻回路21 冷卻流體22:冷卻流體23:冷卻流體24:冷卻回路25:密封件A 軸，縱向D 直徑h:高度，垂直延伸H:高度，垂直延伸r:徑向坐標R 軸，轉子軸χ 徑向坐標，垂直坐標Z 軸，中央軸
權利要求
1.一種重型驅動裝置(1)，用于具有可圍繞縱軸(A)旋轉的磨盤(2)的磨機，所述驅動裝置(1)包括殼體(6)、電動機(5)和置于所述殼體(6)中并被支撐在所述殼體(6)上的齒輪裝置(4)，其中所述磨盤(2)可利用所述電動機(5)經由所述齒輪裝置(4)驅動，并且其中所述電動機(5)布置在所述齒輪裝置(4)的下面，其特征在于所述電動機(5) —體形成于所述殼體(6)中。
2.如權利要求1所述的裝置(1)，其特征在于所述電動機(5)被支撐在所述殼體(6)上。
3.如權利要求1或2所述的裝置(1)，其特征在于所述殼體(6)具有底部部件(6c)并且所述電動機(5)被支撐在所述底部部件(6c)上。
4.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述電動機(5)布置在置于所述重型驅動裝置(1)的殼體(6)中的電動機殼體(16)中。
5.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述電動機(5)具有通過聯接器 (15)連接于所述齒輪裝置⑷的齒輪(11)上的轉子(7)。
6.如權利要求5所述的裝置(1)，其特征在于所述聯接器(15)具有形成在所述轉子 (7)中的齒圈。
7.如權利要求5或6所述的裝置(1)，其特征在于所述齒輪裝置(4)的齒輪(11)具有朝向所述電動機(5)的延伸部，所述延伸部的端部具有齒圈并與形成在所述轉子(7)中的齒圈相嚙合。
8.如權利要求5-7之一所述的裝置(1)，其特征在于所述聯接器(15)布置在所述轉子 (7)中。
9.如權利要求5-8之一所述的裝置(1)，其特征在于所述聯接器是柔性聯接器。
10.如權利要求1-4之一所述的裝置(1)，其特征在于所述電動機(5)具有無需聯接器而連接到齒輪裝置(1)的齒輪(11)的轉子(7)。
11.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述殼體(6)具有容納所述電動機(5)的一部分殼體(6a)，以及容納齒輪裝置(4)的另一部分殼體(6b)。
12.如權利要求11所述的裝置(1)，其特征在于所述齒輪裝置(4)被支撐在所述電動機(5)的所述一部分殼體(6a)上。
13.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述轉子(7)的至少一個軸承 (9)的至少一部分相對于縱坐標(χ)布置在轉子(7)活動范圍的延伸范圍(H)內。
14.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述轉子(7)具有大于所述轉子 (7)的活動部分的縱向延伸(H)的直徑(D)。
15.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述齒輪裝置(4)具有冷卻系統 (19)，且所述電動機(5)具有與之熱連接的冷卻系統(20)。
16.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述電動機(5)具有在閉合回路中含有流體冷卻劑(22)的冷卻系統(20)，其中所述流體冷卻劑(22)能夠利用熱交換器 (18)將熱量排出到另外的流體冷卻劑(21)中。
17.如上述權利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于所述齒輪裝置(4)具有多級行星齒輪裝置。
18.一種具有如上述權利要求之一所述的重型驅動裝置(1)的磨機，特別是輥式盤磨機。
全文摘要
本發明涉及一種重型驅動裝置(1)，用于具有可圍繞縱軸(A)旋轉的磨盤(2)的磨機，該驅動裝置(1)包括殼體(6)、電動機(5)和置于殼體(6)中并被支撐在殼體(6)上的齒輪箱裝置(4)。磨盤(2)可利用電動機(5)經由齒輪箱裝置(4)驅動。電動機(5)布置在齒輪箱裝置(4)的下面。電動機(5)一體地位于殼體(6)中。有利地，電動機(5)被支撐在殼體(6)上，特別是殼體(6)的底部部件(6c)上。轉子(7)可以直接或利用一體位于轉子中的離合器連接到齒輪箱裝置(4)的輪(11)。該磨機例如可以是輥式盤磨機。
文檔編號B02C15/00GK102186592SQ200880131604
公開日2011年9月14日 申請日期2008年8月22日 優先權日2008年8月22日
發明者斯蒂芬.里特勒 申請人:Fl史密斯公司