齿轮马达装置和螺旋输送机

238 编辑：中冶有色技术网来源：威埃姆集团股份有限公司

2023-11-13 14:09:35

权利要求书： 1.一种齿轮马达装置，用于使能旋转元件旋转，所述能旋转元件例如为输送机的螺旋钻，其特征在于，所述齿轮马达装置包括：

电动机(2)，所述电动机具有转子(4)和定子(5)，所述转子和定子容纳在壳体(7)中，所述电动机(2)还包括驱动轴(3)，所述驱动轴沿轴线(Z)延伸；

齿轮单元(9)，所述齿轮单元包括第一齿轮(12)和第二齿轮(13)，所述第一齿轮(12)能由所述电动机(2)旋转，所述第一齿轮(12)和所述第二齿轮(13)布置在外壳(14)内，所述齿轮单元(9)具有输出轴(10)，所述输出轴相对于所述驱动轴(3)偏移并且能连接到所述能旋转元件，以使所述能旋转元件旋转；和

耦接法兰(25)，所述耦接法兰用于将所述齿轮马达装置(1)固定到包括所述能旋转元件的设备上，所述耦接法兰(25)通过能拆卸的非永久性连接部连接到所述外壳(14)上，

其中，所述壳体(7)具有多个突起(16)，所述突起横向于所述轴线(Z)突出，以用于接收相应的能拆卸的固定元件(15)，所述能拆卸的固定元件(15)适于将所述外壳(14)能拆卸地连接到所述壳体(7)。

2.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述外壳(14)具有多个突出部(18)，所述多个突出部布置为与所述壳体(7)的所述突起(16)接触，每个所述能拆卸的固定元件(15)接收在所述多个突起(16)的突起中并接收在所述多个突出部(18)的突出部中，用于将所述外壳(14)能拆卸地固定到所述壳体(7)。

3.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述壳体(7)在耦接平面(P)上耦接到所述外壳(14)，所述壳体(7)具有腔(22)，所述定子(5)和所述转子(4)容纳在所述腔中，所述腔(22)具有的在所述耦接平面(P)上测量的内部横向尺寸大于或等于所述定子(5)的外部横向尺寸，从而允许在所述齿轮单元(9)从所述电动机(2)分离之后从所述腔(22)取出所述定子(5)。

4.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述第一齿轮(12)由所述驱动轴(3)支撑并相对于所述驱动轴(3)固定。

5.根据权利要求4所述的齿轮马达装置，其特征在于，还包括：第一轴承(19)，用于在靠近所述驱动轴(3)的端部处支撑所述驱动轴(3)，所述第一齿轮(12)固定到所述端部；和第二轴承，用于在所述驱动轴(3)的与所述端部相对的另一端部处支撑所述驱动轴(3)。

6.根据权利要求5所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述第一轴承(19)的内径大于所述第一齿轮(12)的外径。

7.根据权利要求5所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述第一轴承(19)固定于在所述外壳(14)中制成的座部中。

8.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述第一齿轮(12)与所述第二齿轮(13)直接啮合。

9.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述耦接法兰(25)在所述耦接法兰的离所述外壳(14)最远的面上具有用于容纳密封元件的座部(27)。

10.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，还包括风扇(28)，所述风扇相对于所述第一齿轮(12)在所述驱动轴(3)的相对侧固定到所述驱动轴(3)。

11.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述外壳(14)从所述壳体(7)横向突出。

12.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述输出轴(10)沿着与所述轴线(Z)平行的另一轴线(Y)延伸。

13.根据权利要求1所述的齿轮马达装置，其特征在于，所述第二齿轮(13)键接于所述输出轴(10)。

14.一种螺旋输送机，其特征在于，包括管状外壳和螺旋钻，所述螺旋钻至少部分地容纳在所述管状外壳中，所述螺旋输送机还包括根据权利要求1所述的齿轮马达装置(1)，所述齿轮马达装置(1)连接到所述螺旋钻，用于使所述螺旋钻围绕相应的纵向轴线旋转。

15.根据权利要求14所述的螺旋输送机，其特征在于，所述螺旋输送机用于输送粉末形式的水泥。

说明书：齿轮马达装置和螺旋输送机技术领域

本实用新型涉及一种齿轮马达装置，适于使可旋转元件(例如螺旋输送机的螺旋钻)旋转。输送机可包括管状外壳，螺旋钻可旋转地容纳在该管状外壳内。螺旋钻允许在前进方向上输送可流动材料。可流动材料可以是其中可能分散有固体部分的液体，或者是高粘性流体，或者是包括碎片、颗粒或粉末的固体材料。

背景技术

在现有技术的螺旋输送机中，螺旋钻通常由齿轮马达装置旋转，该齿轮马达装置包括电动机和齿轮单元。电动机借助于标准法兰连接到齿轮单元，也就是说，根据特定国际标准制造的法兰，该标准确定了法兰的许多几何和尺寸参数，例如外径、允许电机的法兰固定到齿轮单元的固定孔的数量、固定孔的轴线之间的距离等。

虽然现有技术的齿轮马达装置是稳健的并且提供可靠的性能水平，但是其可以进一步改进，特别是在其尺寸、重量和成本方面。

实用新型内容

本实用新型的目的是改进已知类型的齿轮马达装置，具体是用于旋转管状输送机的螺旋钻的类型的齿轮马达装置。

进一步的目的是提供具有有限尺寸齿轮马达装置，特别是轴向上的尺寸，使得现有技术的输送机中容纳驱动螺旋钻的齿轮马达装置所需的空间可以减少。

另一个目的是提供具有有限重量的齿轮马达装置，以便简化和减轻在现有技术的螺旋输送机中用于支撑齿轮马达装置的支撑结构。

进一步的目的是降低齿轮马达装置的成本。

根据本实用新型，提供了一种齿轮马达装置，用于使可旋转元件旋转，可旋转元件例如为输送机的螺旋钻，齿轮马达装置包括：电动机，其具有容纳在壳体中的转子和定子，该电动机进一步包括沿轴线延伸的驱动轴；齿轮单元，其包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮可由电动机旋转，第一齿轮和第二齿轮布置在外壳内，齿轮单元具有输出轴，该输出轴相对于驱动轴偏移并且可连接到可旋转元件以使该可旋转元件旋转；和耦接法兰，用于将齿轮马达装置固定到其中包括可旋转元件的设备上，法兰通过可拆卸的非永久性连接部连接到外壳上，其中，壳体具有多个突起，该突起横向于轴线突出，用于接收相应的可拆卸的固定元件，可拆卸的固定元件适于将外壳可拆卸地连接到壳体。

与现有技术的齿轮马达装置相比，本实用新型的齿轮马达装置具有有限的轴向尺寸。

由于在壳体中制成的突起，可以取消在现有技术中将电动机连接到齿轮单元的法兰。这允许减少齿轮马达装置的重量，因为可以节省在现有技术中用于制造法兰的材料。

该齿轮马达装置的轴向尺寸，即平行于电机轴线的齿轮马达装置的尺寸也减少了近似对应于法兰厚度的量。

此外，提供不与驱动轴对齐的输出轴，使得能够保持齿轮马达装置的轴向尺寸受限，因为齿轮马达装置的一些部件可相对于驱动轴的轴线横向布置，而不是与驱动轴对齐。

进一步地，外壳具有多个突出部，多个突出部布置为与壳体的突起接触，每个能拆卸的固定元件接收在多个突起的突起中并接收在多个突出部的突出部中，用于将外壳能拆卸地固定到壳体。

进一步地，壳体在耦接平面上耦接到外壳，壳体具有腔，定子和转子容纳在腔中，腔具有的在耦接平面上测量的内部横向尺寸大于或等于定子的外部横向尺寸，从而允许在齿轮单元从电动机分离之后从腔取出定子。

进一步地，第一齿轮由驱动轴支撑并相对于驱动轴固定。

进一步地，还包括：第一轴承，用于在靠近驱动轴的端部处支撑驱动轴，第一齿轮固定到端部；和第二轴承，用于在驱动轴的与端部相对的另一端处支撑驱动轴。

进一步地，第一轴承的内径大于第一齿轮的外径。

进一步地，第一轴承固定于在外壳中制成的座部中。

进一步地，第一齿轮与第二齿轮直接啮合。

进一步地，耦接法兰在耦接法兰的离外壳最远的面上具有用于容纳密封元件的座部。

进一步地，还包括风扇，风扇相对于第一齿轮在驱动轴的相对侧固定到驱动轴。

进一步地，外壳从壳体横向突出。

进一步地，输出轴沿着与轴线平行的另一轴线延伸。

进一步地，第二齿轮键接于输出轴。

根据本申请的另一实施方式，提供了一种螺旋输送机，包括管状外壳和螺旋钻，螺旋钻至少部分地容纳在管状外壳中，螺旋输送机齿轮马达装置，齿轮马达装置连接到螺旋钻，用于使螺旋钻围绕相应的纵向轴线旋转。

进一步地，螺旋输送机用于输送粉末形式的水泥。

在一个实施方式中，第一齿轮由驱动轴支撑在相对于驱动轴固定的位置。

以这种方式，可以获得特别紧凑的齿轮马达装置。此外，可使用单对轴承来支撑驱动轴和第一齿轮。

在一个实施方式中，电机的壳体沿着耦接平面耦接到齿轮单元的外壳。

该壳体具有腔，定子和转子容纳在腔中。

壳体的腔具有，例如在耦接平面上测量的内径的内部横向尺寸，该内部横向尺寸大于或等于定子的外部横向尺寸，例如外径。

因此，在从电动机上拆开齿轮单元之后，在发生故障时，可以取出定子并更换定子。

这使得齿轮马达装置的维护特别容易和经济。

实际上，在电动机发生故障时(在大多数情况下与定子的故障相关联)，电动机可以简单地通过用新的定子更换损坏的定子来修复。

因此，可以避免更换整个电动马达，这将是相当昂贵的，这也是由于电动马达的定制几何形状，其中壳体的突起已经取代了传统电动马达的标准法兰。

附图说明

参考附图可以更好地理解和实施本实用新型，附图示出了本实用新型的非限制性示例性实施方式，并且附图中：

图1是用于使可旋转元件(例如输送机的螺旋钻)旋转的齿轮马达装置的立体图；

图2是图1的齿轮马达装置的侧视图；

图3是示出图1的齿轮马达装置的一些部件的局部分解图；

图4是图1的齿轮马达装置的中平面上的截面部分。

具体实施方式

图1、图2、图3以及图4示出了齿轮马达装置1，其可用于使可旋转元件旋转，具体是螺旋输送机的螺旋钻。

可连接齿轮马达装置1的螺旋输送机可包括管状外壳，该管状外壳至少部分地容纳沿纵向轴线延伸的螺旋钻。螺旋输送机可用于沿前进方向输送可能包含分散的固体部分的液体，或粘性流体，或碎片、颗粒或粉末形式的固体材料。齿轮马达装置1可连接到螺旋钻，以使螺旋钻绕各自的纵向轴线旋转。

齿轮马达装置1包括用于提供扭矩作为输出的电动机2。电动机2包括驱动轴3，转子4固定在驱动轴3上。定子5布置在电动机2内部的固定位置，并且在所示的示例中，定子5围绕转子4。定子5包括具体由铜制成的绕组6，在所示的示例中，该绕组具有棱柱形几何形状，具有六角形横截面。

驱动轴3沿着轴线Z延伸，并且能够与转子4一起围绕轴线Z旋转。

电动机2包括壳体7，壳体7容纳定子5和转子4。壳体7为管状，并且围绕轴线Z延伸。壳体7在其外表面上具有多个翅片8，以利于电动机2的冷却。

驱动轴3也至少部分地容纳在壳体7中。

齿轮马达装置1进一步包括齿轮单元9，用于通过减小驱动轴3的旋转速度来提供期望的速度值作为来自齿轮马达装置1的输出。

齿轮单元9包括输出轴10，输出轴10可以耦接到齿轮马达装置1要旋转的可旋转元件。例如，输出轴10可以耦接到螺旋输送机的螺旋钻。

输出轴10可提供有耦接元件，以允许输出轴10耦接到齿轮马达装置1要旋转的可旋转元件。耦接元件可以包括，例如，在输出轴10的端部提供的花键轮廓11。

输出轴10沿着另一轴线Y延伸。

另一轴线Y平行于轴线Z并相对于轴线Z偏移。因此，输出轴10相对于驱动轴3不是对齐的，也就是说，不对齐。

齿轮单元9包括第一齿轮12，第一齿轮12可以由驱动轴3驱动。第一齿轮12固定在驱动轴3的端部。更具体地，第一齿轮12可在驱动轴3上过盈配合。以这种方式，第一齿轮12相对于驱动轴3固定，也就是说，第一齿轮12和驱动轴3就像单个主体一样起作用。

齿轮单元9进一步包括第二齿轮13，第二齿轮13相对于输出轴10固定。在所示的示例中，第二齿轮13直接与第一齿轮12啮合。换言之，在第一齿轮12和第二齿轮13之间没有中间齿轮插入。齿轮单元9仅包括两个齿轮。

在所示的示例中，第一齿轮12和第二齿轮13是具有螺旋齿的柱形齿轮。然而，该条件不是必需的，并且第一齿轮12和第二齿轮13也可以是具有直齿的柱形齿轮。

第二齿轮13具有第一原始直径(first primitive diameter)，该第一原始直径大于第一齿轮12的原始直径(primitive diameter)。因此，第一齿轮12可以被定义为小齿轮，并且其作用类似于快速齿轮，而第二齿轮13作用类似于慢速齿轮。换言之，输出轴10具有低于驱动轴3的转速。

齿轮单元9进一步包括外壳14，外壳14容纳第一齿轮12和第二齿轮13。

外壳14通过多个可拆卸的固定元件15固定到壳体7上，具体地，该固定元件可包括螺纹元件。可拆卸的固定元件15允许将齿轮单元9固定到电动机2上，并且允许将齿轮单元9与电动机2重复地拆开任意次数。

可拆卸的固定元件15接合在壳体7的相应突起16中形成的相应的固定孔内。突起16从壳体7的主体17横向于轴线Z突出，例如垂直于轴线Z突出。

突起16围绕轴线Z分布。

此外，外壳14具有适于抵靠壳体7的突起16的多个突出部18。每个突出部18具有孔，可拆卸的固定元件15接合在该孔内，用于将壳体7可拆卸地连接到外壳14。

突出部18从外壳14横向于(具体是垂直于)驱动轴3的轴线Z突出。

在垂直于轴线Z的平面中，突出部18具有与突起16的轮廓匹配的轮廓。

突起16和突出部18允许电动机2和齿轮单元9可拆卸地耦接，而不使用现有技术的标准法兰。

更具体地说，与电动机2和齿轮单元9具有用于相互紧固的圆形法兰的情况相比，突起16和突出部18使得两个连续的突起16之间和两个连续的突出部18之间的材料最小化成为可能。

还可以将电动机2和齿轮单元9的轴向尺寸减少大约相当于传统法兰厚度的量。实际上，突起16和突出部18分别从壳体7的主体17以及从外壳14横向突出。

驱动轴3由滚动轴承对支撑。更具体地说，驱动轴3由第一轴承19支撑，第一轴承19可以是球型的，位于驱动轴3的端部，在该端部固定第一齿轮12。驱动轴3还由第二轴承20支撑，第二轴承20也可以是球型的，位于驱动轴3的端部，该端部与固定第一齿轮12的端部相对。

第二轴承20具有内环和外环，该内环中插入驱动轴3，该外环容纳在壳体7的附件21中。附件21朝向壳体7的内部突出。

第一轴承19具有内环和外环，驱动轴3延伸通过该内环，该外环容纳在外壳14中提供的座部中。

第一齿轮12的外径小于第一轴承19的内径。以这种方式，能够在不与第一齿轮12干涉的情况下将第一轴承19从驱动轴3拉出。当齿轮单元9与外壳14一起与电动机2分离时，第一轴承19从驱动轴3移除。当发生这种情况时，第一轴承19保持固定到齿轮单元9的外壳14上。

壳体7具有腔22，转子4和定子5容纳在腔22内。在所示的示例中，腔22具有大致柱形的形状。

齿轮单元9沿着耦接平面P耦接到电动机2，该耦接平面的轮廓如图2和图4所示。耦接平面P横向于(具体是垂直于)轴线Z布置。

外壳14沿着位于耦接平面P上的耦接区域邻接壳体7。

壳体7的腔22具有在耦接平面P上测量的内部横向尺寸(例如，内径)，该内部横向尺寸大于或等于定子5的外部横向尺寸。该定子5的外部横向尺寸垂直于轴线Z测量，并且例如，可以是定子5的外径。

这允许定子5容易地从壳体7中取出，以执行维护或修理操作，如下文更详细地描述的。

换言之，腔22在耦接平面P上敞开，并且齿轮单元9，或者更确切地说，齿轮单元的外壳14在齿轮马达装置1的组装配置中充当腔22的盖。

齿轮单元9在相对于电动机2偏离中心的位置延伸。

更具体地说，齿轮单元9具有箱形主体23，其围绕第一齿轮12和第二齿轮13延伸，箱形主体23相对于壳体7横向偏移。换言之，箱形主体23从壳体7侧向突出，也就是说，其从壳体7横向于轴线Z突出。

外壳14还具有肋24，该肋24从箱形主体23突出并且在箱形主体23和壳体7之间延伸。肋24设置在箱形主体23的相对于箱形主体23的相对于壳体7横向突出的部分的相对侧上。

齿轮马达装置1还包括耦接法兰25，该耦接法兰25用于将齿轮马达装置1固定到齿轮马达装置1要旋转的可旋转元件上，例如固定到螺旋输送机的螺旋钻上。耦接法兰25在与电动机2相对的一侧上固定至外壳14。

耦接法兰25通过可拆卸和非永久性连接(例如通过多个螺纹元件26)固定到外壳14。这允许将耦接法兰25从外壳14上拆卸而不损坏齿轮马达装置1的部件。以这种方式，简单地通过更换耦接法兰25，可以使齿轮马达装置1适用于固定到不同类型的可旋转元件或螺旋钻上。

耦接法兰25可以与输出轴10同轴。

耦接法兰25具有中心孔，输出轴10穿过该中心孔。

输出轴10从耦接法兰25轴向突出。

耦接法兰25可在其离外壳14最远的表面上具有座部27，该座部27用于接收未示出的密封元件，该密封元件允许法兰25与齿轮马达装置1要旋转的可旋转元件密封地耦接。

齿轮马达装置1进一步包括用于冷却电动机2的风扇28。风扇28可固定在驱动轴2的与固定第一齿轮12的端部相对的端部处。以这种方式，当驱动轴3旋转时，风扇28与驱动轴3一起围绕轴线Z旋转。

风扇28可被容纳在隔室29中，该隔室形成于凹形主体30和壳体7的端面31之间。

进一步提供了电箱32，电箱32容纳用于连接和控制电动机2的多个部件。电箱32从壳体7的一侧突出。

在齿轮马达装置1的操作过期间，可能会发生电动机2的故障。在这种类型的电动机中，故障最频繁的部件是定子5。在定子5发生故障的情况下，可以以相对容易的方式移除损坏的定子5并将其替换为新的定子5。

为此目的，将齿轮马达装置1从与其连接的设备(例如从螺旋输送机)上移除。

此时，通过作用在可拆卸的固定元件15上，外壳14与壳体7分离。

第二齿轮13和第一轴承19保持安装在外壳14上。耦接法兰25也保持固定到外壳14上。

第二齿轮13与相对于驱动轴3固定的第一齿轮12脱离。

从第二齿轮13中拉出第一轴承19。

此时，齿轮单元9与电动机2分离。腔22可以从外部接近，并且可以容易地取出损坏的定子5并用新的定子5替换。

现在可以按照与上述操作相反的操作顺序将齿轮单元9重新安装到电动机2上，在此之后齿轮马达装置1可以继续操作。

这避免了在定子5发生故障的情况下扔掉整个齿轮马达装置1并用新的完整的齿轮马达装置1来替换，从而显著地节省了成本。

电动机2可以特别地设计成用于齿轮马达装置1要应用的应用类型。

例如，齿轮马达装置1可以用在螺旋输送机中，该螺旋输送机被设计成输送粉末形式的水泥。这种类型的螺旋输送机通常间歇地操作，并且其操作包括螺旋钻旋转的周期，随后是螺旋钻静止并且因此电动机2不工作的周期。

此外，在旨在输送粉末形式的水泥的螺旋输送机中，需要电动机2提供相对较高的初始扭矩，以便能够移动可初始包装的水泥。另一方面，在启动之后，电动机2提供较低的扭矩就足够了。

电动机2可以这样设计，以便在需要相对高的启动扭矩的初始阶段期间在接近过热的操作条件下工作。这对电动机2的持续时间或操作没有负面影响，因为在电动机2提供较低扭矩的阶段之后的不活动期间，电动机2能够以令人满意的方式冷却。

因此，可以以这样的方式优化电机的尺寸，安装足够的动力来执行运输功能，并避免安装“商用”超大电机。

该优化允许节省电机成本，而不会对运行效率产生不利影响。