CN102145863B - 一种工程机械及其卷扬装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的卷扬装置，包括卷筒(54)、安装于卷筒(54)内部的减速器(53)；还包括第一液压马达(511)、第二液压马达(512)、动力传动装置(52)。所述第一液压马达(511)的动力输出端、所述第二液压马达(512)的动力输出端分别与所述动力传动装置(52)的第一动力输入端、第二动力输入端连接，所述动力传动装置(52)的动力输出端与所述减速器(53)的动力输入端连接。采用上述双马达单减速器的卷扬装置，在保证输出扭矩足够大的前提下，还具有安装方便的优点。本发明还提供一种工程机械，包括上述任一项所述的卷扬装置，其具有上述卷扬装置带来的优点。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种用于工程机械的卷扬装置。除此之外，本发明还涉及一种包括上述卷扬装置的工程机械。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展，市场对于工程机械，特别是大扭矩输出的工程机械的需求日益增大。
近年来，我国各类基础工程不断增多，大型的施工现场对于工程机械的输出扭矩要求越来越高，因此常用的工程机械(例如旋挖钻机)正朝着装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、施工效率高的方向发展。
旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的工程机械。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖钻机通常由液压系统、卷扬装置、钻机装置和电气控制系统组成。旋挖钻机的卷扬装置是提升钻杆或其他辅助施工工具的装置，它通常由卷筒、卷扬机架、减速机和液压马达等几部分组成。由液压马达将油液的压力能转换为机械能，通过减速器减速后，驱动卷筒转动，从而实现对钢丝绳的收放操作。
现有技术中的卷扬装置主要有单马达单减速机卷扬装置、双马达双减速器卷扬装置，以下分别对这两种卷扬装置进行简单介绍。
请参考图1，图1为现有技术中单马达单减速器卷扬装置的结构示意图。
如图1所示，该卷扬装置包括液压马达11、卷扬机架12、减速器13、卷筒14。减速器13右侧法兰通过螺栓固定在卷筒14左侧法兰的端面上，减速器13左侧法兰通过螺栓固定在卷扬机架12上，液压马达11用螺栓连接在减速器13的动力输入端，卷筒14右侧法兰通过支撑转轴16和末端支撑座15与卷扬机架12连接，支撑转轴16左侧与卷筒14用螺栓紧固在一起，右侧支撑在末端支撑座15上。采用这种结构的卷扬装置，由于只有一个液压马达11，只能提供较小的扭矩，不能适用于大型的工程机械。
请参考图2，图2为现有技术中双马达双减速器卷扬装置的结构示意图。
如图2所示，该双马达双减速机主卷扬主要由卷扬机架21、第一液压马达221、第二液压马达222、第一减速器231、第二减速器232、卷筒24等组成。在主卷扬总成左端，卷筒24固定在第一减速器231的法兰上，第一减速器231相对运动的左侧法兰通过螺栓固定在鼓形外齿轮252上，与鼓形外齿轮252配合安装的内齿轮251通过螺栓连接固定在卷扬机架21上，第一液压马达221通过螺栓连接在第一减速器231的动力输入端。主卷扬机总成的右侧连接方式中，卷筒24通过螺栓固定在第二减速器232法兰上，第二减速器232相对运动的法兰通过螺栓固定在卷扬机架21上。
双马达双减速器结构的卷扬机构，输出扭矩大，能够满足主卷扬大提升力的要求，适合于各类大型工程机械。然而，采用双马达双减速器结构的卷扬装置，安装时在第二减速器232安装以后才能安装第一减速器231，安装第一减速器231时鼓形内齿轮251既要与鼓形外齿轮252的轮齿对正，又要与卷扬机架21固定孔对正，由于两侧减速器都带有常闭制动器，若不松开第二减速器232的制动器，鼓形内齿轮251的安装非常困难。而且，液压马达安装在减速器的两侧，大型工程机械的主卷扬长度将近两米，相应的液压管路布置也相应复杂。
因此，如何改进现有卷扬装置的结构，使其在保证输出扭矩足够大的情况下，还具有安装方便的优点，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于工程机械的卷扬装置，该卷扬装置可以在保证输出扭矩足够大的情况下，还具有安装方便的优点。本发明的另一目的是提供一种包括上述卷扬装置的工程机械。
为解决上述技术问题，本发明提供一种卷扬装置，包括卷筒、安装于卷筒内部的减速器；还包括第一液压马达、第二液压马达、动力传动装置；所述第一液压马达的动力输出端、所述第二液压马达的动力输出端分别与所述动力传动装置的第一动力输入端、第二动力输入端连接，所述动力传动装置的动力输出端与所述减速器的动力输入端连接。
优选地，所述动力传动装置为齿轮传动装置。
优选地，所述齿轮传动装置包括第一齿轮、第二齿轮以及与所述第一齿轮、所述第二齿轮同时啮合的第三齿轮；所述第一齿轮的传动轴与所述第一液压马达的动力输出端连接，所述第二齿轮的传动轴与所述第二液压马达的动力输出端连接，所述第三齿轮的传动轴与所述减速器的动力输入端连接。
优选地，所述第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮均为直齿圆柱齿轮。
优选地，所述第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮均为斜齿轮。
优选地，所述卷扬装置还包括机架，所述减速器的右侧法兰通过螺栓连接固定在所述机架上。
优选地，所述卷筒内壁设置凸起环，所述减速器支撑在所述凸起环上，其左侧法兰通过螺栓连接固定在所述卷筒上。
本发明提供的卷扬装置，包括第一液压马达、第二液压马达、动力传动装置；所述第一液压马达的动力输出端、所述第二液压马达的动力输出端分别与所述动力传动装置的第一动力输入端、第二动力输入端连接，所述动力传动装置的动力输出端与所述减速器的动力输入端连接。
工作时，两个液压马达同时提供动力，经过制动器和所述减速器的传动装置之间的动力传动装置，将两个较小的马达扭矩合并为一个大的扭矩。该扭矩驱动减速器转动，从而带动与减速器固定在一起的卷筒转动，为卷扬装置提供足够大的提升力，满足大型工程机械的需要。由于双马达均安装于滚筒的动力输入端并且减速器位于卷筒的内部，安装时只需先把减速器安装在卷筒上，组成卷扬装置的动力总成部分，将其吊入机架内腔，再向右移动，将减速器右侧法兰的支撑台阶伸入机架右侧孔内，用螺栓将动力传动部分右侧与机架固定，然后通过机架左侧的孔将支撑件固定在卷筒上，最后将末端支撑座体套入支撑转轴，并装好与机架连接的固定螺栓，完成卷扬机构长的部分装到短的机架的工作。
由此可见，采用上述双马达单减速器的卷扬装置，在保证输出扭矩足够大的前提下，还具有安装方便的优点。
本发明还提供一种工程机械，包括上述任一项所述的卷扬装置。由于上述的卷扬装置具备上述的技术效果，具有上述卷扬装置的工程机械也应具备相应的技术效果。
优选地，上述工程机械具体为旋挖钻机。
附图说明
图1为现有技术中单马达单减速器卷扬装置的结构示意图；
图2为现有技术中双马达双减速器卷扬装置的结构示意图；
图3为本发明所提供卷扬装置的一种具体实施方式的结构示意图；
图4为图3的右视图；
图5为图3的传动简图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于工程机械的卷扬装置，该卷扬装置在保证输出扭矩足够大的前提下，还具有安装方便的优点。本发明的另一核心是提供一种包括上述卷扬装置的工程机械。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图3和图5，图3为本发明所提供卷扬装置的一种具体实施方式的结构示意图；图5为图3的传动简图。
在一种具体实施方式中，上述卷扬装置包括机架56、卷筒54、设置于卷筒54内部的减速器53、制动器55、第一液压马达511、第二液压马达512以及动力传动装置52。机架56作为底座用来放置其他各个系统和装置，卷筒54用来缠绕和释放卷扬装置的钢丝绳，减速器53通过齿轮啮合或蜗轮蜗杆啮合确定不同的传动比来控制卷扬装置的提升速度。第一液压马达511的动力输出端、第二液压马达512的动力输出端分别与动力传动装置52的第一动力输入端、第二动力输入端连接(如图4所示)，动力传动装置52的动力输出端与减速器53的动力输入端连接。
采用这样的结构，上述卷扬装置在处于工作状态时，两个液压马达同时提供动力，经过制动器55和所述减速器53的传动装置之间的动力传动装置52，将两个较小的马达扭矩合并为一个大的扭矩。该扭矩驱动减速器53转动，从而带动与减速器53固定在一起的卷筒54转动，为卷扬装置提供足够大的提升力，满足大型工程机械的需要。由于双马达均安装于滚筒54的动力输入端并且减速器53位于卷筒54的内部，安装时只需先把减速器53安装在卷筒54上，组成卷扬装置的动力总成部分，将其吊入机架56内腔，再向右移动，将减速器53右侧法兰的支撑台阶伸入机架56右侧孔内，用螺栓将动力传动部分右侧与机架56固定，然后通过机架56左侧孔将支撑件57固定在卷筒54上，最后装好与机架56连接的固定螺栓，便可完成卷扬机构长的部分装到短的机架的工作。
由此可见，采用上述双马达单减速器的卷扬装置，在保证输出扭矩足够大的前提下，还具有安装方便的优点。
进一步地，上述动力传动装置52可以为齿轮传动装置。齿轮传动利用主动轮、从动轮两齿轮的轮齿相互啮合直接传递动力和运动，具有传动平稳、传动比精确、工作可靠、效率高、寿命长、使用的功率、速度和尺寸范围大等特点。
具体地，如图5所示，上述齿轮传动装置可以包括第一齿轮521和第二齿轮522，以及与第一齿轮521、第二齿轮522同时啮合的第三齿轮523。第一齿轮521的传动轴与第一液压马达511的动力输出端连接，第二齿轮522的传动轴与第二液压马达512的动力输出端连接，第三齿轮523的传动轴与所述减速器53的动力输入端连接。
第一齿轮521的传动轴与第一液压马达511的动力输出端连接保证了将第一液压马达511的扭矩传递给第一齿轮521；第二齿轮522的传动轴与第二液压马达512的动力输出端连接保证了将第二液压马达512的扭矩传递给第二齿轮522；第三齿轮523与第一齿轮521、第二齿轮522同时啮合保证了将两个较小的扭矩合并为一个大扭矩；第三齿轮523的传动轴与所述减速器53的动力输入端连接保证了将合并后的大扭矩传递给减速器，以驱动减速器转动。
在更进一步的方案中，上述第一齿轮521、第二齿轮522、第三齿轮523可以均为直齿圆柱齿轮。由于采用了直齿圆柱齿轮，各个齿轮的传动轴可以相互平行，这样可以节省动力传动装置的空间，并且直齿轮的轮齿受力面是沿齿轮轴向分布于全齿宽，具有制造简单的优点。
本发明提供的卷扬装置中，上述动力传动装置并不局限于齿轮传动装置，还可以为链传动装置。
在另一种具体实施方式中，该链传动装置可以包括一个链条、位于一侧并排设置的第一链轮、第二链轮，以及位于另一侧的第三链轮。第一链轮的转动轴连接第一液压马达511的输出端，第二链轮的转动轴连接第二液压马达512的输出端，第三链轮的转动轴连接减速器53的输入端；链条与第一链轮、第二链轮及第三链轮同时啮合。第一链轮、第二链轮等速同向转动，带动链条转动，转动的链条带动第三链轮转动。在这种结构的链传动中，第一链轮、第二链轮将第一液压马达511、第二液压马达512的输出扭矩传递给第三链轮，合并为一个大扭矩，输出给减速器53。
上述链传动装置也可以包括平行设置的第一链条、第二链条，并排设置的第一链轮、第二链轮，以及具有第一齿轮、第二齿轮的第三链轮。第一链轮的转动轴连接第一液压马达511的输出端，第二链轮的转动轴连接第二液压马达512的输出端，第三链轮的转动轴连接减速器53的输入端；第一链条的两端分别于第一链轮、第三链轮的第一齿轮啮合，第二链条的两端分别于第二链轮、第三链轮的第二齿轮啮合。第一链轮、第二链轮等速同向转动，带动链条转动，转动的链条带动第三链轮转动。
在这种结构的链传动中，第一链轮将第一液压马达511的输出扭矩传递给第三链轮的第一齿轮，第二链轮将第二液压马达512的输出扭矩传递给第三链轮的第二齿轮，第三链轮的第一齿轮、第二齿轮将两个扭矩合并，输出给减速器53。当然，也可以将上述具有双排齿轮的第三链轮替换为安装于同一传动轴的第三链轮、第四链轮，同样可以达到相同的技术效果。
凡可将第一液压马达、第二液压马达的动力传递至减速器的动力传动装置均应在本发明的保护范围内。
需要说明的是，上述齿轮传动装置并不局限于三个齿轮相互啮合，还可以多个齿轮相互啮合进行力传递。凡可将第一液压马达、第二液压马达的动力传递至减速器的齿轮传动装置均应在本发明的保护范围内。
上述第一齿轮521、第二齿轮522、第三齿轮523也不局限于直齿圆柱齿轮，还可以为斜齿轮，斜齿轮传动的每一对轮齿的啮入啮出都是渐次的，没有啮合冲击现象，运行比较平稳，容易保证传动比恒定。凡可将第一液压马达、第二液压马达的动力传递至减速器的齿轮均应在本发明的保护范围内。
在另一种具体实施方式中，上述减速器53的右侧法兰可以通过螺栓连接固定在所述机架56上。螺栓连接具有结构简单、联接可靠、拆装方便、成本低的优点。当然，上述减速器53的右侧法兰也可以通过其他方式与机架56连接，例如销轴连接。
进一步地，上述卷筒54内壁可以设置凸起环，所述减速器53支撑在凸起环上，使得减速器53更加稳定地支撑于卷筒54内部，有利于减速器53的安装，能有效减少减速器53在转动过程中的振动，也大大节省了整个卷扬装置的横向长度。上述减速器53左侧法兰通过螺栓连接固定在所述卷筒54上，联接可靠，拆装方便。
本发明还提供一种工程机械，包括上述卷扬装置，用以提升该工程机械的其他装置。由于上述的卷扬装置具备上述的技术效果，具有上述卷扬装置的工程机械也应具备相应的技术效果。
具体地，上述工程机械可以是旋挖钻机，包括上述卷扬装置，用来提升钻杆和其它辅助施工工具。当然，上述工程机械也可以是其它设备，例如起重机。
以上对本发明所提供的工程机械及其卷扬装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种卷扬装置，包括卷筒（54）、安装于卷筒（54）内部的减速器（53）；其特征在于，还包括第一液压马达（511）、第二液压马达（512）、动力传动装置（52）；所述第一液压马达（511）的动力输出端、所述第二液压马达（512）的动力输出端分别与所述动力传动装置（52）的第一动力输入端、第二动力输入端连接，所述动力传动装置（52）的动力输出端与所述减速器（53）的动力输入端连接；
还包括机架（56），所述减速器（53）的右侧法兰通过螺栓连接固定在所述机架（56）上；且所述卷筒（54）内壁设置凸起环，所述减速器（53）支撑在所述凸起环上，所述减速器（53）的左侧法兰通过螺栓连接固定在所述卷筒（54）上。
2.根据权利要求1所述的卷扬装置，其特征在于，所述动力传动装置（52）为齿轮传动装置。
3.根据权利要求2所述的卷扬装置，其特征在于，所述齿轮传动装置包括第一齿轮（521）、第二齿轮（522）以及与所述第一齿轮（521）、所述第二齿轮（522）同时啮合的第三齿轮（523）；所述第一齿轮（521）的传动轴与所述第一液压马达（511）的动力输出端连接，所述第二齿轮（522）的传动轴与所述第二液压马达（512）的动力输出端连接，所述第三齿轮（523）的传动轴与所述减速器（53）的动力输入端连接。
4.根据权利要求3所述的卷扬装置，其特征在于，所述第一齿轮（521）、第二齿轮（522）及第三齿轮（523）均为直齿圆柱齿轮。
5.根据权利要求3所述的卷扬装置，其特征在于，所述第一齿轮（521）、第二齿轮（522）及第三齿轮（523）均为斜齿轮。
6.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的卷扬装置。
7.根据权利要求6所述的工程机械，其特征在于，具体为旋挖钻机。
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Address after: 102249 Beijing ChangPing Railway Station, west of Changping District, 500 meters Patentee after: BEIJING CRRC HEAVY INDUSTRY MECHANICS Co.,Ltd. Address before: 102249 Beijing ChangPing Railway Station, west of Changping District, 500 meters Patentee before: BEIJING CSR TIMES LOCOMOTIVE AND ROLLING STOCK MECHANICS Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120502 |