CN102537221A - 传动装置及采煤机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传动装置，包括一摆线针轮，摆线针轮的输入轴安装有两个偏心套，每个偏心套径向分别安装有一摆线轮，摆线轮的轴向安装有限制摆线轮自转的支撑装置，摆线轮的外缘与针齿轮啮合，输入轴驱动偏心套转动，偏心套带动摆线轮绕输入轴的轴线公转，摆线轮驱动针齿轮转动，针齿轮作为传动装置的输出机构。本发明还提供了一种包括该种传动装置的采煤机。在上述技术方案中，采用摆线针轮有效地缩小了体积，摆线轮和针齿轮能够多齿啮合，重合度系数高；将摆线针轮改为固定机构，针齿轮作为输出机构，实现了传动比的增加，有效避免高速级搅油，针齿轮作为低速级搅油，搅油效果明显，且功率消耗较少。

Description

传动装置及采煤机

技术领域

本发明涉及采煤机截割部传动装置，更具体而言，涉及一种传动装置和一种采煤机。

背景技术

我国煤炭储量丰富，薄煤层所占比例比较大，薄煤层采煤机市场广阔。但是，薄煤层采煤机存在设计难点，即机身体积小，装机功率大。采煤机的截割功率占总装机功率的比例最大，为减小机身体积，实现大功率，截割部行星减速器的设计显得尤为重要。

现有薄煤层截割部行星齿轮减速器存在如下技术问题：

在保持功率不变的条件下缩小体积，或者在保持体积不变的条件下增大功率都比较困难；

采煤机截割部行星减速器单级传动比较小，滚筒外缘线速度设计值处在允许范围的上限，由于行星齿轮减速器单级传动比小，使得滚筒的角速度较大，为了保证滚筒外缘线速度在允许范围内，就使得滚筒的直径受到很大限制，严重影响截割部的割煤效率；

为了保证滚筒外缘线速度较低，还使得行星齿轮减速器的体积受限，冷却装置比较简单，冷却效果不明显，润滑油的油温往往偏高，影响减速器的使用寿命；

采煤机截割部行星减速器渐开线内齿圈磨齿很困难，不能渗碳淬火只能氮化处理，氮化处理的齿面接触强度较渗碳处理的齿面强度低，所以渐开线内齿圈齿面接触强度难以进一步提高，影响减速器承受更大的载荷；

传统的摆线针轮减速器受转臂轴承疲劳寿命的限制，也难以实现大功率。

因此，为解决克服上述缺陷，需要解决以下技术问题：选择体积小、传动比大的减速器；在减速器内设计冷却器，尽量避免高速级搅油；选择不使用渐开线内齿轮的减速器或者找到替代渐开线内齿轮的机构；选择体积小，承载能力高的轴承。

发明内容

为了解决现有上述技术问题至少之一，本发明提供了一种传动装置，可以有效解决现有技术中的上述缺陷。

本发明提供了一种传动装置，包括输入轴，所述输入轴安装有两个偏心套，每个所述偏心套径向分别安装有一摆线轮，所述摆线轮的轴向安装有限制所述摆线轮自转的支撑装置，所述摆线轮的外缘与针齿轮啮合，所述偏心套与所述摆线轮之间设置有第一轴承，所述输入轴驱动所述偏心套转动，所述偏心套带动所述摆线轮绕所述输入轴的轴线公转，所述摆线轮驱动所述针齿轮转动，所述针齿轮作为所述传动装置的输出机构。

这样，采用摆线针轮，有效地缩小了体积，摆线轮和针齿轮能够多齿啮合，重合度系数高；将摆线针轮输出机构改为固定，针齿轮作为输出机构，实现了传动比的增加；针齿轮改为输出机构，摆线轮不能自转，有效避免高速级搅油，针齿轮作为低速级搅油，搅油效果明显，且功率消耗较少；针齿轮的针齿和针齿套筒可拆卸，针齿和针齿套筒可以渗碳淬火后在外圆磨床上磨制，所以针齿轮的加工工艺较渐开线内齿轮简单，且齿面接触强度高。

在上述技术方案中，优选地，所述偏心套与所述摆线轮之间设置有静压滑动轴承。这样，静压滑动轴承可以大大提高转臂轴承的寿命，提高摆线针轮减速器设计功率的上限。

在上述技术方案中，优选地，所述第一轴承为静压滑动轴承。

在上述技术方案中，优选地，所述针齿轮的外周面安装有滚筒。滚筒一方面作为针齿轮的支撑装置，另一方面可以连接工作装置进行作业。

在上述技术方案中，优选地，所述摆线轮的一端设置有端盖，另一端设置有冷却缸筒，所述输入轴的一端通过第一圆柱滚子轴承安装于所述端盖，所述输入轴的另一端连接至动力装置，所述支撑装置通过调心轴承安装于输入轴。

这样，通过所述调心轴承的调心作用能够保证所述输入轴和所述针齿轮在所述满装滚子轴承和所述双向止推轴承的轴承游隙变大后仍然同轴，以保证所述摆线轮和所述针齿轮之间啮合良好。

在上述技术方案中，优选地，所述冷却缸筒与所述滚筒之间设置有沿所述滚筒轴向的满装滚子轴承，所述冷却缸筒与所述滚筒之间安装有沿所述滚筒径向的双向止推轴承。满装滚子轴承适用于超高载荷和中等转速场合，这样可以大幅度地提高采煤机截割部的工作负荷，提高生产效率，所述双向止推轴承可以防止偏心套带动摆线轮工作时的晃动，提高传动装置的工作稳定性。

在上述技术方案中，优选地，所述支撑装置与所述摆线轮之间设置有套筒。

在上述技术方案中，优选地，所述冷却缸筒内部设置有冷却器，所述冷却缸筒上设置通油孔，所述冷却器可通过所述通油孔润滑所述满装滚子轴承、双向止推轴承和所述调心轴承。

这样，所述冷却缸筒内部有充足的空间设置有冷却器，可以达到很好的润滑冷却效果，提高传动装置的使用寿命。

在上述技术方案中，优选地，所述的传动装置，所述支撑装置的另一端通过第二圆柱滚子轴承安装于所述端盖。这样，添加所述第二圆柱滚子轴承，大大提高了所述摆线支撑装置的刚度，使得所述传动装置能够承载更大的载荷。

本发明还提供了一种采煤机，所述采煤机的截割部采用以上技术方案中任一项所述的传动装置，所述截割部的摇臂腔齿轮轴连接所述传动装置的所述输入轴，所述滚筒作为所述截割部的截割圆筒，所述冷却缸筒为所述截割部的摇臂壳体。

在上述技术方案中，优选地，所述摇臂腔齿轮轴与所述输入轴之间通过双联万向联轴器连接。在该技术方案中，所述摇臂腔齿轮轴与所述输入轴之间通过双联万向联轴器连接，由于所述输入轴的轴线和摇臂齿轮轴线平行度不佳，所述双联万向联轴器可以实现两轴平行度不佳的传动。

综上所述，本发明提供的技术方案，具有以下技术效果：

用摆线针轮减速器替代采煤机现有的行星减速器，有效缩小体积，为冷却器的设计争取到空间，摆线轮和针齿轮能够多齿啮合，重合度系数高；

摆线针轮减速器单级传动比在8～87，有效解决滚筒外缘线速度比较高的问题，给滚筒设计降低难度；

将摆线针轮减速器输出机构改为固定，针齿轮作为输出机构，实现传动比的增加；

针齿轮改为输出机构，摆线轮不能自转，有效避免高速级搅油，针齿轮作为低速级搅油，搅油效果明显，且功率消耗较少；

针齿轮的针齿和针齿套筒可拆卸，针齿和针齿套筒可以渗碳淬火后在外圆磨床上磨制，所以针齿轮的加工工艺较渐开线内齿轮简单，且齿面接触强度高；

将摆线针轮减速器输出机构改为固定，针齿轮改为输出机构，摆线轮的运动方式由原来的自转和公转变为公转，这样可设计摆线轮高压油管路，转臂轴承可由原来的滚动轴承改为静压滑动轴承，大大提高转臂轴承的寿命，提高摆线针轮减速器设计功率的上限。

附图说明

图1是根据本发明所述传动装置一实施例的结构示意图；

图2是图1中摆线轮的结构示意图；

图3是图1中针齿轮和滚筒连接的结构示意图；

图4是根据本发明所述传动装置又一实施例的结构示意图。

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1 输入轴    2 摆线轮    3 套筒    4 静压滑动轴承

5 偏心套    6 调心轴承  7 双联万向联轴器

8 第一圆柱滚子轴承    9 滚筒    10 针齿轮

11 支撑装置    12 满装滚子轴承    13 双向止推轴承

14 浮动密封    15 摇臂壳体  16 冷却器    17 第二圆柱滚子轴承

18 端盖    19 摇臂腔齿轮轴    151 通油孔

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

图1至图3示出了根据本发明所述传动装置一优选实施例的结构示意图。其中，图1是根据本发明所述传动装置一实施例的结构示意图，图2是图1中摆线轮的结构示意图，图3是图1中针齿轮和滚筒连接的结构示意图。

如图1至图3所示，本发明提供了一种传动装置，包括一摆线针轮，所述摆线针轮的输入轴1安装有两个偏心套5，每个所述偏心套5径向分别安装有一摆线轮2，所述摆线轮2的轴向安装有限制所述摆线轮2自转的支撑装置11，所述摆线轮2的外缘与针齿轮10啮合，所述偏心套5与所述摆线轮2之间设置有第一轴承，所述输入轴1驱动所述偏心套5转动，所述偏心套5带动所述摆线轮2绕所述输入轴1的轴线公转，所述摆线轮2驱动所述针齿轮10转动，所述针齿轮10作为所述传动装置的输出机构。

在该技术方案中，采用摆线针轮，有效地缩小了体积，摆线轮和针齿轮能够多齿啮合，重合度系数高；将摆线针轮输出机构改为固定，针齿轮作为输出机构，实现了传动比的增加；针齿轮改为输出机构，摆线轮不能自转，有效避免高速级搅油，针齿轮作为低速级搅油，搅油效果明显，且功率消耗较少；针齿轮的针齿和针齿套筒可拆卸，针齿和针齿套筒可以渗碳淬火后在外圆磨床上磨制，所以针齿轮的加工工艺较渐开线内齿轮简单，且齿面接触强度高。

优选地，所述第一轴承为静压滑动轴承4。这样，所述静压滑动轴承大大提高了转臂轴承的寿命，提高摆线针轮减速器设计功率的上限。

优选地，所述针齿轮10的外周面安装有滚筒9。这样，滚筒一方面作为针齿轮的支撑装置，另一方面可以连接工作装置进行作业。

进一步，所述摆线轮2的一端设置有端盖18，另一端设置有冷却缸筒15，所述输入轴1的一端通过第一圆柱滚子轴承8安装于所述端盖18，所述输入轴1的另一端连接至动力装置(如图1中的摇臂腔齿轮轴19)，所述支撑装置11通过调心轴承6安装于所述输入轴1。

这样，调心轴承6作用在支撑装置11上，支撑装置11作用在摆线轮2，摆线轮2作用在针齿轮10上，这样，可以保证输入轴1与针齿轮10之间的同轴度。

通过所述调心轴承6的调心作用能够保证所述输入轴1和所述针齿轮10在所述满装滚子轴承12和所述双向止推轴承13的轴承游隙变大后仍然同轴，以保证所述摆线轮2和所述针齿轮10之间啮合良好。

更进一步，所述冷却缸筒15与所述滚筒9之间设置有沿所述滚筒9轴向的满装滚子轴承12，所述冷却缸筒15与所述滚筒9之间安装有沿所述滚筒9径向的双向止推轴承13。这样，这样，满装滚子轴承适用于超高载荷和中等转速场合，这样可以大幅度地提高采煤机截割部的工作负荷，提高生产效率，所述双向止推轴承可以防止偏心套5带动摆线轮2工作时的晃动，提高传动装置的工作稳定性。

所述支撑装置11与所述摆线轮2之间设置有套筒3。这样，可以减小摆线轮2与所述支撑装置11之间的摩擦，延长摆线轮2的使用寿命。

优选地，所述冷却缸筒内部设置有冷却器16，所述冷却缸筒15上设置通油孔151，所述冷却器16可通过所述通油孔151润滑所述满装滚子轴承12、双向止推轴承13和所述调心轴承6。这样，所述冷却缸筒15内部有充足的空间设置有冷却器16，可以达到很好的润滑冷却效果，提高传动装置的使用寿命。

本实施例提供的传动装置的工作原理为：

输入轴1通过花键连接两个偏心套5，偏心套5作为输入轴1的曲柄，偏心套5通过静压滑动轴承4支撑摆线轮2，输入轴1转动使得摆线轮2绕着输入轴1的轴线公转，摆线轮2受到支撑装置11的限制不能自转，摆线轮2和针齿轮10共轭啮合使得针齿轮10低速转动，实现减速。

针齿轮10的外圆上安装采煤机的截割滚筒(滚筒9)，截割滚筒在割煤过程中，煤壁作用给针齿轮10的径向力和轴向力分别由双向止推轴承13和满装滚子轴承12承担。

满装滚子轴承12和双向止推轴承13长时间工作之后轴承游隙会变大，使得针齿轮10的轴线和摇臂腔齿轮轴19的轴线不平行，调心轴承6通过调心作用保证输入轴1和针齿轮10在满装滚子轴承12和双向止推轴承13之间的轴承游隙变大后仍然同轴，以保证摆线轮2和针齿轮10啮合良好。

实施例二：

图4是根据本发明所述传动装置又一实施例的结构示意图。

如图4所示，本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于：

所述支撑装置11的另一端通过第二圆柱滚子轴承17安装于所述端盖18。这样，添加所述第二圆柱滚子轴承17，使得支撑装置11两端均有支撑，形成简支梁结构，较实施例一种支撑装置11的悬臂梁结构的强度更大，大大提高了所述摆线支撑装置的刚度，使得所述传动装置能够承载更大的载荷。

实施例二中的传动装置工作过程与实施例一中的传动装置的工作原理相同。

实施例三：

本发明还提供了一种采煤机，所述采煤机的截割部采用上述实施例中的传动装置，所述截割部的摇臂腔齿轮轴19连接所述传动装置的所述输入轴1，所述滚筒9作为所述截割部的截割圆筒，所述冷却缸筒15为所述截割部的摇臂壳体。

采用上述实施例中的传动装置的采煤机，可以有效缩小减速机构的体积，为润滑油冷却器的设计争取空间，摆线轮和针齿轮能够多齿啮合，重合度系数高；摆线针轮减速器单级传动比在8～87，有效解决滚筒外缘线速度比较高的问题，给滚筒设计降低难度。

进一步，所述摇臂腔齿轮轴19与所述输入轴1之间通过双联万向联轴器7连接。

这样，所述摇臂腔齿轮轴与所述输入轴之间通过双联万向联轴器连接，由于所述输入轴的轴线和摇臂齿轮轴线平行度不佳，所述双联万向联轴器可以实现两轴平行度不佳的传动。

本实施例中，采煤机截割部传动装置的工作原理如下：

双联万向联轴器7将采煤机摇臂腔齿轮轴19的转矩传递给输入轴1，输入轴1通过花键连接两个偏心套5，偏心套5作为输入轴1的曲柄，偏心套5通过静压滑动轴承4支撑摆线轮2，输入轴1转动使得摆线轮2绕着输入轴1的轴线公转，摆线轮2受到支撑装置11的限制不能自转，摆线轮2和针齿轮10共轭啮合使得针齿轮10低速转动，实现减速。

针齿轮10的外圆上安装采煤机的截割滚筒(滚筒9)，截割滚筒在割煤过程中，煤壁作用给针齿轮10的径向力和轴向力分别由双向止推轴承13和满装滚子轴承12承担。

满装滚子轴承12和双向止推轴承13长时间工作之后轴承游隙会变大，使得针齿轮10的轴线和摇臂腔齿轮轴19的轴线不平行，调心轴承6通过调心作用保证输入轴1和针齿轮10在满装滚子轴承12和双向止推轴承13之间的轴承游隙变大后仍然同轴，以保证摆线轮2和针齿轮10啮合良好。

输入轴1的轴线和摇臂腔齿轮轴19的轴线平行度不佳时，双联万向联轴器7可以实现两轴(输入轴1和摇臂腔齿轮轴19)平行度不佳的传动。

综上所述，本发明提供的传动装置及采煤机具有如下有益效果：

用摆线针轮减速器替代采煤机现有的行星减速器，有效缩小体积，为冷却器的设计争取到空间，摆线轮和针齿轮能够多齿啮合，重合度系数高；摆线针轮减速器单级传动比在8～87，有效解决滚筒外缘线速度比较高的问题，给滚筒设计降低难度；

将摆线针轮减速器输出机构改为固定，针齿轮作为输出机构，实现传动比的增加；

针齿轮改为输出机构，摆线轮不能自转，有效避免高速级搅油，针齿轮作为低速级搅油，搅油效果明显，且功率消耗较少；

针齿轮的针齿和针齿套筒可拆卸，针齿和针齿套筒可以渗碳淬火后在外圆磨床上磨制，所以针齿轮的加工工艺较渐开线内齿轮简单，且齿面接触强度高；

将摆线针轮减速器输出机构改为固定，针齿轮改为输出机构，摆线轮的运动方式由原来的自转和公转变为公转(角速度变为0)，这样可设计摆线轮高压油管路，转臂轴承可由原来的滚动轴承改为静压滑动轴承，大大提高转臂轴承的寿命，提高摆线针轮减速器设计功率的上限。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传动装置，其特征在于，包括输入轴(1)，所述输入轴(1)安装有两个偏心套(5)，每个所述偏心套(5)径向分别安装有一摆线轮(2)，所述摆线轮(2)的轴向安装有限制所述摆线轮(2)自转的支撑装置(11)，所述摆线轮(2)的外缘与针齿轮(10)啮合，所述偏心套(5)与所述摆线轮(2)之间设置有第一轴承，所述输入轴(1)驱动所述偏心套(5)转动，所述偏心套(5)带动所述摆线轮(2)绕所述输入轴(1)的轴线公转，所述摆线轮(2)驱动所述针齿轮(10)转动，所述针齿轮(10)作为所述传动装置的输出机构。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一轴承为静压滑动轴承(4)。

3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于，所述针齿轮(10)的外周面安装有滚筒(9)。

4.根据权利要求3所述的传动装置，其特征在于，所述摆线轮(2)的一端设置有端盖(18)，另一端设置有冷却缸筒(15)，所述输入轴(1)的一端通过第一圆柱滚子轴承(8)安装于所述端盖(18)，所述输入轴(1)的另一端连接至动力装置，所述支撑装置(11)通过调心轴承(6)安装于所述输入轴(1)。

5.根据权利要求4所述的传动装置，其特征在于，所述冷却缸筒(15)与所述滚筒(9)之间设置有沿所述滚筒(9)轴向的满装滚子轴承(12)，所述冷却缸筒(15)与所述滚筒(9)之间安装有沿所述滚筒(9)径向的双向止推轴承(13)。

6.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述支撑装置(11)与所述摆线轮(2)之间设置有套筒(3)。

7.根据权利要求6所述的传动装置，其特征在于，所述冷却缸筒内部设置有冷却器(16)，所述冷却缸筒(15)上设置通油孔(151)，所述冷却器(16)可通过所述通油孔(151)润滑所述满装滚子轴承(12)、双向止推轴承(13)和所述调心轴承(6)。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述支撑装置的另一端通过第二圆柱滚子轴承(17)安装于所述端盖(18)。

9.一种采煤机，其特征在于，所述采煤机的截割部采用如权利要求1至8中任一项所述的传动装置，所述截割部的摇臂腔齿轮轴(19)连接所述传动装置的所述输入轴(1)，所述滚筒(9)作为所述截割部的截割圆筒，所述冷却缸筒(15)为所述截割部的摇臂壳体。

10.根据权利要求9所述的采煤机，其特征在于，所述摇臂腔齿轮轴(19)与所述输入轴(1)之间通过双联万向联轴器(7)连接。

Images