CN102975772A - 煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下辅助运输设备的技术领域，具体是一种煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构，解决了现有摆动式铰接架存在的问题，其包括摆动式铰接架、铰接销轴、关节轴承、铜垫、铰接卡环、铰接调整垫、挡圈、单列圆锥滚子轴承、调整垫圈、半圆卡环、压盘、弹性挡圈、端盖和过桥组件，摆动式铰接架包括焊接结构的铰接架主体。本发明的有益效果：可实现前、后机架之间相对摆动的功能，保证井下自卸车行走时四轮着地以适应不同的路况。

Description

煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构

技术领域

本发明属于煤矿井下辅助运输设备的技术领域，具体涉及一种煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构。

背景技术

煤矿井下巷道路面不平，急转弯、坡道和凹坑较多，使得井下自卸车的工作环境和工作条件十分恶劣。为了保证井下自卸车行走时四轮着地，改善车轮的附着条件，增加牵引力和工作稳定性，铰接式自卸车的前、后机架需要在横向有一定角度的相对摆动。

国内外煤矿井下辅助运输设备对于此功能的实现通常采用三种结构：1、使用回转支承，将前、后机架连接，实现前、后机架的横向相对摆动； 2、其中一个车桥上设置横向摆动架，摆动架与机架之间为铰接，从而实现车桥与机架的横向相对摆动；3、在前机架或后机架上设置摆动式铰接架，同时实现前、后机架的水平相对转动和横向相对摆动。

对于第1种回转支承方案，有成熟的专业系列化产品，安装方便，但是在整体结构设计上有一定的难度，尤其是传动过桥的布置较难。另外，回转支承处受力状态较复杂，使用中常出现内外圈之间脱离、固定螺栓切断等问题。对于第2种在车桥上设置横向摆动架的方案，布置简单、性能可靠，但是车桥与摆动架为固定连接，而摆动架与机架之间为铰接，所以无法实现悬挂系统的安装，因此该方案不适合大多数带悬挂系统的运输车辆。另外，前后机架之间无法相对摆动，其中一个机架的横向摆动将引起另一个机架以相同方向摆动，从而引起整车较大的重心偏移。对于第3种在机架上设置摆动式铰接架的方案，虽然工艺复杂，加工较为困难，但安装方便、性能可靠，并且适用于带悬挂系统的运输车辆，是实现前、后机架相对摆动功能的最佳方案。

现有的摆动式铰接架方案，分为单铰点和双铰点两种。对于单铰点方案，优点是结构简单、所需空间小，易布置传动过桥，缺点是铰接销轴、摆动销轴均通过轴套与机架连接，转动和摆动不灵活、易发生别卡，且铰接销轴过长导致承载能力下降。双铰点方案可克服单铰点的缺点。现有的双铰点方案，铰接销轴通过关节轴承与机架连接，关节轴承内圈大多外露、在多煤尘、泥水的环境中易受污染并生锈、失效；铰接销轴大多对称布置，给整车装配造成困难；铰接架通过摆动销轴和2个背对背布置的单列圆锥滚子轴承与机架连接，摆动销轴末端采用锁紧螺母固定圆锥滚子轴承，由于摆动销轴外径较大，对锁紧螺母的加工要求也就较高，另外，摆动销轴通常为实心，其中不可布置传动过桥，因此不适合四驱车辆。

发明内容

本发明的目的是要消除上述现有技术的不足和缺点，提供一种用于煤矿铰接式四驱自卸车的双铰点、内置传动过桥、可在一定角度范围内横向摆动的铰接架结构。

本发明的技术方案是这样实现的：

煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构，包括摆动式铰接架、铰接销轴、关节轴承、铜垫、铰接卡环、铰接调整垫、挡圈、单列圆锥滚子轴承、调整垫圈、半圆卡环、压盘、弹性挡圈、端盖和过桥组件，煤矿井下四驱车前机架和后机架之间通过摆动式铰接架连接，中间传动轴和后传动轴之间通过过桥组件连接；

摆动式铰接架包括焊接结构的铰接架主体，铰接架主体包括铰接板、固定板、加强立板、筋板、转向耳板、铰接衬套、转向衬套和摆动销轴，铰接板包括上下两个、通过固定板连接；加强立板设置在固定板左右两侧、两个铰接板之间且连接铰接板和固定板；筋板设置在两个铰接板之外且连接铰接板和固定板；转向耳板与加强立板连接且位于加强立板的外侧，两块加强立板外侧都设置有上下平行两块转向耳板；铰接衬套设置在铰接板上开设的轴孔内且与铰接板连接，两块铰接板上的铰接衬套中心同轴；转向衬套设置在转向耳板上开设的轴孔内且与转向耳板连接，上下平行的两块转向耳板上的转向衬套中心同轴；摆动销轴设置在固定板上开设的轴孔内且与固定板连接。

前机架与摆动式铰接架之间通过左右两组转向油缸和上下两个铰接销轴连接，铰接销轴通过关节轴承安装在铰接架主体铰接衬套内的轴承座孔内，关节轴承外圈通过铰接卡环固定，前机架和摆动式铰接架的下铰点间隙通过上下两个铜垫填充，上铰点间隙通过铰接调整垫和上下两个铜垫填充；

后机架与摆动式铰接架之间通过挡圈和两个背对背布置的单列圆锥滚子轴承连接，挡圈内侧和铰接架主体之间、挡圈外侧和后机架之间均通过O形圈密封，单列圆锥滚子轴承通过调整垫圈和两个半圆卡环在轴端固定，半圆卡环通过压盘固定，压盘通过弹性挡圈固定，铰接架主体末端设置端盖，端盖与后机架之间通过O形圈密封、螺钉固定，端盖与铰接架主体末端通过骨架油封连接，后机架上设置限位板，限位板位于铰接架主体铰接板的上部；

中间传动轴和后传动轴之间通过过桥组件连接，过桥组件包括花键轴、球轴承、压盖、法兰Ⅰ、法兰Ⅱ和开槽螺母，花键轴与铰接架主体之间通过球轴承连接，球轴承与铰接架主体之间通过压盖固定，法兰Ⅰ、法兰Ⅱ与花键轴之间以渐开线花键连接、两端通过开槽螺母固定；

中间传动轴和后传动轴之间通过过桥组件连接，中间传动轴与法兰Ⅰ之间通过双头螺柱固定，后传动轴与法兰Ⅱ之间通过螺栓固定；

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明所述的摆动式铰接架结构，可实现前、后机架之间相对摆动的功能，保证井下自卸车行走时四轮着地以适应不同的路况。

2、前机架和摆动式铰接架连接处有严格的尺寸链要求，通过铰接调整垫来保证顺利安装，且铰点处无间隙使前机架和摆动式铰接架连接形成较稳定刚体；两个铰接销轴同向布置可方便现场装配；铰点处设置铜垫可起到一定的密封作用，防止煤尘、泥水等污染关节轴承，同时为润滑油脂提供存储空间、保证关节轴承充分润滑。

3、摆动式铰接架和后机架连接处，圆锥滚子轴承通过半圆卡环固定的方式简单可靠、易加工；在圆锥滚子轴承和半圆卡环之间设置调整垫圈将轴承调定为负游隙，可提高轴承承载能力；在铰接架主体摆动销轴前端和末端设置带密封的挡圈和端盖，与后机架形成了润滑油脂存储空间，可保证圆锥滚子轴承充分润滑。

4、中间传动轴和后传动轴之间通过过桥组件连接可实现四轮驱动；连接处采用双头螺柱为中间传动轴与法兰Ⅰ的安装提供外部空间；两个球轴承之间跨距较大，可提高轴承承载能力，增大花键轴所传递扭矩。

5、铰接架主体基本上为轴对称焊接结构，摆动时离心力均匀、对传动轴中心的附加载荷较小，焊接结构材料易组织，加工易实现，采用加强立板和筋板来连接铰接板和固定板，刚性较好，抗弯、扭强度较高。

附图说明

图1为双铰点摆动式铰接架三维结构示意图，

图2为双铰点摆动式铰接架俯视结构示意图，

图3为双铰点摆动式铰接架剖视结构示意图，

图4为过桥组件剖视结构示意图，

图5为铰接架主体三维结构示意图，

图6为前机架和后机架同时相对转动和摆动情况示意图。

图中，1-前机架，2-后机架，3-摆动式铰接架，4-铰接架主体，5-铰接销轴，6-关节轴承，7-铜垫，8-铰接卡环，9-铰接调整垫，10-挡圈，11-单列圆锥滚子轴承，12-调整垫圈，13-半圆卡环，14-压盘，15-弹性挡圈，16-端盖，17-过桥组件，18-花键轴，19-球轴承，20-压盖，21-法兰Ⅰ，22-法兰Ⅱ，23-开槽螺母，24-转向油缸，25-O形圈，26-螺钉，27-骨架油封，28-限位板，29-中间传动轴，30-后传动轴，31-双头螺柱，32-铰接板，33-固定板，34-加强立板，35-筋板，36-转向耳板，37-铰接衬套，38-转向衬套，39-摆动销轴。

具体实施方式

    结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1、图2和图3、图4所示为一种煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构，前机架1和后机架2之间通过摆动式铰接架3连接。摆动式铰接架3包括铰接架主体4、铰接销轴5、关节轴承6、铜垫7、铰接卡环8、铰接调整垫9、挡圈10、单列圆锥滚子轴承11、调整垫圈12、半圆卡环13、压盘14、弹性挡圈15、端盖16和过桥组件17。过桥组件17包括花键轴18、球轴承19、压盖20、法兰Ⅰ21、法兰Ⅱ22和开槽螺母23，花键轴18与铰接架主体4之间通过球轴承19连接，球轴承19与铰接架主体4之间通过压盖20固定，法兰Ⅰ21、法兰Ⅱ22与花键轴18之间以渐开线花键连接、两端通过开槽螺母23固定。

如图1和图2、图3、图6所示，前机架1与摆动式铰接架3之间通过左右两组转向油缸24和上下两个铰接销轴5连接。前机架1和摆动式铰接架3之间在水平方向可绕铰接销轴5相对转动±40°，转动时转向油缸24始终与前机架1保持在同一水平面上。上下两个铰接销轴5同向布置，铰接销轴5通过关节轴承6安装在铰接架主体4轴承座孔内，关节轴承6外圈通过铰接卡环8固定，前机架1和摆动式铰接架3的下铰点间隙通过上下两个铜垫7填充，上铰点间隙通过铰接调整垫9和上下两个铜垫7填充。

如图1和图2、图3、图6所示，后机架2与摆动式铰接架3之间通过挡圈10和两个背对背布置的单列圆锥滚子轴承11连接。挡圈10内侧和铰接架主体4之间、挡圈10外侧和后机架2之间均通过O形圈25密封，单列圆锥滚子轴承11通过调整垫圈12和两个半圆卡环13在轴端固定，半圆卡环13通过压盘14固定，压盘14通过弹性挡圈15固定，铰接架主体4末端设置端盖16，端盖16与后机架2之间通过O形圈25密封、螺钉26固定，端盖16与铰接架主体4末端通过骨架油封27连接。后机架2上设置限位板28，可将后机架2和摆动式铰接架3的相对摆动限制在±10°角度范围内。

如图2、图3、图4所示，中间传动轴29和后传动轴30之间通过过桥组件17连接。中间传动轴29与法兰Ⅰ21之间通过双头螺柱31固定，后传动轴30与法兰Ⅱ22之间通过螺栓固定。

如图5所示为摆动式铰接架的主要焊接结构—铰接架主体，铰接架主体4包括铰接板32、固定板33、加强立板34、筋板35、转向耳板36、铰接衬套37、转向衬套38和摆动销轴39。上下两个铰接板32通过固定板33连接；加强立板34设置在固定板33左右两侧、两个铰接板32之间，连接铰接板32和固定板33；筋板35设置在两个铰接板32之外，连接铰接板32和固定板33；转向耳板36与加强立板34连接；铰接衬套37设置在铰接板32轴孔内，与铰接板32连接；转向衬套38设置在转向耳板36轴孔内，与转向耳板36连接，铰接板32左右两侧开刀具进孔以加工转向衬套38轴孔；摆动销轴39设置在固定板33轴孔内，与固定板33连接。

Claims (2)

1.一种煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构，包括摆动式铰接架（3）、铰接销轴（5）、关节轴承（6）、铜垫（7）、铰接卡环（8）、铰接调整垫（9）、挡圈（10）、单列圆锥滚子轴承（11）、调整垫圈（12）、半圆卡环（13）、压盘（14）、弹性挡圈（15）、端盖（16）和过桥组件（17），其特征在于：煤矿井下四驱车前机架（1）和后机架（2）之间通过摆动式铰接架（3）连接，中间传动轴（29）和后传动轴（30）之间通过过桥组件（17）连接；

摆动式铰接架（3）包括焊接结构的铰接架主体（4），铰接架主体（4）包括铰接板（32）、固定板（33）、加强立板（34）、筋板（35）、转向耳板（36）、铰接衬套（37）、转向衬套（38）和摆动销轴（39），铰接板（32）包括通过固定板（33）连接的上下两个；加强立板（34）设置在固定板（33）左右两侧、两个铰接板（32）之间且连接铰接板（32）和固定板（33）；筋板（35）设置在两个铰接板（32）之外且连接铰接板（32）和固定板（33）；转向耳板（36）与加强立板（34）连接且位于加强立板（34）的外侧，两块加强立板（32）外侧都设置有上下平行两块转向耳板；铰接衬套（37）设置在铰接板（32）上开设的轴孔内且与铰接板（32）连接，两块铰接板上的铰接衬套中心同轴；转向衬套（38）设置在转向耳板（36）上开设的轴孔内且与转向耳板（36）连接，上下平行的两块转向耳板上的转向衬套中心同轴；摆动销轴（39）设置在固定板（33）上开设的轴孔内且与固定板（33）连接；

前机架（1）与摆动式铰接架（3）之间通过左右两组转向油缸（24）和上下两个铰接销轴（5）连接，铰接销轴（5）通过关节轴承（6）安装在铰接架主体（4）铰接衬套（37）内的轴承座孔内，关节轴承（6）外圈通过铰接卡环（8）固定，前机架（1）和摆动式铰接架（3）的下铰点间隙通过上下两个铜垫（7）填充，上铰点间隙通过铰接调整垫（9）和上下两个铜垫（7）填充；

后机架（2）与摆动式铰接架（3）之间通过挡圈（10）和两个背对背布置的单列圆锥滚子轴承（11）连接，挡圈（10）内侧和铰接架主体（4）之间、挡圈（10）外侧和后机架（2）之间均通过O形圈（25）密封，单列圆锥滚子轴承（11）通过调整垫圈（12）和两个半圆卡环（13）在轴端固定，半圆卡环（13）通过压盘（14）固定，压盘（14）通过弹性挡圈（15）固定，铰接架主体（4）末端设置端盖（16），端盖（16）与后机架（2）之间通过O形圈（25）密封、螺钉（26）固定，端盖（16）与铰接架主体（4）末端通过骨架油封（27）连接，后机架（2）上设置限位板（28），限位板（28）位于铰接架主体顶部的铰接板（32）的上部；

中间传动轴（29）和后传动轴（30）之间通过过桥组件（17）连接，过桥组件（17）包括花键轴（18）、球轴承（19）、压盖（20）、法兰Ⅰ（21）、法兰Ⅱ（22）和开槽螺母（23），花键轴（18）与铰接架主体（4）之间通过球轴承（19）连接，球轴承（19）与铰接架主体（4）之间通过压盖（20）固定，法兰Ⅰ（21）、法兰Ⅱ（22）与花键轴（18）之间以渐开线花键连接、两端通过开槽螺母（23）固定。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下四驱车双铰点摆动式铰接架结构，其特征在于，中间传动轴（29）和后传动轴（30）之间通过过桥组件（17）连接，中间传动轴（29）与法兰Ⅰ（21）之间通过双头螺柱（31）固定，后传动轴（30）与法兰Ⅱ（22）之间通过螺栓固定。

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