CN103414142B - 大型矿用挖掘机及其电缆卷筒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型矿用挖掘机及其电缆卷筒装置，所述电缆卷筒装置包括：卷筒，用于缠绕和排放电缆，卷筒具有卷筒轴，卷筒轴的端部具有连接螺栓；支架，卷筒两端固定在支架上；马达驱动装置，其用于驱动卷筒的转动；排缆机构，用于使电缆均匀有序地在卷筒上缠绕和排放，排缆机构的运行速度、卷筒的转速和挖掘机行走机构的速度保持恒定比值；顶盖，设置于卷筒顶部；以及高压滑环装置，高压滑环装置具有整体式的箱体，在箱体上下部分别安装有上轴承和下轴承，上轴承处的高压滑环装置的轴端开有长圆孔以在安装高压滑环装置时将轴端插到连接螺栓上。本发明提高了大型矿用挖掘机的性能和安全性，降低了使用成本。

Description

大型矿用挖掘机及其电缆卷筒装置

技术领域

本发明涉及大型矿用挖掘机，特别涉及用于大型矿用挖掘机的电缆卷筒装置及具有该电缆卷筒装置的大型矿用挖掘机。

背景技术

伴随着大型露天矿山的逐渐开采，大型矿用挖掘机的需求量逐渐增多，同时用户对挖掘机的性能及人机安全性都提出了更高的要求。

以前用户为了降低采购成本，大型矿用挖掘机尾部并不具有电缆卷筒装置，而是制作一个爬犁形状的电缆托架，挖掘机在现场作业时，将外部电缆固定在电缆托架上，6kV或10kV的外部电缆在现场被拖动，电缆磨损比较严重，危险性较高。

考虑到上述问题，开始在大型矿用挖掘机尾部安装电缆卷筒装置，以提高大型矿用挖掘机的安全性和工作效率，降低用户采购电缆的成本。

如图1、图2和图3所示，现有技术中，大型矿用挖掘机100的电缆卷筒装置101安装在大型矿用挖掘机100的尾部，现有技术的电缆卷筒装置通常包括支架1、卷筒2、马达驱动装置3、排缆机构4、顶盖及保护罩5和高压滑环装置7几个主要部分，另外还包括轴承润滑装置、液压控制系统和电气控制系统等。

支架1是钢结构，用于将电缆卷筒装置101安装在大型矿用挖掘机100的尾部，卷筒2每转一圈排缆机构4将走大约一个电缆节距。当挖掘机100挖完一个工作面时，开动挖掘机100前进，这时卷筒2旋转，缩放电缆；当挖掘机100往后退时，通过卷筒2的缠绕，将电缆收起来，以免将电缆压坏，发生危险。

卷筒2通过其两端部轴承座的螺栓整体固定在支架1上。液压马达驱动装置3带动卷筒2转动，卷筒2转动的速度可通过调整马达的流量来实现。排缆机构4将电缆有序地缠绕在卷筒2上，在卷筒2左侧安装有高压滑环装置7，电缆通过高压滑环装置7将高压电接到挖掘机100上，卷筒2上部安装有顶盖5，用来保护卷筒2。

如图3-图7所示，排缆机构4包括排缆装置18、单向减速机19、链轮组件20、排缆轨道21和链条22。当液压马达驱动装置3驱动卷筒2转动时，链轮组件20以及单向减速机19对速比进行调节，通过链条22带动排缆装置18在排缆轨道21上来回移动，将外部电缆在卷筒2上进行收放，现有的电缆卷筒装置100中，单向减速机19只是左侧与支架1之间通过螺栓连接，工作时单向减速机19受拉力作用，其右侧没有支撑装置，固定不牢靠，而且单向减速机19在链条传动过程中连接螺栓一直受拉力，所以连接板上的连接螺栓容易松动。同时排缆装置18电缆入口和出口大小一致，当外部电缆进入卷筒2时，与卷筒2底部的连接板27之间易发生摩擦，而磨损电缆。

如图8所示，为了对卷筒2进行防护，在卷筒2上部安装有顶盖5，所述顶盖5包括大顶盖28和一个检修窗口29，检修窗口29通过螺栓固定在大顶盖28上，每次检修时需要将连接螺栓打开，操作不方便。

如图9所示，高压滑环装置7包括滑环35、刷架36和保护罩40。高压滑环装置7将外部电缆的高压电输送到挖掘机100上，通过保护罩40上的螺纹垫板来固定在支架1的外表面上，由于支架1外表面加工精度不够，这样高压滑环装置7与卷筒2之间的同轴度难以保证，造成高压滑环装置7的刷架36损坏的可能性大。由以上可知，现有技术高压滑环装置7是通过螺栓固定在卷筒轴11上，是悬臂梁结构，刷架36安装在距离卷筒轴11的最远端，同时外侧碳刷通过滑环箱固定在卷筒2外侧面上，由于滑环箱侧面壁板表面不加工，同轴度难以保证，当维修时，需要将最外边大的金属保护罩40去掉，再将里边的绝缘罩去掉，才能对高压滑环进行维修。

通过上述分析可知，现有技术的大型矿用挖掘机尾部电缆卷筒装置存在的主要问题是高压滑环装置7与卷筒2同轴度不能保证。其次排缆机构单向减速机19固定不牢固，并且排缆机构4与外部电缆之间磨损比较严重，电缆不能很好地在卷筒2上收放；还有就是能够设置检修窗口的位置少，不能满足检修要求，检修时需要将大顶盖28整体掀起，工作量大；此外，卷筒2的一侧轴承没有润滑装置，在使用过程中，将轴承损坏的可能性大，这些都导致大型矿用挖掘机100的安全性降低和使用成本提高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于大型矿用挖掘机的电缆卷筒装置，以提高大型矿用挖掘机的性能和安全性，并且降低大型矿用挖掘机的使用成本。

本发明的另一目的在于提供一种具有本发明电缆卷筒装置的大型矿用挖掘机。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种用于大型矿用挖掘机的电缆卷筒装置，所述电缆卷筒装置包括：卷筒，用于缠绕和排放电缆，所述卷筒具有卷筒轴，所述卷筒轴的端部具有连接螺栓；支架，所述卷筒两端固定在所述支架上；马达驱动装置，其用于驱动所述卷筒的转动；排缆机构，用于使电缆均匀有序地在所述卷筒上缠绕和排放，所述排缆机构的运行速度、所述卷筒的转速和所述挖掘机行走机构的速度保持恒定比值；顶盖，设置于所述卷筒顶部；以及高压滑环装置，所述高压滑环装置具有整体式的箱体，在所述箱体上下部分别安装有上轴承和下轴承，所述上轴承处的所述高压滑环装置的轴端开有长圆孔以在安装所述高压滑环装置时将所述轴端插到所述连接螺栓上。

本发明的大型矿用挖掘机，具有本发明的电缆卷筒装置。

由上述技术方案可知，本发明的优点和有益效果在于：

（1）本发明的电缆卷筒装置的高压滑环装置采用一种整体式箱体结构，在箱体上下部都安装有免维护的轴承，轴端开有长圆孔，安装时只需将轴端插到卷筒轴的螺栓上，由于上下轴承有游隙，可以自动调整，同时将安装板表面进行一定加工精度的加工，能满足电缆卷筒同轴度的要求，同时在高压滑环装置的箱体下方和后方均设有维修窗口，便于维修。

（2）本发明将用于固定排缆机构的单向减速机的连接板安装到与现有技术的安装位置相反的一侧，使连接螺栓只起固定作用，不承受拉力。同时在单向减速机的另一侧增加一个固定支架，这样就将单向减速机牢固固定。

（3）本发明电缆卷筒装置的排缆机构的导向辊直径与底部连接板的圆弧外径相同，这样对外部电缆就不会产生磨损现象。将内侧导向辊的电缆出口间隙减小，内外不再相等，外侧间隙大一些，这样电缆可以顺利地进入排缆机构，将电缆出口减小，电缆可以很规则的卷缠在卷筒上。而现有技术的电缆卷筒排缆装置当电缆进入时，在底部连接板处与电缆发生磨损，电缆进出排缆机构的口内外相等而且间隙较大，长时间对电缆有损坏。

（4）本发明在排缆机构小链轮、张紧轮、连接轮及支撑轮处增加检修窗口，这样检修时就不需要将顶盖拆下，降低维护工作量。现有技术中顶盖只是在单向减速机的侧面、排缆机构的大链轮和换向器上部设有小的维修窗口，检修不方便。

（5）本发明增加轴承润滑装置，通过软管接头接到链条保护罩开孔处，这样可以方便地对轴承进行润滑。而现有技术使用的电缆卷筒高压滑环一侧卷筒轴承没有润滑，只是初装时涂抹润滑脂，轴承使用一段时间就有报废的危险。

通过以下参照附图对本申请实施例的说明，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1是现有的大型矿用挖掘机尾部电缆卷筒装置示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图2的俯视图；

图4是现有的排缆机构的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是现有的排缆装置的结构示意图；

图7是图6中A-A的剖视图；

图8是现有的顶盖的结构示意图；

图9是现有的高压滑环装置的结构示意图；

图10是本发明大型矿用挖掘机尾部电缆卷筒装置的结构示意图，其中未示出顶盖的结构；

图11是图10的A向视图；

图12是图11的B向视图；

图13是支架的结构示意图；

图14是图13俯视图；

图15是图13的左视图；

图16是卷筒的结构示意图；

图17是马达驱动装置的结构示意图；

图18是图17的俯视图；

图19是图12中排缆机构的示意图；

图20是图19的俯视图；

图21是图19中排缆装置的结构示意图；

图22是图11中A-A剖视图；

图23是图12中顶盖的结构示意图；

图24是图12中高压滑环装置的结构示意图；

图25是图11中局部放大图Ⅰ。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。

本发明实施例的电缆卷筒装置，可用于本发明实施例的大型矿用挖掘机；本发明实施例的大型矿用挖掘机，具有本发明实施例的电缆卷筒装置。

如图10-图12所示，本发明实施例的电缆卷筒装置，主要包括：支架1、卷筒2、马达驱动装置3、排缆机构4、顶盖5、轴承润滑装置6和高压滑环装置7。

如图13-图15所示，支架1作为电缆卷筒装置的安装平台，可由多个管件8焊接而成。管件8可为矩形管或方管等不同的管材。支架1用来支撑卷筒2以及安装马达驱动装置3、排缆机构4、顶盖5、轴承润滑装置6和高压滑环装置7等，它保证各传动件之间能平稳运转，同时支架1也是各部件安装的平台。

如图16所示，卷筒2由卷筒本体9、链轮10、卷筒轴11、轴承12、端盖13组成。卷筒本体9两端连接有卷筒轴11，卷筒轴11通过轴承12和端盖13以及连接螺栓固定在卷筒支架1上的轴承座内，左侧轴承12、右侧轴承12设置有润滑装置。

如图17和图18所示，马达驱动装置3由液压马达14、小链轮15和链条16、底座17组成，马达驱动装置3的底座17安装在卷筒2的右侧（本实施例中，高压滑环装置7在左侧，而马达驱动装置3在右侧，但本发明并不以此为限），通过连接螺栓连接在底座17上，来带动卷筒2的转动。马达驱动装置3主要用于驱动卷筒2的转动，卷筒2转动的速度可通过调整液压马达14的流量来实现。

如图10、图19-图22所示，排缆机构4由排缆装置18、单向减速机19、链轮组件20、排缆轨道21、链条22、固定支架23组成，其中链轮组件20包括小链轮15、张紧轮、连接轮和支撑轮等。其中排缆装置18由排缆装置支架24、导向辊25、导向辊26、底部连接板27组成。排缆机构4的设置使电缆的缠绕和排放有序的进行，可以让电缆能够均匀有序的在卷筒2上缠绕和排放，排缆装置18由四组垂直设置的导向辊25和两组水平设置的导向辊26对夹在其中的电缆进行限制，同时通过两条链传动22，一台单向减速机19，通过马达驱动装置3的小链轮（主动链轮）15的带动，再经过一系列从动链轮的作用，使得排缆机构4的运行速度与卷筒2的转速和挖掘机行走机构的速度保持恒定比值，同步运行。

如图19和图20所示，排缆机构4中的单向减速机19固定用的连接板22安装到靠近排缆装置18的一侧，即与现有技术的设置连接板22的方向相反的一侧，这样单向减速机19与连接板22之间的连接螺栓只起固定作用，不承受拉力，同时在单向减速机19左侧（图19所示的左侧）增加一个固定支架23，这样就将单级减速机19固定牢固。

如图21、22所示，排缆装置18中垂直放置的导向辊25直径与底部连接板27的圆弧外径相同，这样对外部电缆就不会产生磨损现象。另外，本实施例的电缆卷筒装置将内侧导向辊25的电缆出口间隙减小，电缆出口间隙和电缆进口间隙不再相等，电缆入口间隙大一些，这样电缆可以很顺利的进入排缆装置18中，将电缆出口间隙减小，电缆可以很规矩地卷缠在卷筒2上。

由于挖掘机使用工况条件恶劣，现场粉尘较大，如图11和图12所示，在卷筒2上部安装有顶盖5，如图23所示，顶盖5由大顶盖28、检修窗口29以及用于连接检修窗口29的合页30组成。在靠近排缆机构4中的链轮组件（包括小链轮15、张紧轮、连接轮和支撑轮）20、排缆轨道21处增加多个检修窗口29，这样检修时就不需要将大的顶盖28拆下，降低维护工作量。

如图11所示，在卷筒2右侧（图11中的右侧）安装有高压滑环装置7，用于将外部高压电输送到挖掘机100上。如图24所示，高压滑环装置7包括箱体31、轴承组件32、八个安装板34、一组圆形滑环35、刷架36、法兰轴41、瓷瓶42、轴43、刷架支架44和下部轴座45。

另外，卷筒2的卷筒轴11上具有连接螺栓33。

其中，法兰轴41套设在卷筒轴11，而圆形滑环35与刷架36配合工作。轴43用于连接圆形滑环35与瓷瓶42。轴承组件32穿设在卷筒轴11上用于调整箱体31和卷筒轴11上之间间隙。刷架支架44用来固定刷架36。安装板34用来将箱体31安装在卷筒2的侧壁上。

箱体31采用一种基本密封的箱体式结构，其为具有顶板和底板的箱体，在箱体31的顶板和底板分别安装有免维护的上下轴承32。多个瓷瓶41和圆形滑环35通过轴43固定在一起，通过法兰轴41和下部轴座45以及轴承组件32固定在箱体31上，上轴承32处的高压滑环装置7的法兰轴41的轴端开有通长的长圆孔，安装时只需将该轴端插到卷筒轴11上的连接螺栓33上，由于上下轴承32有游隙，可以自动调整，同时刷架36通过刷架支架44固定在箱体31上，对卷筒2上的安装板34表面进行一定精度的加工，这样箱体31可以很精确的固定在卷筒2的侧壁上，这样可以满足高压滑环装置7与卷筒2之间的同轴度要求，同时在箱体31下方和后方设有检修窗口，检修非常方便。

如图12和图25所示，卷筒2的高压滑环装置7一侧增加轴承润滑装置6，轴承润滑装置6由软管37、接头38、油嘴39组成。通过软管37、接头38接到链条保护罩的开孔处，这样可以方便的对轴承12进行润滑。

采用本发明实施例的电缆卷筒装置避免了电缆卷筒装置引起的一系列问题，提高了工作效率，降低了产品维修成本，减少了维修时间，提高了挖掘机的工作效率。

虽然已参照典型实施例描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种电缆卷筒装置，用于大型矿用挖掘机，所述电缆卷筒装置包括：

卷筒，用于缠绕和排放电缆，所述卷筒具有卷筒轴，所述卷筒轴的端部具有连接螺栓；

支架，所述卷筒两端固定在所述支架上；

马达驱动装置，其用于驱动所述卷筒的转动；

排缆机构，用于使电缆均匀有序地在所述卷筒上缠绕和排放，所述排缆机构的运行速度、所述卷筒的转速和所述挖掘机行走机构的速度保持恒定比值；

顶盖，设置于所述卷筒顶部；以及

高压滑环装置，所述高压滑环装置具有整体式的箱体，在所述箱体上下部分别安装有上轴承和下轴承，所述上轴承处的所述高压滑环装置的轴端开有长圆孔以在安装所述高压滑环装置时将所述轴端插到所述连接螺栓上；所述上、下轴承有游隙，所述高压滑环装置通过安装板安装于所述支架，所述安装板的表面的加工精度满足所述高压滑环装置与所述卷筒轴的同轴度要求。

2.如权利要求1所述的电缆卷筒装置，其特征在于，所述排缆机构包括单向减速机和排缆装置，所述单向减速机通过连接板安装于所述支架，所述连接板设置在所述单向减速机的靠近所述排缆装置的一侧。

3.如权利要求2所述的电缆卷筒装置，其特征在于，所述单向减速机的远离所述排缆装置的一侧设置有固定支架。

4.如权利要求1所述的电缆卷筒装置，其特征在于，所述高压滑环装置的所述箱体的下方和后方均设有维修窗口。

5.如权利要求2所述的电缆卷筒装置，其特征在于，所述排缆装置包括导向辊和底部连接板，垂直放置的所述导向辊的直径与所述底部连接板的圆弧外径相同。

6.如权利要求5所述的电缆卷筒装置，其特征在于，所述排缆装置具有电缆入口和电缆出口，所述电缆入口的宽度大于所述电缆出口的宽度。

7.如权利要求5所述的电缆卷筒装置，其特征在于，所述排缆机构具有小链轮、张紧轮、连接轮及支撑轮，所述顶盖靠近在所述小链轮处、靠近所述张紧轮处、靠近所述连接轮处及靠近所述支撑轮处均设置有检修窗口。

8.如权利要求7所述的电缆卷筒装置，其特征在于，所述卷筒的设置所述高压滑环装置的一侧设置有轴承润滑装置，所述轴承润滑装置通过软管、接头接到链条保护罩的开孔处以对所述卷筒轴的轴承进行润滑。

9.一种大型矿用挖掘机，其特征在于，所述大型矿用挖掘机具有权利要求1-8任一所述的电缆卷筒装置。