CN103711430A - 旋挖钻机混合动力切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋挖钻机混合动力切换装置，包括电机、传动箱、连接套、壳体和电气控制部分。电机输出轴通过联轴器连接输入轴，输入轴连接第Ⅰ伞齿轮组，第Ⅰ伞齿轮组连接传动轴、传动轴连接Ⅰ号电磁离合器，Ⅰ号电磁离合器连接联接轴，联接轴连接第Ⅱ伞齿轮组，第Ⅱ伞齿轮组连接传动套和液压装置，传动套连接Ⅱ号电磁离合器，Ⅱ号电磁离合器连接柴油机传动齿轮。本发明将电机作为旋挖作业时的动力源，并实现了动力切换，节能减排，提高性能，降低成本。

Description

旋挖钻机混合动力切换装置

技术领域

本发明属于一种钻井的设备，具体涉及一种旋挖钻机混合动力切换装置。

背景技术

旋挖钻机是进行道路交通，高层建筑施工的工具。旋挖钻机是一种综合性的钻机，它可以用短螺旋钻头进行干挖作业，也可以用回转钻头在泥浆护臂的情况下进行湿挖作业。旋挖钻机可以配合冲锤钻碎坚硬地层后进行挖孔作业。如果配合扩大头钻具，可在孔底进行扩孔作业。旋挖钻机采用多层伸缩式钻杆，钻进辅助时间少，劳动强度低，不需要泥浆循环排渣，节约成本，特别适合于城市建设的基础施工。

现有的旋挖钻机以柴油机为动力，动力分别通过传动装置导向履带和配油盘。履带用于控制旋挖钻机行驶和转向，配油盘连接液压马达或泵，使马达或泵中高压油作用时输出扭矩，低压油回油时把停止输出扭矩的柱塞腔中的高压油排出。在使用中旋挖钻机通过履带移动到施工位置，然后通过柴油机输出轴与配油盘输入轴连接，将动力传输给液压马达或泵，将动力转化为液压动力进行挖掘作业。

但是上述现有技术中的柴油机相对于电机有以下不足：柴油机排放尾气，随着机器老化，会造成更大环境污染，而电机可以实现零排放；柴油机内具有空气滤清器、柴油滤清器、机油滤芯等部件，结构复杂，平时需大量的维护保养费用，且3-5年需大修一次，而电机结构简单，一般无大修；柴油机受气候影响较大，温度低于-10℃情况下难以开机，甚至不能操作，而电动机则不受环境及气温的影响；柴油机成本较高，一台几十万元，电动机与柴油机比成本降低80%。

如果能够改造旋挖钻机的动力系统，加入电机为挖掘作业提供动力，将会降低旋挖钻机的污染、节约能源、提高性能、降低成本。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在缺点而提出的，其目的是提供一种将柴油机动力与电机动力进行切换的旋挖钻机混合动力切换装置。

本发明的技术方案是：

一种旋挖钻机混合动力切换装置，包括电机、传动箱、联接套、壳体和电气控制部分，其特征在于：电机的输出轴通过联轴器连接传动箱内的输入轴，输入轴连接第Ⅰ伞齿轮组，第Ⅰ伞齿轮组连接传动轴，传动轴连接Ⅰ号电磁离合器，Ⅰ号电磁离合器连接联接套内的联接轴，联接轴连接壳体内的第Ⅱ伞齿轮组，第Ⅱ伞齿轮组连接第Ⅱ伞齿轮组和传动套，第Ⅱ伞齿轮组连接液压装置，传动套连接Ⅱ号电磁离合器，Ⅱ号电磁离合器连接柴油机传动齿轮。

电气部分包括降压启动模块、离合器控制模块、充电控制模块、工作状态指示灯模块。 

本发明的旋挖钻机混合动力切换装置，加入了电机为挖掘作业提供动力，降低了旋挖钻机的污染、节约能源、提高性能、降低成本。

附图说明

图1为本发明的机械传动部分的结构示意图；

图2为本发明的电气控制部分的框图；

图3为本发明的电气控制部分的电路图。

其中： 

1   传动箱                 10  输入轴

10a 环状压盖             10b 油封  

10c 轴承                   10d 压盖

11  联轴器                 12  突出部

13  第Ⅰ伞齿轮组        13a Ⅰ号伞齿轮      

13b Ⅱ号伞齿轮          14  传动轴

14a 隔套                   14b 轴承座

15  Ⅰ号电磁离合器     16  联接轴        

16a 隔套                   16b Ⅰ号定位套

2   联接套                 20  齿轮组B

20a Ⅲ号伞齿轮          20b Ⅳ号伞齿轮

21  传动套                 22  配油盘输入轴

23  螺钉                    24  Ⅱ号电磁离合器

25  Ⅱ号定位套           3   壳体  

4   电机                     5   降压启动模块     

6   离合器控制模块      7   充电控制模块        

8   工作状态指示灯模块。

具体实施方式

下面，参照附图和实施例对本发明的旋挖钻机混合动力切换装置进行详细说明：

如图1所示，一种旋挖钻机混合动力切换装置，包括：通过螺栓固定于传动箱1底面的联接套2，联接套2的下端部联接配油盘的壳体3；传动箱1两侧面设有对应的开口，开口内设置输入轴10，输入轴10一端穿过一个开口延伸至传动箱1外侧、并连接联轴器11的一端，联轴器11的另一端连接电机4输出轴端部；传动箱1的一个开口处形成突出部12，突出部12与联轴器11之间设置有通过螺栓连接于突出部12的环状压盖10a，突出部12与输入轴10之间由传动箱1外向内的方向依次设置有油封10b和轴承10c，输入轴10另一端与传动箱1另一个开口之间安装轴承10c，传动箱1另一个开口外侧设置有通过螺栓连接于传动箱1的压盖10d，输入轴10一端靠近传动箱1另一开口处安装第Ⅰ伞齿轮组13中的Ⅰ号伞齿轮13a，第Ⅰ伞齿轮组包括相互垂直的Ⅰ号伞齿轮13a和Ⅱ号伞齿轮13b相互啮合，Ⅱ号伞齿轮13b连接传动轴14的一端，传动轴14通过轴承10c、隔套14a、轴承座14b安装于传动箱1，传动轴14另一端连接Ⅰ号电磁离合器15一端，Ⅰ号电磁离合器15另一端连接联接轴16一端，联接轴16通过两端轴承10c安装于联接套2内，两个轴承之间设置有隔套16a和Ⅰ号定位套16b；联接轴16另一端延伸至配油盘壳体3内；壳体3内的联接轴16另一端连接第Ⅱ伞齿轮组20中的Ⅲ号伞齿轮20a，第Ⅱ伞齿轮组20由相互垂直的Ⅲ号伞齿轮20a和Ⅳ号伞齿轮20b互相啮合组成，Ⅳ号伞齿轮20b中心处套接传动套21一端外侧，传动套21一端内部套接配油盘输入轴22外侧，传动套21另一端中心处安装有贯穿其中并且延伸至配油盘输入轴22内部的螺钉23，传动套21另一端外侧连接Ⅱ号电磁离合器24一端，Ⅱ号电磁离合器24另一端连接柴油机传动齿轮或输出轴，Ⅳ号伞齿轮20b和Ⅱ号电磁离合器24一端之间设置Ⅱ号定位套25。

如图2、3所示，本发明的电气控制部分包括降压启动模块5、离合器控制模块6、充电控制模块7、工作状态指示灯模块8。其中降压启动模块5由断路器QF、接触器KM1、接触器KM2、接触器KM3、通电延时时间继电器KT、继电器KA、熔断器FU、热继电器FR、按钮SB1、按钮SB2、三相电机、自耦变压器、接地保护PE组成，为电机（4）启动供电；离合器控制模块6由接触器KM4、接触器KM5、按钮SB3、按钮SB4、按钮SB5、按钮SB6组成，控制Ⅰ号电磁离合器（15）和Ⅱ号电磁离合器（24）的吸合和断开；充电控制模块7由接触器KM6、按钮SB7、按钮SB8组成，为电瓶充电；工作状态指示灯模块8由开关和指示灯组成，控制指示灯的打开和关闭。

作为一个实施例，采用185KW三相电机，接通工程现场的电源和185KW自耦变压器，使用液压装置的配油盘输入轴22与传动套21连接，而对于不具有配油盘的液压设备，也可以使用液压马达输入轴与传动套21连接。

本具体实施例在使用中通过如下方式实现旋挖钻机在挖掘作业时柴油机和电机4的动力切换：

（1）在旋挖钻机进行旋挖作业时，可以选择柴油驱动和电机4驱动两种方式：

a.在使用柴油驱动时通过电磁离合器控制模块，实现Ⅱ号电磁离合器吸合，同时Ⅰ号电磁离合器由于互锁电路的控制而断开，柴油机产生的动力经过Ⅱ号电磁离合器24、传动套21、配油盘输入轴传22送到配油盘中，产生液压带动旋挖装置工作；

b.在使用电机驱动时，首先通过降压启动模块5将电机启动，在通过电磁离合器控制模块6，实现Ⅰ号电磁离合器15吸合，同时Ⅱ号电磁离合器24由于互锁电路的控制断开，电机4产生的动力经过电机4的输出轴、联轴器11、输入轴10、Ⅰ号伞齿轮13a、Ⅱ号伞齿轮13b、传动轴14、Ⅰ号电磁离合器15、连接轴16、Ⅲ号伞齿轮20a、Ⅳ号伞齿轮20b、传动套21、配油盘输入轴22传送到配油盘中，产生液压带动旋挖装置工作；旋挖钻机在使用电机4作业时可以通过充电控制模块7为电瓶9充电；

（2）在旋挖钻机通过履带移动时，使用柴油驱动，Ⅱ号电磁离合器24断开，同时Ⅰ号电磁离合器15由于互锁电路的控制而断开，柴油机产生的动力通过柴油机原有传动装置传输到履带，实现旋挖钻机的移动。工作状态指示灯模块8显示旋挖钻机的工作状态。

本发明实现了旋挖钻机挖掘作业过程中的柴油驱动与电力驱动的动力切换，使旋挖钻机可以使用工程现场的电源进行旋挖作业，在旋挖过程中实现使用清洁能源，节能减排，并且降低旋挖钻机的维护成本，提高旋挖钻机的工作性能。

Claims (9)

1.一种旋挖钻机混合动力切换装置，包括电机（4）、传动箱（1）、联接套（2）、壳体（3）和电气控制部分，其特征在于：电机（4）的输出轴通过联轴器（11）连接传动箱（1）内的输入轴（10），输入轴（10）连接第Ⅰ伞齿轮组（13），第Ⅰ伞齿轮组（13）连接传动轴（14），传动轴（14）连接Ⅰ号电磁离合器（15），Ⅰ号电磁离合器（15）连接联接套（2）内的联接轴（16），联接轴（16）连接壳体（3）内的第Ⅱ伞齿轮组（20），第Ⅱ伞齿轮组（20）连接传动套（21），传动套（21）连接Ⅱ号电磁离合器（24）；电气部分包括降压启动模块（5）、离合器控制模块（6）、充电控制模块（7）、工作状态指示灯模块（8）。

2.根据权利要求1所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的第Ⅰ伞齿轮组（13）包括相互垂直的Ⅰ号伞齿轮（13a）和Ⅱ号伞齿轮（13b）互相啮合，第Ⅱ伞齿轮组（20）包括相互垂直的Ⅲ号伞齿轮（20a）和Ⅳ号伞齿轮（20b）互相啮合。

3.根据权利要求1所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的传动箱（1）的一个开口处形成突出部（12），突出部（12）与联轴器（11）之间设置环状压盖（10a），突出部（12）与输入轴（10）之间依次设置有油封（10b）和轴承（10c）。

4.根据权利要求1所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的输入轴（10）另一端与传动箱（1）另一个开口之间还安装轴承（10c），传动箱（1）另一个开口外侧设置连接于传动箱（1）的压盖（10d）。

5.根据权利要求1所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的传动轴（14）通过轴承（10c）、隔套（14a）、轴承座（14b）安装于传动箱（1）内。

6.根据权利要求1所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的联接轴（16）通过两端轴承（10c）安装于联接套（2）内，两端的两个轴承之间设置有隔套（16a）和Ⅰ号定位套（16b）。

7.根据权利要求1所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的传动套（21）一端内部套接配油盘输入轴（22）外侧，传动套（21）另一端中心处安装有贯穿传动套（21）并且延伸至配油盘输入轴（22）内部的螺钉(23)。

8.根据权利要求2所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的Ⅳ号伞齿轮(20b)和Ⅱ号电磁离合器(24)一端之间设置Ⅱ号定位套(25)。

9.根据权利要求1所述的旋挖钻机混合动力切换装置，其特征在于：所述的降压启动模块（5）为电机（4）启动供电，离合器控制模块（6）控制Ⅰ号电磁离合器（15）和Ⅱ号电磁离合器（24）的吸合和断开，充电控制模块（7） 为电瓶充电，工作状态指示灯模块（8）控制指示灯的打开和关闭。

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