CN104500062A - 采煤机截割部动力传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采煤机截割部动力传动装置，包括设置在摇臂端部的动力源模块和安装在滚筒内的减速模块，所述动力源模块包括电动机和动力耦合轮系，该电动机通过电缆连接有变频器，所述动力耦合轮系包括传动齿轮、惰轮和传动齿圈，传动齿轮位于传动齿圈内侧并固套在电动机的输出轴上；所述减速模块为行星轮系，包括太阳轮、行星齿轮、行星架和减速齿圈，其中，太阳轮固套在传动轴上，减速齿圈与滚筒固定连接。本发明缩短了传动链，实现了动力的短程、高效传递；提高了采煤机对变化煤层的适应性；采煤机传动系统模块化程度高，方便装配及维修。

Description

采煤机截割部动力传动装置
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，涉及一种采煤机，具体涉及一种采煤机截割部动力传动装置。
背景技术
目前，公知的采煤机截割部动力传动装置由截割电动机、惰轮传动链和行星减速机构组成，电动机安装于靠近机身的摇臂一端，电动机动力通过惰轮传动链传递至行星减速机构，并由行星架输出，驱动滚筒转动。
电动机动力的传递路线长，动力传递过程中，因齿轮机械啮合而消耗的功率增加，从而降低了传动系统总效率。采煤机工作过程中，煤质不均匀，截割载荷频繁变化，引起传动系统的扭转振动将进一步降低传动效率。
采煤机工作过程中，煤岩性质变化较大，理想的截割方式是滚筒转速随煤岩变化而实时变化。同时，采煤机前后滚筒相距较远，工作时采煤面煤层性质也不尽相同，故前、后两个滚筒需要工作于不同的转速。而目前采煤机工作过程中，滚筒转速设为定值，由于滚筒转速不可调，故对变化煤层的适应性差。
另外，采煤机传动系统零部件多，结构复杂，模块化程度低，而且井下工作条件极其恶劣，导致采煤机维修十分不便。
发明内容
为解决现有技术中采煤机动力传动线路长、系统效率低、对变化煤层适应性差和传动系统模块化程度低的问题，本发明提供了一种传动效率高、对变化煤层适应性好、模块化程度高的采煤机截割部动力传动装置。
其技术方案如下：
一种采煤机截割部动力传动装置，包括设置在摇臂端部的动力源模块和安装在滚筒内的减速模块，其要点在于：所述动力源模块包括电动机和动力耦合轮系，该电动机通过电缆连接有变频器，以进行转速控制，所述动力耦合轮系包括传动齿轮、惰轮和传动齿圈，传动齿轮位于传动齿圈内侧并固套在电动机的输出轴上，惰轮位于传动齿圈和传动齿轮之间，并分别与传动齿圈和传动齿轮啮合，传动齿圈中心固设有传动轴；
所述减速模块为行星轮系，包括太阳轮、行星齿轮、行星架和减速齿圈，其中，太阳轮固套在传动轴上，行星齿轮设置在行星架上，并与太阳轮啮合，所述减速齿圈位于行星齿轮外侧，并与该行星齿轮啮合，减速齿圈与滚筒固定连接。
采用以上结构，电动机输出动力经传动齿圈耦合后，由减速齿圈驱动滚筒转动，与传统采煤机相比，缩短了传动链，实现了动力的短程、高效传递；通过变频器对电动机转速的控制，实现滚筒的无级调速，提高了采煤机对变化煤层的适应性，另外，本发明将电动机、动力耦合轮系和减速行星轮系分别集成为独立的模块，提高了采煤机传动系统的模块化程度，方便装配及维修。
作为优选，所述电动机至少为两个，本发明中优选为三个，并以滚筒轴线为中心线，沿周向均布于防爆壳体内，该防爆壳体安装在滚筒靠近摇臂的一侧。采用以上结构，利用多个电机共同提供截割动力，能够进一步缩短传动链，提高采煤机对变化煤层的适应性。
作为优选，所述防爆壳体外表面的截面为正六边形，内表面的截面为圆形，该防爆壳体安装于截割部壳体内；所述截割部壳体具有正六边形的内腔，该内腔与防爆壳体外表面截面形状相应。该结构，能够保证防爆壳体的可靠安装，防止防爆壳体绕滚筒轴线旋转。
作为优选，为方便安装惰轮，所述防爆壳体左侧端面固设有惰轮支撑轴，所述惰轮活套在该惰轮支撑轴上。
作为优选，所述减速齿圈外圆表面上设有外花键，滚筒内圆表面设有与该外花键相适配的内花键，以实现减速齿圈与滚筒的可靠连接，并且传动平稳，对中性好。
作为优选，所述变频器和电缆均置于摇臂壳体内，以保障设备使用安全，避免工作过程中，电缆拖拽损伤，引发安全事故。
作为优选，所述滚筒一端通过轴承支撑于截割部壳体外圆表面，该滚筒左侧端面安装有端盖，采用以上结构，能够确保滚筒的轴向定位和可靠密封。
有益效果：采用以上技术方案的采煤机截割部动力传动装置，缩短了传动链，实现了动力的短程、高效传递；提高了采煤机对变化煤层的适应性；采煤机传动系统模块化程度高，方便装配及维修。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A处的剖视图；
图中，1、传动齿圈，1a、传动轴，2、惰轮，3、惰轮支撑轴，4、传动齿轮，5、截割部壳体，6、防爆壳体，7、电动机，8、中心支架，9、电缆，10、连接键，11、摇臂，12、变频器，13、减速齿圈，14、行星轮，15、行星架，16、端盖，17、太阳轮，18、滚筒。
具体实施方式
本发明的核心在于利用若干转速可调的小功率电机共同提高截割动力，经动力耦合轮系、减速行星轮系进行动力传递，以缩短传动链，实现动力的短程、高效传递，并通过变频器对电机转速的控制，实现截割滚筒的无级调速，提高采煤机对变化煤层的适应性。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种采煤机截割部动力传动装置，包括设置在摇臂11端部的动力源模块和安装在滚筒18内的减速模块，动力源模块作为一个整体从截割部壳体5后端装入，减速模块从截割部壳体5的前端进行装配。
动力源模块包括电动机7和动力耦合轮系，该电动机7通过电缆9连接有变频器12，以进行转速控制，变频器12布置于摇臂11的壳体内，并使用螺栓固定在摇臂11的侧面，变频器12至电动机7的电缆9也布置于采煤机摇臂11的壳体内，避免电缆9的拖拽损伤。
结合图2可以看出，电动机7共为3个，并以滚筒18轴线为中心线，沿周向均布，电动机7外侧设有防爆壳体6，该防爆壳体6安装于截割部壳体5内，其外表面的截面为正六边形，内表面截面为圆形。
截割部壳体5安装于靠近滚筒18的摇臂11端部，在用于安装防爆壳体6的部分，设计有截面为正六边形的内腔，与防爆壳体6外表面截面形状相同，限制防爆壳体6绕滚筒18轴线旋转，截割部壳体5其余部分内腔的截面形状为圆形。
电动机7安装于中心支架8上，中心支架8安装在防爆壳体6右端面，电动机7在其与中心支架8接触的外圆表面加工有花键，与中心支架8表面的键槽配合，固定于电动机7外圆表面的连接键10与防爆壳体6内圆的键槽相配合，花键与连接键10共同承受电动机转子对定子的反作用转矩。
由图1可以看出，所述动力耦合轮系布置于电动机7输出轴一侧，包括传动齿轮4、惰轮2和传动齿圈1，传动齿轮4位于传动齿圈1内侧并固套在电动机7的输出轴上，惰轮2位于传动齿圈1和传动齿轮4之间，并分别与传动齿圈1和传动齿轮4啮合，传动齿圈1中心固设有传动轴1a，传动齿轮4为动力输入元件，传动齿圈1上的传动轴1a为动力输出元件，在防爆壳体6的右侧端面固定有水平设置的惰轮支撑轴3，惰轮2活套在该惰轮支撑轴3上。
所述减速模块为行星轮系，作为一个独立的模块，其包括太阳轮17、行星齿轮14、行星架15和减速齿圈13，其中，太阳轮17作为动力输出元件，减速齿圈13作为动力输出元件。
太阳轮17通过花键固套在传动轴1a上，截割部壳体5左侧封闭，并设有供传动轴1a穿过的座孔，行星架15上设有支撑座，传动轴1a端部可转动地安装在该支撑座内。
行星齿轮14共为3个，以滚筒18轴线为中心线，沿周向均布，其设置在行星架15上，并分别与太阳轮17和外侧的减速齿圈13啮合，行星架15通过螺栓固设于截割部壳体5左侧端面。
所述减速齿圈13外圆表面加工有外花键(图中未示出)，滚筒18内圆表面加工有与该外花键相适配的内花键，使减速齿圈13与滚筒18固定。
滚筒18通过轴承支撑于截割部壳体5外圆表面，在滚筒18内圆与截割部壳体5外圆之间设有滑动密封，滚筒18左侧端面的外侧安装有端盖16，起密封和轴向定位的作用，并形成二次隔爆侧。
本发明的工作原理如下：
各电动机7的动力经传动齿轮4和惰轮2的传递，在传动齿圈1耦合，耦合方式为转矩耦合。传动齿圈1通过传动轴1a驱动太阳轮17，动力经行星轮14传递至减速齿圈13，驱动滚筒18转动。电动机7通过变频器12可实现无级调速，提高采煤机适应性。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种采煤机截割部动力传动装置，包括设置在摇臂(11)端部的动力源模块和安装在滚筒(18)内的减速模块，其特征在于：所述动力源模块包括电动机(7)和动力耦合轮系，该电动机(7)通过电缆(9)连接有变频器(12)，以进行转速控制，所述动力耦合轮系包括传动齿轮(4)、惰轮(2)和传动齿圈(1)，传动齿轮(4)位于传动齿圈(1)内侧并固套在电动机(7)的输出轴上，惰轮(2)位于传动齿圈(1)和传动齿轮(4)之间，并分别与传动齿圈(1)和传动齿轮(4)啮合，传动齿圈(1)中心固设有传动轴(1a)；
所述减速模块为行星轮系，包括太阳轮(17)、行星齿轮(14)、行星架(15)和减速齿圈(13)，其中，太阳轮(17)固套在传动轴(1a)上，行星齿轮(14)设置在行星架(15)上，并与太阳轮(17)啮合，所述减速齿圈(13)位于行星齿轮(14)外侧，并与该行星齿轮(14)啮合，减速齿圈(13)与滚筒(18)固定连接。
2.根据权利要求1所述的采煤机截割部动力传动装置，其特征在于：所述电动机(7)至少为两个，并以滚筒(18)轴线为中心线，沿周向均布于防爆壳体(6)内，该防爆壳体(6)安装在滚筒(18)靠近摇臂(11)的一侧。
3.根据权利要求2所述的采煤机截割部动力传动装置，其特征在于：所述防爆壳体(6)外表面的截面为正六边形，内表面的截面为圆形，该防爆壳体(6)安装于截割部壳体(5)内；所述截割部壳体(5)具有正六边形的内腔，该内腔与防爆壳体(6)外表面截面形状相应。
4.根据权利要求3所述的采煤机截割部动力传动装置，其特征在于：所述防爆壳体(6)左侧端面固设有惰轮支撑轴(3)，所述惰轮(2)活套在该惰轮支撑轴(3)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的采煤机截割部动力传动装置，其特征在于：所述减速齿圈(13)外圆表面上设有外花键，滚筒(18)内圆表面设有与该外花键相适配的内花键。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的采煤机截割部动力传动装置，其特征在于：所述变频器(12)和电缆(9)均置于摇臂(11)壳体内。
7.根据权利要求3或4所述的采煤机截割部动力传动装置，其特征在于：所述滚筒(18)一端通过轴承支撑于截割部壳体(5)外圆表面，该滚筒(18)左侧端面安装有端盖(16)。
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