CN105197020A - 集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下辅助运输设备零部件的设计与制造技术领域，为了解决现有梭车制动系统存在的转向差速功能差、制动冲击大等问题，本发明提供了一种集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，所述梭车的驱动前桥和驱动后桥分别由两组并联的驱动系统分别控制，所述各组驱动系统包括电机、一级减速器、轮边减速器Ⅰ和轮边减速器Ⅱ，轮边减速器Ⅰ和轮边减速器Ⅱ对称安装于相应梭车驱动桥的横向传动轴两端，且轮边减速器Ⅰ和轮边减速器Ⅱ位于梭车的行走胶轮内侧，所述轮边减速器Ⅰ通过传动轴与一级减速器的输出端连接，一级减速器由电机驱动。本发明利用两组并联的驱动系统，改善了轮胎磨损、轮边减速器偏载问题，提高了电机功率利用率。

Description

集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统

技术领域

本发明属于煤矿井下辅助运输设备零部件的设计与制造技术领域，具体涉及一种集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统。

背景技术

目前，国内外梭车多采用图2所示的轮边传动系统，采用两侧分开驱动/制动的方式，两侧分别由电机驱动一级减速器，一级减速器驱动传动轴，传动轴驱动轮边减速器，轮胎安装于轮边减速器上。靠近电机的轮边减速器同时驱动另一传动轴，该传动轴驱动远离电机的另一个轮边减速器。

电机置于梭车两侧，两轮边减速器纵向串联布置，同侧电机驱动同侧的两轮边减速器；制动器安装于一级减速器上，在高速级制动。这样的布置方式适用于安装于普通梭车（10t梭车、15t梭车）上，采用的是申请号为201010290044.4的梭车轮边减速器，可有效的降低梭车整车机身高度，适应性强，亦可用于煤层较低的矿井条件。

但该传动系统在实际使用时，存在以下不足：

1）转向差速功能差：该系统的转向差速功能通过传感器实现，对电气控制要求高，电控成本较高，而传感器的灵敏度较低且易损坏，易造成两侧驱动轮滑移，导致轮胎磨损严重，降低了轮胎的使用寿命；两侧轮边减速器偏载，易造成一侧轮边减速器因偏载提前损坏；两侧电机输出功率不平衡，易造成一侧电机功率利用率低，一侧电机长期过载而损坏电机。

2）制动冲击大：制动器安装于一级减速器上，高速级制动，制动器寿命短；制动对轮边减速器、传动轴的冲击大，易造成轮边减速器、传动轴损坏；且高速级制动，若低速级某一环节损坏，会直接影响梭车制动性能，存在安全隐患。

3）两轮边减速器纵向串联布置，若一轮胎打滑，另一轮胎则过载，电机功率不能分配均匀，易造成过载的轮边减速器提前损坏。

4）制动和减速分开设置，形成功能上的脱节和不协调，给梭车运行带来安全隐患。

发明内容

本发明为了解决现有梭车制动系统存在的转向差速功能差、制动冲击大等问题，提供了一种集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统。

本发明采用如下技术方案：

一种集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，所述梭车的驱动前桥和驱动后桥分别由结构相同但相互独立的驱动系统控制（即驱动前桥和驱动后桥由两组并联的驱动系统分别控制），所述各组驱动系统包括电机、一级减速器、轮边减速器Ⅰ和轮边减速器Ⅱ，轮边减速器Ⅰ和轮边减速器Ⅱ对称安装于相应梭车驱动桥的横向传动轴两端，且轮边减速器Ⅰ和轮边减速器Ⅱ位于梭车的行走胶轮内侧，所述轮边减速器Ⅰ通过传动轴与一级减速器的输出端连接，一级减速器由电机驱动。

所述驱动前桥的电机与驱动后桥的电机呈对角布置。

所述轮边减速器Ⅰ包括轮毂架、弧齿锥齿轮变速组合和行星齿轮变速组合，弧齿锥齿轮变速组合安装于轮毂架内，弧齿锥齿轮变速组合和行星齿轮变速组合通过球笼式联轴器连接，所述弧齿锥齿轮变速组合包括相啮合并由第一轴承架、圆柱滚子轴承固定的小锥齿轮和大锥齿轮；所述行星齿轮变速组合包括外齿架、行星架、太阳轮和三个行星轮，三个行星轮分别安装在三个行星轴上，行星轮与行星轴之间设有行星轴承，各行星轮与外齿架啮合连接，外齿架与轮毂架通过销轴回转连接，行星架与外齿架配合连接并由第三轴承架固定，所述轮毂架内还安装有差速器，差速器与大锥齿轮连接并由球轴承、第二轴承架固定，差速器右端与球笼式联轴器花键连接，球笼式联轴器与太阳轮花键连接；所述外齿架与行星架之间设有轮边湿式制动器。

所述差速器的右端安装有液压控制的差速锁。

所述轮边湿式制动器内装有由液压制动的复位簧和摩擦片，复位簧由12个圆圈形小弹簧并排环形设置组成；摩擦片由5个静摩擦片和5个动摩擦片组成，均为圆圈片形体。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明运用于重型梭车，梭车的驱动前桥和驱动后桥由两组驱动系统并联控制，两组驱动系统由两个电机驱动，两电机置于梭车两侧（对角位置），无刚性连接，同一驱动桥两侧轮有差速，两个电机的输出转矩和速度会随着负载变化而有所不同，与传统梭车相比，有效避免了因一侧轮胎打滑导致另一侧过载的问题，两侧电机功率均衡不过载，功率利用率高，同时去掉了差速传感器，降低了电气系统控制要求，降低了电气成本；

2、本发明将制动器和轮边减速器集成设计，横向传动轴上的两轮边减速器并联布置，使轮边减速器受载均衡不过载，制动、减速功能一次连续完成，减少了传动环节，功能更紧凑，末级制动，末级以外的其他环节损坏，不影响梭车制动效果，提高了制动可靠性，大幅度提高了梭车的运行安全性，消除了安全隐患；

3、本发明通过轮边减速器实现了轮边制动，整套行走系统的制动冲击小，提高了轮边减速器、传动轴的使用寿命；

4、所述轮边减速器内置有差速器，通过差速器差速，左右车轮速度根据实际状况自适应分配，在附着力良好的路面上，左右轮驱动扭矩基本相同，两侧电机输出功率均衡，在车辆转向或在不平的路面行驶时，能自动实现两侧驱动轮差速滚动，差速效果好，改善了滑移、滑转现象，减缓了轮胎的磨损，提高了功率利用率，提高了轮胎使用寿命；

5、差速器配置有强制差速锁，提高了车辆在恶劣路面的通过能力；

综上，本发明所述的集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，其左右车轮速度能根据实际状况自适应分配，差速效果好，改善了轮胎磨损、轮边减速器偏载问题，提高了电机功率利用率；轮边制动力矩大、使用寿命长、制动冲击小、安全可靠；轮边减速器Ⅰ不但具有驱动、转向功能，还具有差速分动、轮边制动功能。

附图说明

图1为本发明所述重型梭车的行走传动系统图；

图2为普通梭车的行走传动系统图；

图3为图1中轮边减速器Ⅰ的结构主视图；

图4为图1中轮边减速器Ⅰ的结构剖视图；

图中：A-电机、B-一级减速器、C-传动轴、D-横向传动轴、E-轮边减速器Ⅰ、F-轮边减速器Ⅱ、G-轮边减速器Ⅲ、H-制动器、L-行走胶轮；

1-驱动法兰，2-第一轴承架，3-小锥齿轮，4-圆柱滚子轴承，5-球轴承，6-差速器，7-大锥齿轮，8-轮毂架，9-第二轴承架，10-差速锁，11-外齿架，12-复位弹簧，13-摩擦片，14-行星架，15-行星轴承，16-行星轴，17-行星轮，18-太阳轮，19-轮边湿式制动器，20-第三轴承架，21-球笼式联轴器。

具体实施方式

本发明主要用于中厚煤层的矿井条件，运用于整车机身高度和宽度较大的重型梭车（20t及以上的梭车）。如图1所示，梭车的驱动前桥和驱动后桥分开驱动/制动，即并联控制，分别由本发明所述的驱动系统控制，所述的驱动系统包括电机A、一级减速器B、轮边减速器ⅠE和轮边减速器ⅡF，轮边减速器ⅠE和轮边减速器ⅡF对称安装于相应梭车驱动桥的横向传动轴D两端，且轮边减速器ⅠE和轮边减速器ⅡF位于梭车的行走胶轮L内侧，其中轮边减速器ⅠE通过传动轴C与一级减速器B的输出端连接，一级减速器B由电机A驱动。两个电机A位于梭车的两侧，且呈对角线布置，有利于提高梭车行进中的平衡稳定性，防止行进中出现侧滑、偏载。

所述的轮边减速器Ⅰ如图3、4所示，包括轮毂架8、弧齿锥齿轮变速组合和行星齿轮变速组合，弧齿锥齿轮变速组合安装于轮毂架8内，弧齿锥齿轮变速组合和行星齿轮变速组合通过球笼式联轴器21连接，所述弧齿锥齿轮变速组合包括相啮合并由第一轴承架2、圆柱滚子轴承4固定的小锥齿轮3和大锥齿轮7；所述行星齿轮变速组合包括外齿架11、行星架14、太阳轮18和三个行星轮17，三个行星轮17分别安装在三个行星轴16上，行星轮17与行星轴16之间设有行星轴承15，各行星轮17与外齿架11啮合连接，外齿架11与轮毂架8通过销轴回转连接，行星架15与外齿架11配合连接并由第三轴承架21固定，所述轮毂架8内还安装有差速器6，差速器6与大锥齿轮7连接并由球轴承5、第二轴承架9固定，差速器6右端与球笼式联轴器21花键连接，球笼式联轴器21与太阳轮18花键连接；所述外齿架11与行星架14之间设有轮边湿式制动器19，各连接部由螺栓固定，各密封部由密封圈密封。

所述差速器6的右端（即靠近行走胶轮一端）安装有液压控制的差速锁10。本发明采用内置差速器，使梭车转向或在不平的路面行驶时，自动实现两侧驱动轮差速滚动，改善滑移、滑转现象，改善轮胎磨损，提高功率利用率；并配置强制差速锁，提高了车辆在恶劣路面的通过能力。

轮边湿式制动器19内装有由液压制动的复位簧12和摩擦片13，复位簧12由12个圆圈形小弹簧并排环形设置组成；摩擦片13由5个静摩擦片和5个动摩擦片组成，均为圆圈片形体，其摩擦效果好。因此，轮边湿式制动器19的制动力矩大，使用寿命长，制动冲击小，安全可靠。

弧齿锥齿轮变速组合、行星齿轮变速组合要用强度好的合金结构钢制作，齿面淬硬处理，齿形磨制为佳。

其中，本发明中未作特殊说明的构件或零部件均为现有技术。

Claims (5)

1.一种集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，其特征在于：所述梭车的驱动前桥和驱动后桥分别由结构相同但相互独立的驱动系统控制，所述各组驱动系统包括电机（A）、一级减速器（B）、轮边减速器Ⅰ（E）和轮边减速器Ⅱ（F），轮边减速器Ⅰ（E）和轮边减速器Ⅱ（F）对称安装于相应梭车驱动桥的横向传动轴（D）两端，且轮边减速器Ⅰ（E）和轮边减速器Ⅱ（F）位于梭车的行走胶轮（L）内侧，所述轮边减速器Ⅰ（E））通过传动轴（C）与一级减速器（B）的输出端连接，一级减速器（B）由电机（A）驱动。

2.根据权利要求1所述的集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，其特征在于：所述驱动前桥的电机（A）与驱动后桥的电机（A）呈对角布置。

3.根据权利要求1所述的集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，其特征在于：所述轮边减速器Ⅰ（E）包括轮毂架（8）、弧齿锥齿轮变速组合和行星齿轮变速组合，弧齿锥齿轮变速组合安装于轮毂架（8）内，弧齿锥齿轮变速组合和行星齿轮变速组合通过球笼式联轴器（21）连接，所述弧齿锥齿轮变速组合包括相啮合并由第一轴承架（2）、圆柱滚子轴承（4）固定的小锥齿轮（3）和大锥齿轮（7）；所述行星齿轮变速组合包括外齿架（11）、行星架（14）、太阳轮（18）和三个行星轮（17），三个行星轮（17）分别安装在三个行星轴（16）上，行星轮（17）与行星轴（16）之间设有行星轴承（15），各行星轮（17）与外齿架（11）啮合连接，外齿架（11）与轮毂架（8）通过销轴回转连接，行星架（15）与外齿架（11）配合连接并由第三轴承架（21）固定；所述轮毂架（8）内还安装有差速器（6），差速器（6）与大锥齿轮（7）连接并由球轴承（5）、第二轴承架（9）固定，差速器（6）右端与球笼式联轴器（21）花键连接，球笼式联轴器（21）与太阳轮（18）花键连接；所述外齿架（11）与行星架（14）之间设有轮边湿式制动器（19）。

4.根据权利要求3所述的集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，其特征在于：所述差速器（6）的右端安装有液压控制的差速锁（10）。

5.根据权利要求3所述的集差速分动、湿式制动一体的重型梭车轮边驱动系统，其特征在于：所述轮边湿式制动器（19）内装有由液压制动的复位簧(12)和摩擦片(13)，复位簧(12)由12个圆圈形小弹簧并排环形设置组成；摩擦片(13)由5个静摩擦片和5个动摩擦片组成，均为圆圈片形体。