CN108199510A - 组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，包括截割头，旋转轴，所述旋转轴上设有无框组合式永磁同步直线电机，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件、转子组件，所述定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成，所述每个定子单元独立控制；所述定子组件与前压块和后压块固定连接，所述转子组件固定安装在旋转轴上，所述旋转轴上设有凸台。接通电源后，无框组合式永磁同步直线电机驱动旋转轴旋转，并通过悬臂将动力传递给截割头，从而达到破碎煤岩的目的。本发明在旋转轴上安装了叶轮，散热效果更加显著，且安装方便；本发明的结构相对原有的截割部驱动装置更加简单，便于安装，方便拆卸及设备的保养。

Description

组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置

技术领域

本发明涉及掘进机，尤其涉及组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置。

背景技术

在煤炭行业中，掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，掘进机主要包括掘进机主体及与掘进机主体相连接的截割部，其中截割部包括连接于掘进机主体的截割电机、与截割电机相连接的截割减速机、伸缩部、伸缩液压缸及具有多个截割齿的截割头。截割减速器两端的法兰盘分别与电动机和悬臂段连接成一体，悬臂段中的传动轴通过花键及螺钉与截割头组件相连接。电动机经截割减速器、悬臂段中的传动轴驱动截割头组件旋转截割煤、岩。截割部靠销轴与截割头升降油缸相连接，靠销轴与截割头回转台相连接。在截割头升降油缸推动下，可绕销轴上下摆动；在截割头回转油缸推动下，可随截割头回转台左、右摆动。

例如中国专利文献CN201310065479.2掘进机截割部，一种掘进机截割部，包括截割头、伸缩装置、伸缩油缸、截割减速机、截割电机和截割部护板，其特征在于：掘进机截割部还有一个动力箱体，伸缩油缸、截割减速机和截割电机均安装在动力箱体中，动力箱体的前后端均为连接法兰，伸缩装置和截割减速机的壳体通过前端连接法兰连接，截割减速机的输入端与截割电机的输出端通过联轴器连接，截割电机的壳体与动力箱体后端连接法兰连接，伸缩油缸的壳体固定安装在动力箱体两侧的内壁上,截割部护板安装在动力箱体的外壁上；伸缩油缸的缸杆伸出动力箱体与伸缩装置连接，截割头位于伸缩装置的前端。该发明专利的截割头采用电机和减速机驱动，这种驱动方式能耗大，结构复杂。

因此，亟需组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置来解决上述技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，包括截割头，旋转轴，所述旋转轴上设有无框组合式永磁同步直线电机，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件、转子组件，所述定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成，所述每个定子单元独立控制，所述定子单元包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组；所述定子组件与前压块和后压块固定连接，所述转子组件固定安装在旋转轴上，所述旋转轴上设有凸台。

所述定子单元为扇形弧状结构的定子单元或扇形盘状结构的定子单元。

接通电源后，无框组合式永磁同步直线电机驱动旋转轴旋转，并通过悬臂将动力传递给截割头，从而达到破碎煤岩的目的。

优先地，所述旋转轴通过第一轴承和第二轴承安装在所述前压块和所述后压块上。

优先地，所述转子组件包括磁钢基板，所述磁钢基板周向均布在所述旋转轴的凸台上。将旋转轴的凸台作为转子基座用，使得旋转轴与电机融为一体，传送动力更稳定，能耗损失更小。

为所述扇形弧状结构的定子单元的磁钢基板为弧形磁钢基板；为所述扇形盘状结构的定子单元的磁钢基板为盘形磁钢基板。

优先地，所述前压块与所述凸台的一端之间设有第一叶轮；所述后压块与所述凸台的另一端之间设有第二叶轮。主要用于无框组合式永磁同步直线电机的散热工作，无框组合式永磁同步直线电机在运行时会产生大量的热量，如果不能及时散热会严重影响到电机的使用寿命而且存在一定的危险性。

优先地，所述第一叶轮包括第一叶片、第一叶轮盘，所述第一叶片均布在第一叶轮盘上；所述第二叶轮包括第二叶片、第二叶轮盘，所述第二叶片均布在第二叶轮盘上；所述第一叶轮通过第一叶轮盘固定安装在所述旋转轴上，所述第二叶轮通过所述第二叶轮盘固定安装在所述旋转轴上；所述第一叶片与所述第二叶片方向相反，所述第一叶轮用于进气，所述第二叶轮排气。其目的在于，增加空气的流通，增加散热效果。由于第一叶轮和第二叶轮是直接安装在所述旋转轴上的，当所述无框式永磁同步电机带动所述旋转轴转动的同时第一叶轮、第二叶轮也会随之转动，减少现有风扇散热用的动力源，并且第一叶片和第二叶片相反设置，在所述旋转轴转动过程中，所述第一叶片起到进气的作用，第二叶片起到排气的作用，实现对无框式永磁同步电机降温的作用。

优先地，所述定子组件还包括定子基座，所述前压块及所述后压块分别与所述定子基座固定连接。

用于安装呈扇形弧状结构的定子单元的定子基座为弧形定子基座，用于安装呈扇形盘状结构的定子单元的定子基座为盘形定子基座。

优先地，所述定子基座上设有通风孔，所述通风孔的位置与所述第一叶轮及所述第二叶轮的位置相对应，所述通风孔内设有防尘网。通风孔与第一叶轮和第二叶轮配合使用，增加了空气的流通并起到绕流作用，从所述通风孔进来的空气分别绕过所述第一叶片、第二叶片，从而进一步提高散热效果，并且所述通风孔内的防尘网有效防止了粉尘进入无框式永磁电机的内部，避免了灰尘对电机的损坏，从而增加了电机的寿命。

优先地，所述第一轴承通过所述前压块及第一顶盖固定所述旋转轴上的周向位置，所述第二轴承通过所述后压块、第二顶盖及限位螺母固定在所述旋转轴上的周向位置。

所述扇形弧状结构的定子单元、弧形定子基座、弧形磁钢基板及用于安装弧形磁钢基板的凸台组合为无框组合式永磁同步弧形直线电机；所述扇形盘状结构的定子单元、盘形定子基座、盘形磁钢基板及用于安装盘形磁钢基板的凸台组合为无框组合式永磁同步盘形直线电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、采用无框组合式永磁同步直线电机替代原驱动装置，省略了中间驱动环节，减少了能量损耗，增大了传动动力；2、在旋转轴上安装了叶轮，散热效果更加显著，且安装方便，减少了动力源，与无框式永磁同步电机同步，当无框式永磁同步电机接通电源开始运行时，叶轮也开始运转，同步进行散热工作；3、本发明的结构相对原有的截割部驱动装置更加简单，便于安装，方便拆卸及设备的保养。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图2为无框组合式永磁同步直线电机的端面图。

图3为扇形弧状结构的定子单元的结构示意图。

图4为弧形磁钢基板的结构示意图。

图5为实施例2的结构示意图。

图6为第一叶轮的结构示意图。

图7为第一叶片方向的示意图。

图8为第二叶片方向的示意图。

图9为实施例3的结构示意图。

图10为扇形盘状结构的定子单元的结构示意图。

图11为盘形磁钢基板的结构示意图。

图12为实施例4的结构示意图。

图中：1、截割头；2、旋转轴；201、凸台；3、无框组合式永磁同步直线电机；31、定子组件；311、扇形弧状结构的定子单元；312、弧形定子基座；313、通风孔；3131、防尘网；314、扇形盘状结构的定子单元；315、盘形定子基座；32、转子组件；321、弧形磁钢基板；322、盘形磁钢基板；4、前压块；5、后压块；6、第一轴承；7、第二轴承；8、第一叶轮；801、第一叶片；802、第一叶轮盘；9、第二叶轮；901、第二叶片；902、第二叶轮盘；10、第一顶盖；11、第二顶盖；12、限位螺母；13、悬臂；14、无框组合式永磁同步弧形直线电机；15、无框组合式永磁同步盘形直线电机。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

如图1-4所示，组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，包括截割头1，旋转轴2，所述旋转轴2上设有无框组合式永磁同步直线电机3，所述无框组合式永磁同步直线电机3包括定子组件31、转子组件32，所述定子组件31由若干呈扇形弧状结构的定子单元311组成，所述每个扇形弧状结构的定子单元311独立控制，所述扇形弧状结构的定子单元311包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组；所述定子组件31与前压块4和后压块5固定连接，所述转子组件32固定安装在旋转轴2上。

具体的，所述旋转轴2通过第一轴承6和第二轴承7安装在所述前压块4和所述后压块5上。

所述转子组件32包括弧形磁钢基板321，所述弧形磁钢基板321周向均布在所述旋转轴2的凸台201上。将旋转轴2的凸台201作为无框组合式永磁同步直线电机的转子基座用，使得旋转轴2与无框组合式永磁同步直线电机融为一体，传送动力更稳定，能耗损失更小。

所述定子组件31还包括弧形定子基座312，所述前压块4及所述后压块5分别与所述弧形定子基座312固定连接。

所述第一轴承6通过所述前压块4及第一顶盖10固定所述旋转轴2上的周向位置，所述第二轴承7通过所述后压块5、第二顶盖11及限位螺母12固定在所述旋转轴2上的周向位置。

所述扇形弧状结构的定子单元311、弧形定子基座312、弧形磁钢基板321的组合为无框组合式永磁同步弧形直线电机。所述无框组合式永磁同步弧形直线电机的定子组件31由2组以上的扇形弧状结构的定子单元311组成，优先选择为6组。

接通电源后，所述扇形弧状结构的定子单元311为所述弧形磁钢基板321提供一个径向旋转的磁场，所述无框组合式永磁同步弧形直线电机驱动所述旋转轴2旋转，并通过所述悬臂13将动力传递给所述截割头1，从而达到破碎煤岩的目的。

实施例2

本如图5-8所示，组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，本实施例与实施例1的原理和结构类似，与实施例1的区别在于：所述前压块4与所述凸台201的一端之间设有第一叶轮8；所述后压块5与所述凸台201的另一端之间设有第二叶轮9。所述第一叶轮8及所述第二叶轮9直接固定安装在所述旋转轴2上。其目的在于，主要用于无框组合式永磁同步直线电机的散热工作，无框组合式永磁同步直线电机在运行时会产生大量的热量，如果不能及时散热会严重影响到电机的使用寿命而且存在一定的危险性。

所述第一叶轮8包括第一叶片801、第一叶轮盘802，所述第一叶片801均布在第一叶轮盘802上；所述第二叶轮9包括第二叶片901、第二叶轮盘902，所述第二叶片901均布在第二叶轮盘902上；所述第一叶片801与所述第二叶片901方向相反，所述第一叶轮8用于进气，所述第二叶轮9排气。所述第一叶轮8通过第一叶轮盘802固定安装在所述旋转轴2上，所述第二叶轮9通过第二叶轮盘902固定安装在所述旋转轴2上。安装第一叶轮8及第二叶轮9的主要目的在于增加空气的流通，增加散热效果。由于第一叶轮8和第二叶轮9是直接安装在所述旋转轴2上的，当所述无框式永磁同步电机带动所述旋转轴2转动的同时第一叶轮8、第二叶轮9也会随之转动，减少现有风扇散热用的动力源，并且第一叶片801和第二叶片901相反设置，在所述旋转轴2转动过程中，所述第一叶片801起到进气的作用，第二叶片901起到排气的作用，实现对无框式永磁同步电机降温的作用。

所述弧形定子基座312上设有通风孔313，所述通风孔313的位置与所述第一叶轮8及所述第二叶轮9的位置相对应。所述通风孔313与所述第一叶轮8和所述第二叶轮9配合使用，增加了空气的流通并起到绕流作用，从所述通风孔313进来的空气分别绕过所述第一叶片801、第二叶片901，从而进一步提高散热效果，并且所述通风孔313内的防尘网3131有效防止了灰尘进入无框式永磁电机的内部，避免了灰尘对电机的损坏，从而增加了电机的寿命。

实施例3

如图9-11所示，组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，本实施例与实施例1或实施例2的原理和结构类似，与实施例1或实施例2的区别在于：所述无框组合式永磁同步直线电机3包括定子组件31、转子组件32，所述定子组件31由若干呈扇形盘状结构的定子单元314组成，所述每个扇形盘状结构的定子单元314独立控制，所述扇形盘状结构的定子单元314包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组。

所述转子组件32包括盘形磁钢基板322，所述盘形磁钢基板322周向均布在所述旋转轴2的凸台201上。

所述定子组件31还包括盘形定子基座315，所述前压块4及所述后压块5分别与所述盘形定子基座315固定连接。

所述扇形盘状结构的定子单元314、盘形定子基座315、盘形磁钢基板322的组合为无框组合式永磁同步盘形直线电机。所述无框组合式永磁同步盘形直线电机的定子组件31由2组以上的扇形盘状结构的定子单元314组成，优先选择为6组。

接通电源后，所述扇形盘状结构的定子单元314为所述盘形磁钢基板322提供一个轴向旋转的磁场，所述无框组合式永磁同步盘形直线电机15驱动所述旋转轴2旋转，并通过所述悬臂13将动力传递给所述截割头1，从而达到破碎煤岩的目的。

实施例4

如图12所示，组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，本实施例与实施例1或实施例2或实施例3的原理和结构类似，与实施例1或实施例2或实施例3的区别在于：所述无框组合式永磁同步直线电机为无框组合式永磁同步弧形直线电机14和无框组合式永磁同步盘形直线电机15的组合。

所述弧形定子基座312、盘形定子基座315固定连接。

接通电源后，所述扇形弧状结构的定子单元311为所述弧形磁钢基板321提供一个径向旋转的磁场；所述扇形盘状结构的定子单元314为所述盘形磁钢基板322提供一个周向旋转的磁场；所述无框组合式永磁同步弧形直线电机14和无框组合式永磁同步盘形直线电机15共同驱动所述旋转轴2旋转，并通过所述悬臂13将动力传递给所述截割头1，从而达到破碎煤岩的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (8)

1.组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，包括截割头，旋转轴，其特征在于，所述旋转轴上设有无框组合式永磁同步直线电机，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件、转子组件，所述定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成，所述每个定子单元独立控制，所述定子单元包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组；所述定子组件与前压块和后压块固定连接，所述转子组件固定安装在旋转轴上，所述旋转轴上设有凸台。

2.根据权利要求1所述组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，其特征在于，所述旋转轴通过第一轴承和第二轴承安装在所述前压块和所述后压块上。

3.根据权利要求1所述组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，其特征在于，所述转子组件包括磁钢基板，所述磁钢基板周向均布在所述旋转轴的凸台上。

4.根据权利要求1所述组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，其特征在于，所述前压块与所述凸台的一端之间设有第一叶轮；所述后压块与所述凸台的另一端之间设有第二叶轮。

5.根据权利要求4所述组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，其特征在于，所述第一叶轮包括第一叶片、第一叶轮盘，所述第一叶片均布在第一叶轮盘上；所述第二叶轮包括第二叶片、第二叶轮盘，所述第二叶片均布在第二叶轮盘上；所述第一叶轮通过第一叶轮盘固定安装在所述旋转轴上，所述第二叶轮通过所述第二叶轮盘固定安装在所述旋转轴上；所述第一叶片与所述第二叶片方向相反，所述第一叶轮用于进气，所述第二叶轮排气。

6.根据权利要求1所述组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，其特征在于，所述定子组件还包括定子基座，所述前压块及所述后压块分别与所述定子基座固定连接。

7.根据权利要求6所述组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，其特征在于，所述定子基座上设有通风孔，所述通风孔的位置与所述第一叶轮及所述第二叶轮的位置相对应，所述通风孔内设有防尘网。

8.根据权利要求2所述组合式永磁直线电机直驱的掘进机截割部驱动装置，其特征在于，所述第一轴承通过所述前压块及第一顶盖固定所述旋转轴上的周向位置，所述第二轴承通过所述后压块、第二顶盖及限位螺母固定在所述旋转轴上的周向位置。