CN108222932A - 一种无框式永磁同步电机直驱的掘进机截割部驱动装置 - Google Patents

一种无框式永磁同步电机直驱的掘进机截割部驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无框式永磁同步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式永磁同步电机，所述无框式永磁同步电机包括定子组件、转子组件，所述定子组件包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上定子绕组，所述定子铁芯为一体成型的环形柱或环形盘；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。本发明采用无框式永磁同步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；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

一种无框式永磁同步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，尤其涉及一种无框式永磁同步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，亟需一种无框式永磁同步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一种无框式永磁同步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。
一种无框式永磁同步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式永磁同步电机，所述无框式永磁同步电机包括定子组件、转子组件，所述定子组件包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上定子绕组，所述定子铁芯为一体成型的环形柱或环形盘；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。
所述一体成型的环形柱状结构的定子铁芯为第一定子铁芯，所述缠绕在第一定子铁芯上的定子绕组为第一定子绕组；所述一体成型的环形盘状的定子铁芯为第二定子铁芯，所述缠绕在第二定子铁芯上的定子绕组为第二定子绕组。
接通电源后，无框式永磁同步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。
优选地，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。
优选地，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。
所述磁钢基板为所述定子铁芯提供旋转磁场；为所述第一定子铁芯提供旋转磁场的磁钢基板为弧形磁钢基板；为所述第二定子铁芯提供旋转磁场的磁钢基板为盘形磁钢基板。
优选地，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。所述第一叶轮及所述第二叶轮直接固定安装在所述旋转轴上。主要用于无框式永磁同步电机的散热工作，无框式永磁同步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。
优选地，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。
优选地，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。
用于安装所述第一定子铁芯的定子基座为弧形定子基座，用于安装所述第二定子铁芯的定子基座为盘形定子基座。
优选地，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扰流作用，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，从而延长了电机的寿命。
优选地，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。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、采用无框式永磁同步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为无框式永磁同步电机的端面图。
图3为第一定子铁芯的结构示意图。
图4为弧形磁钢基板的结构示意图。
图5为本发明实施例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为本发明实施例3的结构示意图。
图10为第二定子铁芯结构示意图。
图11为盘形磁钢基板结构示意图。
图中：1、截割头；2、旋转轴；201、凸台；3、无框式永磁同步电机；31、定子组件；311、第一定子铁芯；312、第一定子绕组；313、弧形定子基座；314、通风孔；3141、防尘网；315、第二定子铁芯；316、第二定子绕组；317、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。
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，一种无框式永磁同步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上设有无框式永磁同步电机3，所述无框式永磁同步电机3包括定子组件31、转子组件32，所述定子组件31包括第一定子铁芯311及缠绕在第一定子铁芯311上第一定子绕组312，所述第一定子铁芯311为一体成型的环形柱状结构；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；所述旋转轴2上设有凸台201。
接通电源后，无框式永磁同步电机3驱动旋转轴2旋转，并通过悬臂13将动力传递给截割头1，从而达到破碎煤岩的目的。
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包括为所述第一定子铁芯311提供旋转磁场的弧形磁钢基板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作为无框式永磁同步电机的转子基座用，使得旋转轴2与无框式永磁同步电机融为一体，传送动力更稳定，能耗损失更小。
所述定子组件31还包括用于安装第一定子铁芯311的弧形定子基座313，所述前压块4及所述后压块5分别与所述弧形定子基座313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。
所述第一定子铁芯311、第一定子绕组312、弧形定子基座313及转子组件32组合为无框式永磁同步弧形电机。
接通电源后，所述弧形磁钢基板321为所述第一定子铁芯311提供一个径向旋转的磁场，所述无框式永磁同步弧形电机驱动旋转轴2旋转，并通过悬臂13将动力传递给截割头1，从而达到破碎煤岩的目的。
实施例2
如图5-8所示，一种无框式永磁同步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，主要用于无框式永磁同步电机的散热工作，无框式永磁同步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313上设有通风孔314，所述通风孔314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314内设有防尘网3141。所述通风孔314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314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314内的防尘网3141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，一种无框式永磁同步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：所述定子组件31包括第二定子铁芯315及缠绕在第二定子铁芯315上的第二定子绕组316，所述第二定子铁芯315为一体成型的环形盘；所述定子组件31还包括用于安装第二定子铁芯315的盘形定子基座317；所述转子组件32包括为第二定子铁芯315提供旋转磁场的盘形磁钢基板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。
所述第二定子铁芯315、第二定子绕组316、盘形定子基座317及转子组件32组合为无框式永磁同步第二电机。
接通电源后，所述盘形磁钢基板322为所述第二定子铁芯315提供一个轴向旋转的磁场，所述无框式永磁同步电机驱动旋转轴2旋转，并通过悬臂13将动力传递给截割头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)

1.一种无框式永磁同步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式永磁同步电机，所述无框式永磁同步电机包括定子组件、转子组件，所述定子组件包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯为一体成型的环形柱或环形盘；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所述一种无框式永磁同步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所述一种无框式永磁同步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凸台上。
4.根据权利要求1所述一种无框式永磁同步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所述一种无框式永磁同步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，所述第二叶轮用于排气。
6.根据权利要求1所述一种无框式永磁同步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所述一种无框式永磁同步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所述一种无框式永磁同步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。
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