CN114482162A - 矿用挖掘机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用挖掘机，包括底盘、辊盘、回转平台、提升机构、回转机构、挖掘机构、推压机构、行走机构、A型架、起重臂、提升钢丝绳、绷绳、连接各个机构的控制系统、润滑系统；提升机构包括两个提升永磁直驱电机、提升卷筒、提升制动器和提升制动器液压控制系统，两个提升永磁直驱电机相对布置于回转平台，且两个提升永磁直驱电机的输出轴处于同一轴线，提升卷筒连接于两个提升永磁直驱电机的输出轴，提升制动器包括支架、制动盘和液压制动器，支架布置于提升卷筒下方的回转平台上，液压制动器布置于支架，制动盘安装于提升卷筒，并与液压制动器配合，提升制动器液压控制系统连接于液压制动器。本发明提高矿用挖掘机的传动效率和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，更具体地涉及一种矿用挖掘机。
背景技术
单斗矿用机械式挖掘机是露天矿核心装备，全球范围内主流挖掘机产品均采用交流变频调速+减速机的驱动系统，末级传动需要较低速度一般需要2～3级减速来实现，机械效率普遍在80％～89％。随着使用时间的累计，机械故障逐年扩大，齿轮传动件损坏、减速箱箱体变形开裂、渗漏等故障频繁；风冷变频调速系统通风效果不佳，过热故障频发，可动率大幅降低严重影响生产作业。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，一种矿用挖掘机，所述矿用挖掘机包括底盘、辊盘、回转平台、提升机构、回转机构、挖掘机构、推压机构、行走机构、A型架、起重臂、提升钢丝绳、绷绳、控制系统、润滑系统和气压操作系统，所述行走机构安装于所述底盘，所述回转平台安装于所述底盘上方，所述辊盘安装于所述底盘和所述回转平台之间，所述回转机构和所述A型架安装于所述回转平台，所述起重臂一端铰接于所述回转平台，所述另一端安装滑轮，所述绷绳连接于所述起重臂和所述A型架，所述推压机构设置于所述起重臂，所述挖掘机构包括斗杆和铲斗，所述斗杆一端通过所述推压机构连接于所述起重臂，所述另一端连接于铲斗，所述提升钢丝绳一端连接于所述铲斗，另一端通过所述起重臂上滑轮连接于安装于所述回转平台上的所述提升机构，所述控制系统连接于所述提升机构、回转机构、挖掘机构、推压机构和行走机构，所述润滑系统用于对所述矿用挖掘机进行润滑，其中，所述提升机构包括两个提升永磁直驱电机、提升卷筒、提升制动器和提升制动器液压控制系统，两个所述提升永磁直驱电机相对布置于所述回转平台，且两个提升永磁直驱电机的输出轴处于同一轴线，所述提升卷筒通过法兰连接于两个所述提升永磁直驱电机的输出轴，提升制动器包括支架、制动盘和液压制动器，所述支架布置于所述提升卷筒下方的回转平台上，所述液压制动器布置于所述支架，所述制动盘安装于所述提升卷筒，并与所述液压制动器配合，所述提升制动器液压控制系统连接于所述液压制动器。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述液压制动器为液压钳式制动器，所述液压钳式制动器为常闭式，所述液压钳式制动器的液压打开时，所述液压钳式制动器的弹簧压紧，所述液压钳式制动器制动停止。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述回转平台上设置多对安装座，每对所述安装座设置安装销孔，每个所述提升永磁直驱电机的外壳上设置多个连接耳板，每个所述连接耳板设置连接销孔，每个所述连接耳板均有多对所述安装座中一对与其对应配合，所述提升永磁直驱电机通过所述安装销孔、连接销孔以及与所述安装销孔、连接销孔匹配的销轴连接于所述回转平台。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述安装座的数量为8对，所述每个提升永磁直驱电机的外壳上设置4个连接耳板。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述回转机构包括回转永磁电机、一级行星减速机、回转制动器和回转制动器液压控制系统，所述一级行星减速机安装于所述回转平台，所述回转永磁电机直接连接于所述一级行星减速机，所述回转制动器安装于所述回转永磁电机的端部，所述回转制动器液压控制系统连接于所述回转制动器，所述回转制动器为液压湿式制动器，所述液压湿式制动器为常闭式，所述液压湿式制动器的摩擦副浸泡在制动液中，所述液压湿式制动器的液压打开时，所述液压湿式制动器的弹簧压紧，所述液压湿式制动器制动停止。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述控制系统包括水冷变频调速系统，所述水冷变频调速系统包括变频柜、水冷柜和散热器，所述水冷柜驱动冷却介质在变频柜和散热器之间循环，将所述变频柜的热量带至所述散热器。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述控制系统还包括辅助电气系统、变压器、高压开关柜、PLC及综合监控系统、通讯系统和集电环。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述变压器包括铁芯，初级线圈和两个次级线圈，所述铁芯一侧设置初级线圈，所述另一侧设置两个次级线圈，所述初级线圈和两个所述次级线圈中的一个为高压电源，所述初级线圈和两个所述次级线圈中的另一个为低压辅助电源。
优选地，在上述矿用挖掘机中，所述矿用挖掘机还包括除尘系统，用于对所述矿用挖掘机进行增压通风除尘。
本发明的矿用挖掘机采用永磁直驱及水冷变频驱动技术，大幅提高驱动的传动效率，降低能耗和散热量、改善室内温度、降低通风系统负担、降低故障率、提升设备可动率、减少维护工作、降低备件消耗，提高矿用挖掘机整机的传动效率及运行可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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和图2是不同观察角度下的本发明的矿用挖掘机的总体结构示意图。
图3是本发明的矿用挖掘机的底盘的结构示意图。
图4是本发明的矿用挖掘机的回转平台的结构示意图，其中图中未示出控制系统和A型架。
图5是本发明的矿用挖掘机的回转平台的结构示意图，其中图中未示出A型架。
附图标记说明：1-底盘、2-辊盘、3-回转平台、3.1-安装座、4-行走机构、5-A型架、6-起重臂、7-提升钢丝绳、8-绷绳、9-滑轮、11-斗杆、12-铲斗、21-提升永磁直驱电机、21.1-连接耳板、22-提升卷筒、23-提升制动器液压控制系统、24-制动盘、25-液压制动器、31-回转永磁电机、32-回转制动器、33-回转制动器液压控制系统、41-变频柜、42-水冷柜、43-散热器、44-辅助电气系统、45-变压器、46-高压开关柜、47-气压操作系统、48-润滑系统、49-PLC及综合监控系统、50-通讯系统、51-集电环、52-除尘系统。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明的矿用挖掘机包括底盘1、辊盘2、回转平台3、提升机构、回转机构、挖掘机构、推压机构、行走机构4、A型架5、起重臂6、提升钢丝绳7、绷绳8、控制系统、润滑系统48和气压操作系统47，行走机构4安装于底盘1上，回转平台3安装于底盘1的上方，辊盘2设置于回转平台3和底盘1之间，A型架5和回转机构安装于回转平台3，起重臂6的一端铰接于回转平台3，起重臂6的另一端安装滑轮9，绷绳8连接于起重臂6和A型架5，用于支撑起重臂6，推压机构设置于起重臂6，挖掘机构包括斗杆11和铲斗12，斗杆11的一端通过推压机构连接于起重臂6，斗杆11的另一端连接于铲斗12，提升钢丝绳7的一端连接于铲斗12，提升钢丝绳7的另一端通过起重臂6安装的滑轮9连接于安装在回转平台3上的提升机构，控制系统连接于提升机构、回转机构、挖掘机构、推压机构和行走机构4，控制矿用挖掘机进行运转，润滑系统48用于对矿用挖掘机进行润滑，其中，提升机构包括两个提升永磁直驱电机21、提升卷筒22、提升制动器和提升制动器液压控制系统23，两个提升永磁直驱电机21相对布置于回转平台3，两个提升永磁直驱电机21的输出轴处于同一轴线，提升卷筒22通过法兰连接于两个提升永磁直驱电机21的输出轴，提升制动器包括支架、制动盘24和液压制动器25，支架布置于提升卷筒22下方的回转平台3上，液压制动器25布置于支架上，制动盘24安装于提升卷筒22，并与液压制动器25配合，提升制动器液压控制系统23连接于液压制动器25，进一步地，液压制动器25为液压钳式制动器，液压钳式制动器为常闭式，液压钳式制动器的液压打开时，液压钳式制动器的弹簧压紧，液压钳式制动器制动停止。
作为两个提升永磁直驱电机21和回转平台3的连接方式，例如，回转平台3上设置多对安装座3.1，每对安装座3.1上设置安装销孔，每个提升永磁直驱电机21的外壳上设置多个连接耳板21.1，每个连接耳板21.1设置连接销孔，每个连接耳板21.1均有多对安装座3.1中一对与其对应配合，两个提升永磁直驱电机21通过安装销孔、连接销孔以及与安装销孔、连接销孔匹配的销轴连接于回转平台3，进一步地，安装座3.1的数量为8对，每个提升永磁直驱电机21的外壳上设置4个连接耳板21.1。由此，提升钢丝绳7作用于提升机构中提升卷筒22上的提升力和提升力矩通过销轴传递至回转平台3。
回转机构包括回转永磁电机31、一级行星减速机、回转制动器32和回转制动器液压控制系统33，一级行星减速机安装于回转平台3，回转永磁电机31直接连接于一级行星减速机，回转制动器32安装于回转永磁电机31的端部，回转制动器液压控制系统33连接于回转制动器32，回转制动器32为液压湿式制动器，液压湿式制动器为常闭式，液压湿式制动器的摩擦副浸泡在制动液中，液压湿式制动器的液压打开时，液压湿式制动器的弹簧压紧，液压湿式制动器制动停止。
本发明的矿用挖掘机控制系统包括水冷变频调速系统，水冷变频调速系统采用变频柜41、水冷柜42和散热器43，水冷柜42驱动冷却介质在变频柜41和散热器43之间循环，将变频柜41的热量带至散热器43散发至室外。
进一步地，本发明的矿用挖掘机控制系统还包括辅助电气系统44、变压器45、高压开关柜46、PLC及综合监控系统49、通讯系统50和集电环51，进一步地，变压器45将现有技术中的主变压器和辅助变压器合而为一，共用铁芯，大幅缩小外形尺寸，具体地，变压器45包括铁芯、初级线圈和两个次级线圈，铁芯一侧设置初级线圈，铁芯的另一次设置两个次级线圈，初级线圈和两个次级线圈中的一个为辅助电源，初级线圈和两个次级线圈中的另一个为低压辅助电源。
进一步地，本发明的矿用挖掘机控制系统还包括除尘系统52，用于对矿用挖掘机进行增压通风除尘。
本发明的矿用挖掘机的提升机构中通过两个提升永磁直驱电机取代了现有技术中异步电机和减速机，两个提升永磁直驱电机通过销轴连接于回转平台，提升卷筒通过法兰与两个提升永磁直驱电机的输出轴连接，取消了现有技术中的轴承座和联轴器，有效提高挖掘机传动效率，提升制动器中采用液压钳式制动器，提高提升制动器可靠性，回转机构中通过回转永磁电机和一级行星减速机驱动，并且回转永磁电机与一级行星减速机直接连接，取消了现有技术中的联轴器，提高传动效率，回转制动器中采用液压湿式制动器，取代传统干式盘式制动器，使用寿命长，进一步提高回转制动器可靠性，同时在控制系统中，采用水冷变频调速系统，代替现有技术中风冷变频调速和减速机驱动系统，满足提升机构、推压机构、回转机构、行走机构和挖掘机构运行工况特性要求，水冷变频调速系统通过水冷柜驱动冷却介质在变频柜和散热器之间循环，将变频柜热量带至散热器散发到室外。
由此，本发明的矿用挖掘机采用永磁直驱及水冷变频驱动技术，大幅提高驱动的传动效率，降低能耗和散热量、改善室内温度、降低通风系统负担、降低故障率、提升设备可动率、减少维护工作、降低备件消耗，进而提高矿用挖掘机整机运行稳定性及可靠性。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。同时，本文中使用的术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。
还需要说明的是，以上实施例仅用于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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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的范围。
Claims (9)
1.一种矿用挖掘机，所述矿用挖掘机包括底盘、辊盘、回转平台、提升机构、回转机构、挖掘机构、推压机构、行走机构、A型架、起重臂、提升钢丝绳、绷绳、控制系统、润滑系统和气压操作系统，所述行走机构安装于所述底盘，所述回转平台安装于所述底盘上方，所述辊盘安装于所述底盘和所述回转平台之间，所述回转机构和所述A型架安装于所述回转平台，所述起重臂一端铰接于所述回转平台，所述另一端安装滑轮，所述绷绳连接于所述起重臂和所述A型架，所述推压机构设置于所述起重臂，所述挖掘机构包括斗杆和铲斗，所述斗杆一端通过所述推压机构连接于所述起重臂，所述另一端连接于铲斗，所述提升钢丝绳一端连接于所述铲斗，另一端通过所述起重臂上滑轮连接于安装于所述回转平台上的所述提升机构，所述控制系统连接于所述提升机构、回转机构、挖掘机构、推压机构和行走机构，所述润滑系统用于对所述矿用挖掘机进行润滑，其特征在于，所述提升机构包括两个提升永磁直驱电机、提升卷筒、提升制动器和提升制动器液压控制系统，两个所述提升永磁直驱电机相对布置于所述回转平台，且两个提升永磁直驱电机的输出轴处于同一轴线，所述提升卷筒通过法兰连接于两个所述提升永磁直驱电机的输出轴，提升制动器包括支架、制动盘和液压制动器，所述支架布置于所述提升卷筒下方的回转平台上，所述液压制动器布置于所述支架，所述制动盘安装于所述提升卷筒，并与所述液压制动器配合，所述提升制动器液压控制系统连接于所述液压制动器。
2.如权利要求1所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述液压制动器为液压钳式制动器，所述液压钳式制动器为常闭式，所述液压钳式制动器的液压打开时，所述液压钳式制动器的弹簧压紧，所述液压钳式制动器制动停止。
3.如权利要求1所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述回转平台上设置多对安装座，每对所述安装座设置安装销孔，每个所述提升永磁直驱电机的外壳上设置多个连接耳板，每个所述连接耳板设置连接销孔，每个所述连接耳板均有多对所述安装座中一对与其对应配合，所述提升永磁直驱电机通过所述安装销孔、连接销孔以及与所述安装销孔、连接销孔匹配的销轴连接于所述回转平台。
4.如权利要求3所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述安装座的数量为8对，所述每个提升永磁直驱电机的外壳上设置4个连接耳板。
5.如权利要求1所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述回转机构包括回转永磁电机、一级行星减速机、回转制动器和回转制动器液压控制系统，所述一级行星减速机安装于所述回转平台，所述回转永磁电机直接连接于所述一级行星减速机，所述回转制动器安装于所述回转永磁电机的端部，所述回转制动器液压控制系统连接于所述回转制动器，所述回转制动器为液压湿式制动器，所述液压湿式制动器为常闭式，所述液压湿式制动器的摩擦副浸泡在制动液中，所述液压湿式制动器的液压打开时，所述液压湿式制动器的弹簧压紧，所述液压湿式制动器制动停止。
6.如权利要求1所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述控制系统采用水冷变频调速系统，所述水冷变频调速系统包括变频柜、水冷柜和散热器，所述水冷柜驱动冷却介质在变频柜和散热器之间循环，所述变频柜的热量带至所述散热器。
7.如权利要求1所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述控制系统还包括辅助电气系统、变压器、高压开关柜、PLC及综合监控系统、通讯系统和集电环。
8.如权利要求7所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述变压器包括铁芯，初级线圈和两个次级线圈，所述铁芯一侧设置初级线圈，所述另一侧设置两个次级线圈，所述初级线圈和两个所述次级线圈中的一个为高压电源，所述初级线圈和两个所述次级线圈中的另一个为低压辅助电源。
9.如权利要求1所述的矿用挖掘机，其特征在于，所述矿用挖掘机还包括除尘系统，用于对所述矿用挖掘机进行增压通风除尘。
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