CN118108139A - 一种矿用提升装置及矿用挖掘设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用提升装置及矿用挖掘设备，涉及挖掘设备技术领域，装置包括提升减速器、提升电机和提升卷筒；提升减速器包括锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件，锥齿轮传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮；行星轮系传动组件包括一级行星机构和二级行星机构；提升电机驱动第一锥齿轮和/或第二锥齿轮转动，第三锥齿轮的输出轴与一级行星机构传动连接，一级行星机构与二级行星机构传动连接；二级行星机构与提升卷筒连接。设备包括回转平台，矿用提升装置安装在回转平台上。本发明的提升减速器是将锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件结构进行集成，集成后的提升减速器体积较小、占用较小的回转平台空间。

Description

一种矿用提升装置及矿用挖掘设备

技术领域

本发明涉及挖掘设备技术领域，具体涉及一种矿用提升装置及矿用挖掘设备。

背景技术

电动绳铲是露天矿开采的主要设备，其挖掘机构主要是由提升机构和推压机构动作组合实现挖掘过程。提升机构作为挖掘机构的核心组成部分，其承受动态大载荷，在整机寿命周期内需要进行定期维护保养。若提升机构出现故障，将影响产量，也可能影响周边作业机械的路面通行。

目前电动绳铲中普遍使用的提升机构主要是采用单电机驱动的二级平行轴齿轮减速器或双电机驱动的二级平行轴齿轮减速器。这两类平行轴齿轮减速器长度尺寸较大，占用了较大的回转平台空间、减速器随回转平台变形后增加齿轮啮合错位量。这类平行轴齿轮减速器须拆解后运输、在矿山作业地点安装，齿轮系统的安装精度难以保证。卷筒左侧与减速器之间的大直径密封圈在卷筒受载变形后容易损坏漏油，密封圈也不便于安装维护。比如，公告号为CN212101785U的中国专利公开了一种提升卷扬装置及矿用挖掘机，其包括：卷筒；电机，设于卷筒的外部；平行轴减速机，设于卷筒的外部，电机的电机轴与平行轴减速机的输入轴连接；行星减速机，设于卷筒的内部，平行轴减速机的输出轴与行星减速机的输入端连接，行星减速机与卷筒连接，并能驱动卷筒转动。该专利同样存在以上问题。

因此，需要设计一种基于锥齿轮传动和行星轮系传动组合减速器的提升结构，使得其具有体积较小、占用较小的回转平台空间；减速器整体运输和安装、安装精度容易保证、随回转平台变形后不明显增加齿轮啮合错位量，解决大直径密封圈容易损坏漏油的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的占用空间大、减速器整体运输和安装复杂、安装精度差、明显增加齿轮啮合错位量以及大直径密封圈容易损坏漏油等问题，提供了一种矿用提升装置及矿用挖掘设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种矿用提升装置，包括提升减速器、提升电机和提升卷筒；提升减速器包括锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件，锥齿轮传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮；行星轮系传动组件包括一级行星机构和二级行星机构；提升电机驱动第一锥齿轮和/或第二锥齿轮转动，第一锥齿轮与第三锥齿轮啮合，第三锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第三锥齿轮的输出轴与一级行星机构传动连接，一级行星机构与二级行星机构传动连接；其中，提升电机设置一个或两个或三个或四个；提升减速器设有至少一个；二级行星机构与提升卷筒连接； 提升减速器包括制动器，制动器安装在第一锥齿轮的输入轴上或安装在第二锥齿轮的端部；二级行星机构包括二级行星架，提升卷筒包括卷筒本体、卷筒轴和支座，卷筒轴一端延伸至卷筒本体内部与所述二级行星架连接，卷筒轴另一端通过轴承连接有支座；提升卷筒内部设有至少一个支撑板，所述二级行星架通过花键连接有球铰式卷筒联轴器，球铰式卷筒联轴器的外圈与支撑板通过螺栓组传递动力。

基于上述技术方案，更进一步地，提升减速器包括壳体，锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件都安装在壳体内部，且壳体端部设有第一轴承座，第一轴承座上安装有第一输出轴，锥齿轮传动组件中的第三锥齿轮设于第一输出轴上。

基于上述技术方案，更进一步地，所述一级行星机构包括一级太阳轮、一级行星轮、一级齿圈和一级行星架，一级太阳轮与所述第三锥齿轮的输出轴连接；一级行星轮设于一级太阳轮外围，且一级行星轮与一级太阳轮啮合，一级行星轮设于一级行星架上；一级行星轮外围设有一级齿圈，一级齿圈与一级行星轮啮合，且一级齿圈外壁与壳体内壁采用装配方式或者一体成型方式连接。

基于上述技术方案，更进一步地，所述二级行星机构包括二级太阳轮、二级行星轮、二级齿圈，二级太阳轮与所述一级行星架连接，二级太阳轮外围设有二级行星轮，且二级太阳轮与二级行星轮啮合，二级行星轮设于二级行星架上；二级行星轮外围设有二级齿圈，二级齿圈与二级行星轮啮合，且二级齿圈外壁与壳体内壁采用装配方式或者一体成型方式连接。

基于上述技术方案，更进一步地，当所述提升电机设有一个，且所述提升减速器设有一个时，所述提升电机与所述提升减速器的第一锥齿轮的输入轴连接，或者，所述提升电机与所述提升减速器的第二锥齿轮的输入轴连接。

基于上述技术方案，更进一步地，当所述提升电机设有两个，且所述提升减速器设有一个，所述第一锥齿轮连接一个提升电机，且所述第二锥齿轮连接一个提升电机。

基于上述技术方案，更进一步地，当所述提升电机设有两个，且所述提升减速器设有两个，两个所述提升减速器分别连接在所述提升卷筒的两端，且每个所述提升电机都连接一个所述提升减速器的第一锥齿轮或第二锥齿轮。

基于上述技术方案，更进一步地，当所述提升电机设有三个，且所述提升减速器设有两个，两个所述提升减速器分别连接在所述提升卷筒的两端，且一个所述提升减速器连接一个所述提升电机，一个所述提升减速器连接两个所述提升电机。

基于上述技术方案，更进一步地，当所述提升电机设有四个，且所述提升减速器设有两个，两个所述提升减速器分别连接在所述提升卷筒的两端，且每个所述提升减速器分别连接两个所述提升电机。

一种矿用挖掘设备，包括一种矿用提升装置，还包括回转平台，矿用提升装置安装在回转平台上。其中，矿用提升装置的壳体包括两个耳板，设备还包括回转平台，两个耳板的底部安装在回转平台上。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明设置的提升减速器是将锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件结构进行集成，集成后的提升减速器体积较小、占用较小的回转平台空间，且提升减速器在整体运输和拆卸过程中更为便携，安装精度也更有保证。具体是，在设备作业过程中，传统的提升减速器长度较大且与回转平台安装接口尺寸跨度较大，回转平台左右两侧和前后受力均不相等，导致回转平台扭曲变形带动提升减速器箱体变形，增加齿轮啮合错位量，导致一些齿轮轴早期损坏，也导致提升减速器与提升卷筒之间的大直径定制密封圈变形损坏，且这类提升机构尺寸太大、必须拆解后运输。而本发明通过设置锥齿轮和行星机构组合传动集成后的结构使得提升减速器箱体尺寸较小、与回转平台安装接口尺寸跨度较小；回转平台扭曲变形带动提升减速器箱体变形显著减小，提升减速器内部齿轮传动受回转平台变形的影响显著降低，且通过花键、卷筒轴、球铰式卷筒联轴器、花键轴、调心滚子轴承等多种连接方式有效避免了出现提升卷筒与提升减速器之间由于大直径定制密封圈容易损坏而导致漏油的问题，且连接方式多样，具有选择多样性，提升减速器还可以整体长途运输，提升减速器与提升卷筒之间无高精度安装需求、维修保养简单快捷。

附图说明

图1为本发明提升装置的整体结构示意图；

图2为本发明提升装置的部分剖面图；

图3为本发明提升减速器的结构示意图；

图4为本发明实施例1中卷筒轴与球铰式卷筒联轴器采用一体连接方式的结构示意图；

图5为本发明实施例1中二级行星架与卷筒轴的其中一种连接方式的结构示意图；

图6为本发明实施例1中提升卷筒与提升减速器其中一种连接方式的结构示意图；

图7为本发明实施例2中提升装置的结构示意图；

图8为本发明实施例3提升装置的结构示意图；

图9为本发明实施例4的结构示意图；

图10为本发明实施例5的结构示意图；

图11为本发明实施例6中安装一个提升电机的矿用挖掘设备的其中一种结构示意图；

图12为本发明实施例6中安装一个提升电机的矿用挖掘设备的其中一种结构的侧视图；

图13为本发明实施例6中安装两个提升电机的矿用挖掘设备的其中一种结构示意图；

图14为本发明实施例6中安装两个提升电机的矿用挖掘设备的其中一种结构的侧视图；

图15为本发明实施例6中安装三个提升电机的矿用挖掘设备的结构示意图；

图16为本发明实施例6中安装四个提升电机的矿用挖掘设备的结构示意图；

附图标记：1、提升减速器；2、提升电机；3、提升卷筒；4、第一锥齿轮；5、第二锥齿轮；6、第三锥齿轮；7、制动器；8、壳体；9、第一轴承座；10、第一输出轴；11、一级太阳轮；12、一级行星轮；13、一级齿圈；14、一级行星架；15、二级太阳轮；16、二级行星轮；17、二级齿圈；18、二级行星架；19、联轴器；20、卷筒本体；21、卷筒轴；22、支座；23、支撑板；24、球铰式卷筒联轴器；25、耳板；26、输入轴；27、支撑轴承；28、调心滚子轴承；29、花键轴；30、第二轴承座；31、回转平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

实施例1

如图1-图3所示，实施一种矿用提升装置，其包括提升减速器1、提升电机2和提升卷筒3，其中，提升电机2和提升减速器1都可以设置多个，本实施方式中的提升电机2设有一个，提升减速器1设有一个，提升电机2与提升减速器1的第一锥齿轮4的输入轴26连接，或者，提升电机2与提升减速器1的第二锥齿轮5的输入轴26连接。具体的，提升减速器1包括锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件，锥齿轮传动组件包括第一锥齿轮4、第二锥齿轮5和第三锥齿轮6；行星轮系传动组件包括一级行星机构和二级行星机构；提升电机2驱动第一锥齿轮4的输入轴26和/或第二锥齿轮5的输入轴26转动，可以采用直接驱动方式或者通过设置联轴器19实现驱动，其中，第一锥齿轮4与第三锥齿轮6啮合，第三锥齿轮6与第二锥齿轮5啮合，也即是，第一锥齿轮4将动力传递至第三锥齿轮6，第三锥齿轮6将动力传递至第二锥齿轮5，且第三锥齿轮6的输出轴与一级行星机构传动连接，一级行星机构与二级行星机构传动连接；二级行星机构与提升卷筒3连接。具体的，所述一级行星机构包括一级太阳轮11、一级行星轮12、一级齿圈13和一级行星架14，一级太阳轮11通过花键与第三锥齿轮6的输出轴连接，进而实现动力传递；一级行星轮12设于一级太阳轮11外围，且一级行星轮12与一级太阳轮11啮合，一级行星轮12设于一级行星架14上；一级行星轮12外围设有一级齿圈13，一级齿圈13与一级行星轮12啮合，且一级齿圈13外壁与壳体8内壁采用装配方式或者一体成型方式连接。所述二级行星机构包括二级太阳轮15、二级行星轮16、二级齿圈17和二级行星架18，待一级行星机构减速后，二级太阳轮15通过花键与一级行星架14连接实现动力传递，二级太阳轮15外围设有二级行星轮16，且二级太阳轮15与二级行星轮16啮合，二级行星轮16设于二级行星架18上；二级行星轮16外围设有二级齿圈17，二级齿圈17与二级行星轮16啮合，且二级齿圈17外壁与壳体8内壁采用装配方式或者一体成型方式连接。

具体而言，所述提升减速器1包括制动器7和壳体8，制动器7安装在第一锥齿轮4的输入轴26上或安装在第二锥齿轮5的端部，通过控制安装有制动器7的第一锥齿轮4或第二锥齿轮5实现增速降扭矩。锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件都安装在壳体8内部，且壳体8端部设有第一轴承座9，锥齿轮传动组件中的第三锥齿轮6设于第一输出轴10上，该第一输出轴10通过圆锥滚子轴承设于第一轴承座9上。

进一步地，所述提升卷筒3包括卷筒本体20、卷筒轴21和支座22，卷筒轴21一端延伸至卷筒本体20内部与二级行星架18连接，卷筒轴21另一端通过支撑轴承27连接有支座22。所述提升卷筒3内部设有至少一个支撑板23，待二级行星机构减速后，一种传递动力的方式为：二级行星架18通过花键连接有球铰式卷筒联轴器24，球铰式卷筒联轴器24的外圈与支撑板23通过螺栓组传递动力；另一种传递动力的方式为：结合图5所示，二级行星架18与卷筒轴21还可以通过在左端设置球面滑动轴承和鼓形齿花键连接实现动力传递。其中，结合图2所示，一种连接方式为：延伸至卷筒本体20内部的卷筒轴21一端通过支架设于卷筒本体20内部，但该卷筒轴21与球铰式卷筒联轴器24不直接连接；结合图4所示，另一种连接方式为：延伸至卷筒本体20内部的卷筒轴21与球铰式卷筒联轴器24直接连接，采用一体成型的连接方式。

结合图6所示，提升卷筒3和提升减速器1的连接方式还可以为：第二轴承座30与花键轴29通过调心滚子轴承28实现定心和支撑，二级行星架18与花键轴29通过花键连接，调心滚子轴承28承受卷筒径向载荷，二级行星架18仅传递扭矩。其中，图2、图4、图5和图6是不同的连接结构，这四种连接结构均无需使用大直径定制密封圈进行密封，直接通过相应的部件连接提升卷筒3和提升减速器1，有效避免了出现提升卷筒与提升减速器之间由于大直径定制密封圈容易损坏而导致漏油的问题，且连接方式多样，具有选择多样性，可以适应于不同情况。

本装置的工作原理为：如图1-图3所示，提升电机2驱动输入轴26，第一锥齿轮4和第三锥齿轮6减速，第三锥齿轮6通过第一输出轴10将动力传递到一级太阳轮11。制动器7的制动力通过第三锥齿轮6和第二锥齿轮5减速增扭矩实现制动作用。一级行星轮系的一级太阳轮11为动力输入端，减速增扭矩后通过一级行星架14连接二级太阳轮15，二级行星轮系的二级太阳轮15为动力输入端，减速增扭矩后通过球铰式卷筒联轴器24与提升卷筒3连接。

实施例2

基于实施例1的提升装置的基本结构，与实施例1不同的是，本实施方案的提升电机2设有两个，提升减速器1设有一个，第一锥齿轮4连接一个提升电机2，且第二锥齿轮5连接一个提升电机2；其中，结合图7所示，当设有支座22时，将两个提升电机2设于提升卷筒3的同一端。

本实施方式的工作原理为：如图7所示，两个提升电机2安装于回转平台31同一侧，提升电机2驱动输入轴26，通过第一锥齿轮4和第二锥齿轮5将动力合流至第三锥齿轮6，第三锥齿轮6通过第一输出轴10将动力传递到一级太阳轮11。制动器7分别安装于联轴器19和第一锥齿轮4之间、联轴器19和第二锥齿轮5之间。

实施例3

基于实施例1的提升装置的基本结构，与实施例1和实施例2不同的是，结合图8所示，本实施方案的提升电机2设有两个，提升减速器1设有两个，两个提升减速器1分别连接在提升卷筒3的两端，且每个提升电机2都连接一个提升减速器1的第一锥齿轮4或第二锥齿轮5。

本实施方式的工作原理为：如图8所示，两个提升电机2安装于回转平台31左右两侧，提升电机2驱动输入轴26，通过第一锥齿轮4和第三锥齿轮6减速将动力传递至第一输出轴10，第一输出轴10将动力传递到一级太阳轮11。制动器7安装于联轴器19和第一锥齿轮4之间。

实施例4

基于实施例1的提升装置的基本结构，与实施例1、实施例2、实施例3不同的是，结合图9所示，本实施方案的提升电机2设有三个，提升减速器1设有两个，两个提升减速器1分别连接在提升卷筒3的两端，且一个提升减速器1连接一个提升电机2，一个提升减速器1连接两个提升电机2。

本实施方式的工作原理为：如图9所示，一个提升电机2安装于回转平台31一侧，两个提升电机2安装于回转平台31另一侧，提升电机2驱动输入轴26，通过第一锥齿轮4或第二锥齿轮5，以及第三锥齿轮6将动力传递至第一输出轴10，第一输出轴10将动力传递到一级太阳轮11。制动器7安装于联轴器19和第一锥齿轮4或第二锥齿轮5之间。

实施例5

基于实施例1的提升装置的基本结构，与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4不同的是，结合图10所示，本实施方案的提升电机2设有四个，提升减速器1设有两个，两个提升减速器1分别连接在提升卷筒3的两端，且每个提升减速器1分别连接两个提升电机2。

本实施方式的工作原理为：如图10所示，两个提升电机2安装于回转平台31一侧，两个提升电机2安装于回转平台31另一侧，提升电机2驱动输入轴26，通过第一锥齿轮4或第二锥齿轮5，以及第三锥齿轮6将动力合流传递至第一输出轴10，第一输出轴10将动力传递到一级太阳轮11。制动器7安装于联轴器19和第一锥齿轮4或第二锥齿轮5之间。

实施例6

基于实施例1-5的提升装置的结构，结合图11-图16所示，本实施例提供了一种矿用挖掘设备，包括回转平台31，该提升装置安装在回转平台31上。具体的，矿用提升装置的壳体8包括两个耳板25，两个耳板25的底部安装在回转平台31上。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种矿用提升装置，其特征在于，包括提升减速器、提升电机和提升卷筒；

提升减速器包括锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件，

锥齿轮传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮；

行星轮系传动组件包括一级行星机构和二级行星机构；

提升电机驱动第一锥齿轮和/或第二锥齿轮转动，第一锥齿轮与第三锥齿轮啮合，第三锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第三锥齿轮的输出轴与一级行星机构传动连接，一级行星机构与二级行星机构传动连接；其中，提升电机设置一个或两个或三个或四个；提升减速器设有至少一个；

二级行星机构与提升卷筒连接；

提升减速器包括制动器，制动器安装在第一锥齿轮的输入轴上或安装在第二锥齿轮的端部；

二级行星机构包括二级行星架，提升卷筒包括卷筒本体、卷筒轴和支座，卷筒轴一端延伸至卷筒本体内部与所述二级行星架连接，卷筒轴另一端通过轴承连接有支座；提升卷筒内部设有至少一个支撑板，所述二级行星架通过花键连接有球铰式卷筒联轴器，球铰式卷筒联轴器的外圈与支撑板通过螺栓组传递动力。

2.根据权利要求1所述的一种矿用提升装置，其特征在于，所述提升减速器包括壳体，锥齿轮传动组件和行星轮系传动组件都安装在壳体内部，且壳体端部设有第一轴承座，第一轴承座上安装有第一输出轴，锥齿轮传动组件中的第三锥齿轮设于第一输出轴上。

3.根据权利要求1所述的一种矿用提升装置，其特征在于，所述一级行星机构包括一级太阳轮、一级行星轮、一级齿圈和一级行星架，一级太阳轮与所述第三锥齿轮的输出轴连接；一级行星轮设于一级太阳轮外围，且一级行星轮与一级太阳轮啮合，一级行星轮设于一级行星架上；一级行星轮外围设有一级齿圈，一级齿圈与一级行星轮啮合，且一级齿圈外壁与壳体内壁采用装配方式或者一体成型方式连接。

4.根据权利要求3所述的一种矿用提升装置，其特征在于，所述二级行星机构包括二级太阳轮、二级行星轮和二级齿圈，二级太阳轮与所述一级行星架连接，二级太阳轮外围设有二级行星轮，且二级太阳轮与二级行星轮啮合，二级行星轮设于二级行星架上；二级行星轮外围设有二级齿圈，二级齿圈与二级行星轮啮合，且二级齿圈外壁与壳体内壁采用装配方式或者一体成型方式连接。

5.根据权利要求1所述的一种矿用提升装置，其特征在于，当所述提升电机设有一个，且所述提升减速器设有一个，所述提升电机与所述提升减速器的第一锥齿轮的输入轴连接，或者，所述提升电机与所述提升减速器的第二锥齿轮的输入轴连接。

6.根据权利要求1所述的一种矿用提升装置，其特征在于，当所述提升电机设有两个，且所述提升减速器设有一个，所述第一锥齿轮连接一个所述提升电机，且所述第二锥齿轮连接一个所述提升电机。

7.根据权利要求1所述的一种矿用提升装置，其特征在于，当所述提升电机设有两个，且所述提升减速器设有两个，两个所述提升减速器分别连接在所述提升卷筒的两端，且每个所述提升电机都连接一个所述提升减速器的第一锥齿轮或第二锥齿轮。

8.根据权利要求1所述的一种矿用提升装置，其特征在于，当所述提升电机设有三个，且所述提升减速器设有两个，两个所述提升减速器分别连接在所述提升卷筒的两端，且一个所述提升减速器连接一个所述提升电机，一个所述提升减速器连接两个所述提升电机。

9.根据权利要求1所述的一种矿用提升装置，其特征在于，当所述提升电机设有四个，且所述提升减速器设有两个，两个所述提升减速器分别连接在所述提升卷筒的两端，且每个所述提升减速器分别连接两个所述提升电机。

10.一种矿用挖掘设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种矿用提升装置，还包括回转平台，矿用提升装置安装在回转平台上。