CN202989976U - 混合动力推土机及其驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种混合动力推土机及其驱动机构，驱动机构包括驱动电机，驱动电机具有用于输出动力的电机轴，还包括减速器，减速器与驱动电机的输出端固定连接；电机轴上还设有制动器。该驱动机构为三合一的驱动机构，相较于背景技术，该驱动机构在制动时，直接控制制动器限制电机轴转动，能够快速切断动力输出，缩短了推土机在紧急情况下的制动响应时间；其次，电机轴的输出端连接有减速器，则装配时，直接安装该三合一的驱动机构即可，无需先安装驱动电机再与减速器连接，能够提高装配效率。而且相较于装车时与不同型号的减速器装配，显然，预先设计的减速器与驱动电机使得整个机构的结构较为紧凑。

Description

混合动力推土机及其驱动机构

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种混合动力推土机及其驱动机构。 

背景技术

混合动力推土机，其行走依靠电机驱动，而非直接来源于发动机。电机工作时所需要的电能来源于机载发动机的发电系统，其动力传递路线为：发动机-发电机-电动机-行走装置。在实现驱动功能的同时，为了保证推土机行驶过程中的安全性和可靠性，还需要具有制动功能，另外，电机驱动行走装置时需要与减速机构连接。 

目前，混合动力推土机前进过程中制动实现是依靠控制器给电机一个反方向电流，使电机减速，最终实现电机反转。 

然而，上述方案存在下述技术问题： 

第一、当推土机在正常工况下或以最大速度行驶时，遇到需要紧急制动情况时，上述制动方式要先经过电机减速，而后反转才能实现驱动电机转动停止，达到制动目的，但制动的响应时间长，很容易造成安全事故；驱动电机需要与减速机构连接，装配效率偏低，而且减速机构机型众多，驱动电机与减速机构连接后，结构较为笨重，体积大，也可能出现由于型号悬殊过大，而难以匹配的问题； 

第二、目前采用的驱动电机为风冷式电机，该冷却系统并不适宜于工程机械的多尘、工况恶劣的作业环境。 

有鉴于此，亟待针对现有混合动力推土机的驱动机构进行改进，以使驱动机构在结构上更加紧凑，装配效率较高，且在紧急状态下具备较快的制动响应速度。 

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的为提供一种混合动力推土机及其驱动机构。该驱动机构的结构更加紧凑，装配效率较高，且在紧急状态下具备较快的制动响应速度。 

本实用新型提供的混合动力推土机的驱动机构，包括驱动电机，所述驱动电机具有用于输出动力的电机轴，还包括减速器，所述减速器与所述驱动电机的输出端固定连接；所述电机轴上还设有制动器。 

该驱动机构实际上结合了制动器、驱动电机和减速器，形成了三合一的驱动机构，相较于背景技术，该三合一驱动机构达到了下述技术效果：首先，电机轴上设有制动器，当需要制动时，直接控制制动器限制电机轴转动，能够快速切断动力输出，缩短了推土机在紧急情况下的制动响应时间，从而提高了推土机的工作可靠性和安全性；其次，电机轴的输出端连接有减速器，则装配时，直接安装该三合一的驱动机构即可，无需先安装驱动电机再与减速器连接，能够提高装配效率。而且相较于装车时与不同型号的减速器装配，显然，预先设计的减速器与驱动电机使得整个机构的结构较为紧凑，也消除了不同型号的减速器可能与驱动电机无法匹配的问题。 

优选地，所述电机轴具有双输出端，一输出端与所述减速器连接，与之相对的另一输出端设有所述制动器。 

电机具有双输出端，可以将制动器和减速器分设于电机轴的两端，避免了装配或拆卸过程中制动器与减速器的干涉。此外，由于电机轴安装制动器的同时还需要与减速器连接，采用双输出端的电机轴后，电机轴上用于驱动行走装置的输出端的长度可以不变，以免增大减速器对驱动电机的电机轴的力矩，避免造成电机轴的弯曲变形或断裂。即在保证驱动电机使用寿命的基础上，对原有驱动电机的尺寸设计几乎无影响，从而缩短了设计周期，降低了制造成本 

优选地，所述制动器为电磁制动器；所述电磁制动器包括与所述电机轴连接的制动盘、固定有通电线圈的磁轭，和可滑动地间隙设置于两者之间的衔铁，以及预压缩于所述磁轭和所述衔铁之间的弹性部件，所述衔铁与所述驱动电机的壳体连接； 

并配置成：所述线圈通电，所述衔铁在磁力作用下克服弹性部件的预压缩弹性力与所述制动盘分离；所述线圈断电，所述衔铁在所述弹性部件的预压缩弹性力作用下，回复至与所述制动盘贴合。 

该电磁制动器具有简单紧凑，操作简便，成本低的特点。此外，由于衔铁在弹簧力的作用下直接作用在制动盘上，因此扭力的传达快，可以达到便捷的动作。 

优选地，所述制动盘和所述电机轴通过花键套连接。 

花键套使制动盘和电机轴可拆卸连接，当制动盘等易损件损坏时，只需更换相应的部件即可，与之配合其他部件可继续使用，从而简化了维修过程，也降低了维护成本。此外，花键套具有受力均匀、承载能力强的特点。 

优选地，所述电磁制动器还包括安装板，且所述安装板、所述衔铁和所述磁轭三者通过螺栓组件连接于所述驱动电机的壳体上，所述衔铁和所述磁轭位于所述驱动电机的端部和所述安装板之间。 

当某一部件需要更换时，只需将更换的那个模块整体换掉即可，操作简单，快捷，从而简化可维护过程，降低了维护成本。 

优选地，所述制动器为气动式制动器。 

气动制动器的结构简单，能够有效控制生产成本。 

优选地，所述减速器为硬齿面二级减速器。 

该种减速器具有传动效率高、结构紧凑等优点。 

优选地，所述驱动电机为水冷式永磁电机。 

水冷式永磁电机适宜于多尘、工作环境恶劣、要求长时间连续工作的推土机等工程机械。 

本实用新型还提供一种混合动力推土机，包括行走装置和驱动所述行走装置的驱动机构，所述驱动机构为上述任一项所述的混合动力推土机的驱动机构。由于上述驱动机构具有上述技术效果，具有该驱动机构的混合动力发动机也具有相同的技术效果。 

附图说明

图1为本实用新型所提供混合动力推土机驱动机构一种具体实施方式的结构示意图。 

图1中： 

11驱动电机、111电机轴、111a第一输出端、111b第二输出端、12减速器、13电磁制动器、131磁轭、132衔铁、133制动盘、134安装板、135弹簧、136花键套、137引出线 

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。 

请参考图1，图1为本实用新型所提供混合动力推土机驱动机构一种具体实施方式的结构示意图。 

该混合动力推土机的驱动机构，包括驱动电机11，驱动电机11具有用于输出动力的电机轴111。驱动机构还包括减速器12，减速器12可以是单级、二级、多级或行星齿轮机构，图1中所示的减速器12为硬齿面二级减速器12，该种减速器具有传动效率高、结构紧凑等优点。而且，本实施例中减速器12与驱动电机11的输出端固定，可以通过常规的紧固件固定减速器12和驱动电机11的输出端，则驱动电机11的动力可以直接输出至减速器12。可以想到，也可以直接将驱动电机11的输出端与减速器12直接加工为一体式结构。 

另外，该实施例中的驱动机构还包括设于驱动电机11的电机轴111上的制动器。制动器可以是气动式制动器，也可以是电磁制动器13，两种制动器的结构简单，能够有效控制生产成本。 

从上述内容可以看出，该驱动机构实际上结合了制动器、驱动电机11和减速器12，形成了三合一的驱动机构，相较于背景技术，该三合一驱动机构达到了下述技术效果： 

首先，电机轴111上设有制动器，当需要制动时，直接控制制动器 限制电机轴111转动，能够快速切断动力输出，缩短了推土机在紧急情况下的制动响应时间，从而提高了推土机的工作可靠性和安全性； 

其次，电机轴111的输出端连接有减速器12，则装配时，直接安装该三合一的驱动机构即可，无需先安装驱动电机11再与减速器12连接，能够提高装配效率；而且相较于装车时与不同型号的减速器装配，显然，预先设计的减速器12与驱动电机11使得整个驱动机构的结构较为紧凑，也消除了不同型号的减速器可能与驱动电机11无法匹配的问题。 

电机轴111具有输出动力以驱动行走装置的输出端，可以将制动器设置于该输出端上。也可以采用如图1所示的电机轴111，该电电机轴111具有双输出端，即图1中所示的第一输出端111a和第二输出端111b，第一输出端111a连接减速器12，用于驱动行走装置，与之相对的另一第二输出端111b设有制动器。 

这种具有双输出端的电机轴111，可以将制动器和减速器12分设于电机轴111的两端，避免了装配或拆卸过程中制动器与减速器12的干涉。此外，由于电机轴111安装制动器的同时还需要与减速器12连接，采用双输出端的电机轴111后，电机轴111上用于驱动行走装置的第一输出端111a的长度可以不变，以免增大减速器12对驱动电机11的电机轴111的力矩，避免造成电机轴111的弯曲变形或断裂。 

可见，采用具有双输出端的电机轴111在保证驱动电机11使用寿命的基础上，对原有驱动电机11的尺寸设计几乎无影响，从而缩短了设计周期，降低了制造成本。 

请继续参考图1，电机轴111上设置的制动器可以是电磁制动器13，电磁制动器13相较于气动式制动器具有更精确的可控性能。该电磁制动器13，包括固定有通电线圈的磁轭131，通电线圈通过引出线137通电，还包括通过花键套136与电机轴111连接的制动盘133，而花键套136与电机轴111通过键连接；在制动盘133和磁轭131之间设置衔铁132，衔铁132连接于驱动电机11的壳体，且在磁轭131与衔铁132之间设置有弹簧135。另外，电磁制动器13还包括安装板134，安装板134、衔铁132和磁轭131依次通过螺栓组件与驱动电机11的 壳体固定连接。其中，电磁制动器13在初始状态下，即断电状态下，衔铁132与磁轭131间隙设置，且与螺栓组件滑动配合。 

初始状态下，电磁制动器13的线圈断电，衔铁132在弹簧135的弹性力作用下与制动盘133贴合；推土机正常工作状态下，电磁制动器13的线圈通电，衔铁132在电磁力作用下克服弹性力与制动盘133分离，此时制动盘133随电机轴111转动；当推土机需要紧急制动时，电磁制动器13的线圈断电，电磁力消失，衔铁132在弹簧135弹性力作用下回复至初始状态，即衔铁132与制动盘133贴合，此时在摩擦力作用下驱动电机11停止工作。 

该电磁制动器13具有简单紧凑，操作简便，成本低的特点。此外，由于衔铁132在弹簧力的作用下直接作用在制动盘133上，因此扭力的传达快，制动迅速。可以理解，在满足制动功能需求及其装配工艺要求的基础上，本方案中的电磁制动器13也可以采用其他类型的制动器，比如干式多片摩擦式电磁制动器或者是湿式多片电磁制动器。 

如前所述，本方案中的制动盘133和电机轴111通过花键套136可拆卸连接，当制动盘133等易损件损坏时，只需更换相应的部件即可，与之配合其他部件可继续使用，从而简化了维修过程，也降低了维护成本。此外，本方案采用了花键套136连接，具有受力均匀、承载能力强的特点。可以理解，在满足电机轴111与制动盘133的连接强度的基础上，两者也可以采用过盈配合、键连接、或者是直接焊接的连接方式。 

进一步，本方案中的电磁制动器13上的安装板134、衔铁132和磁轭131，三者为独立模块设计再通过螺纹组件可拆卸连接，因此，当某一部件需要更换时，只需将更换的那个模块整体换掉即可，操作简单，快捷，从而简化可维护过程，降低了维护成本。安装板134同时也起到保护壳的作用，以免衔铁132、磁轭131等受到外界环境影响，而且也便于衔铁132、磁轭131等零部件的安装。当然，不设置安装板134，而直接安装衔铁132、磁轭131等部件也是可以的。 

图1中，磁轭131、衔铁132靠近驱动电机11的端部，制动盘133 处于外端，可以想到，也可以反向设置，即磁轭131、衔铁132位于外端，而制动盘133靠近驱动电机11的端部，即衔铁132和磁轭131位于驱动电机11的端部和安装板134之间即可。反向安装后，电磁制动器13的结构、工作原理与前述安装结构相同，在此不再赘述。 

需要说明的是，本方案中的电磁制动器13的工作方式为通电分离、断电结合，当然，其工作方式也可以采用断电分离、通电结合。 

另外，驱动电机11采取水冷式永磁电机时，相较于背景技术，适宜于多尘、工作环境恶劣、要求长时间连续工作的推土机等工程机械。 

除了上述的驱动机构，本实用新型该提供一种混合动力推土机，包括行走装置和驱动所述行走装置的驱动机构，所述驱动机构为上述任一实施例所述的混合动力推土机的驱动机构。由于上述驱动机构具有上述技术效果，具有该驱动机构的混合动力发动机也具有相同的技术效果，此处不再赘述。 

以上对本实用新型所提供的一种混合动力推土机及其驱动机构均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种混合动力推土机的驱动机构，包括驱动电机(11)，所述驱动电机(11)具有用于输出动力的电机轴(111)，其特征在于，还包括减速器(12)，所述减速器(12)与所述驱动电机(11)的输出端固定连接；所述电机轴(111)上还设有制动器。 

2.如权利要求1所述的混合动力推土机的驱动机构，其特征在于，所述电机轴(111)具有双输出端，一输出端与所述减速器(12)连接，与之相对的另一输出端设有所述制动器。 

3.如权利要求2所述的混合动力推土机的驱动机构，其特征在于，所述制动器为电磁制动器(13)；所述电磁制动器(13)包括与所述电机轴(111)连接的制动盘(133)、固定有通电线圈的磁轭(131)，和可滑动地间隙设置于两者之间的衔铁(132)，以及预压缩于所述磁轭(131)和所述衔铁(132)之间的弹性部件，所述衔铁(132)与所述驱动电机(11)的壳体连接； 

并配置成：所述线圈通电，所述衔铁(132)在磁力作用下克服弹性部件的预压缩弹性力与所述制动盘(133)分离；所述线圈断电，所述衔铁(132)在所述弹性部件的预压缩弹性力作用下，回复至与所述制动盘(133)贴合。 

4.如权利要求3所述的混合动力推土机的驱动机构，其特征在于，所述制动盘(133)和所述电机轴(111)通过花键套(136)连接。 

5.如权利要求4所述的混合动力推土机的驱动机构，其特征在于，所述电磁制动器(13)还包括安装板(134)，且所述安装板(134)、所述衔铁(132)和所述磁轭(131)三者通过螺栓组件连接于所述驱动电机(11)的壳体上，所述衔铁(132)和所述磁轭(131)位于所述驱动电机(11)的端部和所述安装板(134)之间。 

6.如权利要求1或2所述的混合动力推土机的驱动机构，其特征在于，所述制动器为气动式制动器。 

7.如权利要求1-5任一项所述的混合动力推土机的驱动机构，其特征在于，所述减速器(12)为硬齿面二级减速器。 

8.如权利要求1-5任一项所述的混合动力推土机的驱动机构，其 特征在于，所述驱动电机(11)为水冷式永磁电机。 

9.一种混合动力推土机，包括行走装置和驱动所述行走装置的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构为权利要求1至8任一项所述的混合动力推土机的驱动机构。 

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