CN206665861U - 一种掘进机电缆卷筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了掘进机电缆卷筒，包括大架总成，其结构要点是，大架总成上设有收卷装置和导缆器总成，电缆通过导缆器收卷在收卷装置内；收卷装置包括减速机、液压马达和卷筒总成，液压马达设在减速机上，减速机与卷筒总成链性连接；卷筒总成上设有第一链轮和第二链轮，减速机的输出轴上设有小链轮，小链轮通过链条与卷筒总成上的大链轮连接；本实用新型的有益效果是：设计合理，结构简单，能够有效的防止电缆线的磨损，能够方便电缆线的移动，从而提高了电缆线的使用寿命，提高了掘进机的工作效率。

Description

一种掘进机电缆卷筒

技术领域

本实用新型属于卷收装置领域，具体涉及的是一种掘进机电缆卷筒。

背景技术

掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器。掘进机分为开敞式掘进机和护盾式掘进机。价格一般在200万元至800万元之间不等。主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走。有安全、高效和成巷质量好等优点，但造价大，构造复杂，损耗也较大。

当前，我国已经成为世界最大的掘进机制造基地及应用市场。随着国内城市道交通，铁路，公路，水利，市政工程等建设事业的高速度增长，我国掘进机械也迎来了飞速的发展。我国掘进机械行业已经成为国内高端装备制造业和战略性新兴产业重点支持发展产业。

近年来，随着我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。在煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策中，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。

掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。

我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机。

悬臂式掘进机是集截割、装运、行走、操作等功能于一体，主要用于截割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道。现在国内的掘进机设计虽然说离国际先进的技术还有段距离，但是国内的技术水平已能基本满足国内的需求。大中型号的掘进机不断被创新。

然而，国内目前岩巷施工仍以钻爆法为主，重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段，但国内煤炭生产逐步朝向高产、高效、安全方向发展，煤矿技术设备正在向重型化、大型化、强力化、大功率和机电一体化发展，先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型重型悬臂式掘进机。全岩巷重型悬臂式掘进机代表了岩巷掘进技术今后的发展方向。

而且由于掘进机的需要功率较大，现有的掘进机多采用燃油式动力机构，对能源的消耗较大，对环境的污染比较严重，目前我国已经开始使用电动掘进机，电动掘进机需要很长的电缆才能保证它的工作范围，长距离的电缆移动需要大量的人力，而且很不方便，工作效率很低，而且在地面上拖拉，很容易损坏电缆，工作环境危险，所以，提供一种能够防止电缆损坏，电缆移动方便的电缆卷筒已经成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种能够防止电缆磨损的，电缆移动方便的，工作效率高的掘进机电缆卷筒。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，掘进机电缆卷筒，包括大架总成，其结构要点是，大架总成上设有收卷装置和导缆器总成，电缆通过导缆器总成收卷在收卷装置内。

作为本实用新型的进一步改进，收卷装置包括减速机、液压马达和卷筒总成，液压马达设在减速机上，减速机与卷筒总成链性连接。

作为本实用新型的进一步改进，卷筒总成上设有第一链轮和第二链轮，减速机的输出轴上设有小链轮，小链轮通过链条与卷筒总成上的大链轮连接。

作为本实用新型的进一步改进，卷筒总成的中心位置设有空腔，空腔内设有集电环，空腔两端设有侧盖，侧盖将集电环固定在空腔内。

作为本实用新型的进一步改进，所述的集电环上设有刷架、数个轴向接线柱和数个径向接线柱，数个径向接线柱位于集电环上的刷架上，数个轴向接线柱位于集电环的两端。

作为本实用新型的进一步改进，侧盖外设有弯头，弯头上连接有防水套。

作为本实用新型的进一步改进，导缆器总成能够水平转动，导缆器总成上设有摆线器、丝杠和第三链轮。

作为本实用新型的进一步改进，导缆器总成上的第三链轮分别与丝杠和卷筒总成上的第二链轮连接。

作为本实用新型的进一步改进，丝杠与摆线器连接，并通过第三链轮的转动控制摆线器摆动。

作为本实用新型的进一步改进，大架总成上设有紧张轮，紧张轮位于减速机与卷筒总成连接的链条下方，并与链条连接。

本实用新型的有益效果是：设计合理，结构简单，能够有效的防止电缆线的磨损，能够方便电缆线的移动，从而提高了电缆线的使用寿命，提高了掘进机的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的卷筒总成结构示意图；

图3为本实用新型的集电环的结构示意图；

其中1-大架总成，2-收卷装置，3-导缆器总成，4-减速机，5-卷筒总成，6-侧盖，7-刷架，8-轴向接线柱，9-径向接线柱，10-卷筒，11-限位栏，12-支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步解释说明，但不限制本实用新型的保护范围。

如图1至图2所示，掘进机电缆卷筒，包括大架总成1，所述的大架总成1上设有收卷装置2和导缆器总成3，电缆通过导缆器总成3收卷在收卷装置2内。

所述的收卷装置2包括减速机4、液压马达和卷筒总成5，液压马达设在减速机4上，减速机4与卷筒总成5链性连接。

所述的卷筒总成5上设有第一链轮和第二链轮，减速机4的输出轴上设有小链轮，小链轮通过链条与卷筒总成5上的大链轮连接。

所述的卷筒总成5的中心位置设有空腔，空腔内设有集电环，空腔两端设有侧盖6，侧盖6将集电环固定在空腔内。

所述的所述的集电环上设有刷架7、数个轴向接线柱8和数个径向接线柱9，数个径向接线柱9位于集电环上的刷架7上，数个轴向接线柱8位于集电环的两端。

所述的侧盖6外设有弯头，弯头上连接有防水套。

所述的导缆器总成3能够水平转动，导缆器总成3上设有摆线器、丝杠和第三链轮。

所述的导缆器总成3上的第三链轮分别与丝杠和卷筒总成5上的第二链轮连接。

所述的丝杠与摆线器连接，并通过第三链轮的转动控制摆线器摆动。

所述的大架总成1上设有紧张轮，紧张轮位于减速机4与卷筒总成5连接的链条下方，并与链条连接。

电缆卷筒的动力源为液压马达，掘进机提供油源。液压马达安装到减速机4上面，减速机4输出轴安装了一个小链轮，通过链条和卷筒总成5的第一链轮传动，链条中间有张紧链轮用来张紧链条，卷筒总成5的第一链轮固定在卷筒总成5上面，带动卷筒总成5转动，实现电缆卷筒的收放，卷筒总成5和减速机4都固在大架总成1上面。由于大架总成1会安装在掘进机底盘上，离着底盘边缘有一断距离，电缆有重力作用，下垂后会和底盘干涉，所以在大架总成1上位于卷筒总成5外侧位置加入导缆器总成3，电缆穿过导缆器总成3后，不会和底盘干涉，导缆器总成3固定在大架总成1上面，并且能水平转动一定角度，保证卷线顺畅。导缆器总成3上面还设有第三链轮和丝杠，卷筒总成5上面也设有第二链轮，通过第三链轮和第二链轮两个链轮的传动，带动丝杠，丝杠带动摆线器，电缆穿过摆线器实现排缆功能。

本实用新型在使用时首先需要打开卷筒总成5两端的侧盖6，然后将电缆穿过侧盖的弯头，拧紧弯头上的防水套，然后将电缆与卷筒总成6内的集电环上的数个接线柱连接，在连接时电缆线的火线安装OT-600A的接线端子，地线安装OT-250A的接线端子，当将电缆线与接线柱固定连接后表面用搪锡处理，本实用新型中的集电环也可以为其他可旋转导电体，当电缆固定连接后，通过专用扳手将弯头上的防水套拧紧，然后将侧盖6复位即可。

集电环是用于电机的换向器或滑环上，作为导出导入电流的滑动接触体，它的导电，导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的电机都使用碳刷，它是电机的重要组成部件。

而且在本实用新型的具体实施时，也可以将本实用新型中的导缆器总成3设置成能够做360°旋转的结构，同时本实用新型中的大架总成1为三角形结构，因为采用三角形结构设置，大架总成1的稳定性、牢固性较强，即使电缆重量较大，采用质量较轻的金属也能够承载，本实用新型中的大架总成1也可以采用其他的结构，但是采用其他结构时，大架总成1的材质则需要为密度较大、承受强度较大的金属材料，不然无法承受电缆在重量，而且本实用新型的大架总成1为一体成型制成，在侧面均匀设有圆形镂空结构，这样就能够降低重量，降低生产成本，而且不降低大架总成的可承载重量。

本实用新型中的卷筒总成5包括卷筒10和限位栏11，限位栏11位于卷筒10两端设置，限位栏11为圆环型，卷筒10与限位栏11之间设有支撑杆12，能够有效的将电缆限制在卷筒10上，防止线缆掉落从而导致线缆混乱。

由于掘进机主要应用于较大型的建筑等工程项目，其移动范围较大，而且由于需要动力的较大，所以采用的电缆线就需要直径较大、重量较大、芯数较多的电缆线，由于电缆线较重，所以需要的对电缆线的牵引力就相对较大，所以本实用新型中采用液压马达作为动力源，液压马达按其结构类型来分，可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小、便于启动和制动、调节(调速及换向)灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大所以又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)、因此可直接与工作机构连接；不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大，所以又称为低速大转矩液压马达。

而叶片式的马达，由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。叶片式液压马达体积小、转动惯量小、动作灵敏、可适用于换向频率较高的场合；但泄漏量较大、低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。

齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口，将轴承部分的泄漏油引出壳体外；为了减少启动摩擦力矩，采用卷动轴承；为了减少转矩脉动，齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。

齿轮液压马达由干密封性差、容租效率较低、输入油压力不能过高、不能产生较大转矩。并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。一般用于工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。

高速马达，额定转速高于500r/min的马达属于高速马达。高速马达的基本形式有齿轮式、叶片式和轴向柱塞式。它们主要特点是转速高，转动惯量小，便于启动、制动、调速和换向。

低速马达，转速低于500r/min的液压马达属于低速液压马达。它的基本形式是径向柱塞式。低速液压马达的主要特点是：排量大，体积大，转速低，可以直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大大简化，低速液压马达的输出扭矩较大，可达几千到几万Nm，因此又称为低速大扭矩液压马达。

径向柱塞式液压马达：工作原理，当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为。力可分解为和两个分力。当作用在柱塞底部的油液压力为p，柱塞直径为d，力和之间的夹角为X时，力对缸体产生一转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。

以上分析的一个柱塞产生转矩的情况，由于在压油区作用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转，并输出转矩。径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。

而径向柱塞式液压马达又分为：

1.单作用连杆型径向柱塞马达

连杆马达图、轴配流液压马达图、五角径向马达装配动画所示为单作用连杆型径向柱塞马达工作原理图，其外型呈五角星状，由壳体、曲轴、配流轴、连杆、柱塞、和偏心轮等零件组成。

优点：结构简单，工作可靠。

缺点：体积大、重量大，转扭脉动，低速稳定性较差。

2.多作用内曲线柱塞马达

该马达由配流轴、缸体、柱塞、横梁、卷轮、定子和输出轴等组成。这种马达的排量较单行程马达增大了1倍。相当于有21个柱塞。由于当量柱塞数增加，在同样工作压力下，输出扭矩相应增加，扭矩脉动率减小。有时这种马达做成多排柱塞，柱塞数更多，输出扭矩进一步增加，扭矩脉动率进一步减小。因此这种马达可做成排量很大，并且可在很低转速成下平稳运转。由于马达需要双向旋转，因此叶片槽呈径向布置。

3.柱塞式高速液压马达

柱塞式高速液压马达一般都是轴向式。

轴向柱塞泵除阀式配流外，其它形式原则上都可以作为液压马达用，即轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是可逆的。轴向柱塞马达的工作原理为，配油盘和斜盘固定不动，马达轴与缸体相连接一起旋转。当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，紧贴斜盘，斜盘对柱塞产生一个法向反力p，此力可分解为轴向分力及和垂直分力Q。Q与柱塞上液压力相平衡，而Q则使柱塞对缸体中心产生一个转矩，带动马达轴逆时针方向旋转。轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。若改变马达压力油输入方向，则马达轴按顺时针方向旋转。斜盘倾角a的改变、即排量的变化，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生转矩越大，转速越低。

通过上述对比后，本实用新型采用低速大扭矩液压马达作为本实用新型的动力源，但是在本实用新型的技术方案中，并不限制液压马达的分类选择。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.掘进机电缆卷筒，包括大架总成，其特征在于：所述的大架总成上设有收卷装置和导缆器总成，电缆通过导缆器总成收卷在收卷装置内。

2.根据权利要求1所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的收卷装置包括减速机、液压马达和卷筒总成，液压马达设在减速机上，减速机与卷筒总成链性连接。

3.根据权利要求2所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的卷筒总成上设有第一链轮和第二链轮，减速机的输出轴上设有小链轮，小链轮通过链条与卷筒总成上的大链轮连接。

4.根据权利要求2所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的卷筒总成的中心位置设有空腔，空腔内设有集电环，空腔两端设有侧盖，侧盖将集电环固定在空腔内。

5.根据权利要求4所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的集电环上设有刷架、数个轴向接线柱和数个径向接线柱，数个径向接线柱位于集电环上的刷架上，数个轴向接线柱位于集电环的两端。

6.根据权利要求4所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的侧盖外设有弯头，弯头上连接有防水套。

7.根据权利要求1所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的导缆器总成能够水平转动，导缆器总成上设有摆线器、丝杠和第三链轮。

8.根据权利要求7所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的导缆器总成上的第三链轮分别与丝杠和卷筒总成上的第二链轮连接。

9.根据权利要求7所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的丝杠与摆线器连接，并通过第三链轮的转动控制摆线器摆动。

10.根据权利要求1所述的一种掘进机电缆卷筒，其特征在于：所述的大架总成上设有紧张轮，紧张轮位于减速机与卷筒总成连接的链条下方，并与链条连接。