采煤機機電液復合短程傳動系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種采煤機機電液復合短程傳動系統，包括動力系統、變速傳動系統和殼體；所述動力系統包括主動力裝置和輔助動力裝置；所述主動力裝置包括主動力輸入組件和輸入太陽輪Ⅰ；所述輔助動力裝置包括輔助動力輸入組件、輸入太陽輪Ⅱ和輸出行星齒輪Ⅱ；所述變速傳動系統包括輸出行星齒輪Ⅰ、雙聯行星架齒輪和用于帶動采煤機刀盤轉動的輸出齒圈Ⅰ；本發明能夠滿足不同的工況需要，具有較大的輸出、承載較大、抗沖擊性較好、傳動比大、傳動鏈短等特點，同時可降低安裝和拆卸難度，減低維護和檢修成本，提升傳動系統可靠性，并且從根本上解決傳統驅動系統由于多路變速、傳動鏈長、動力源單一、搖臂抗變形能力差導致的不同步問題。
【專利說明】采煤機機電液復合短程傳動系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于采煤機短程傳動系統領域，具體涉及一種采煤機機一液多驅動源的機電液復合短程傳動系統。
【背景技術】
[0002]煤炭是我國的主體能源，2012年采出煤炭36.6億噸，開采深度大于500米的礦井占40%，已有40多個礦井采深超過千米，目前正以每年8-12m的速度向深部延深。我國煤炭產量的90%以上依靠地下開采方式，而且地質和開采條件更為惡劣，導致采煤機整機可靠性整體較低、運行故障多。例如，淮南礦區的某礦使用的國產采煤機在半年內更換了 7個截割傳動臂，而另一個煤礦使用德國產采煤機2年未發生截割臂傳動故障。現場統計表明，采煤機齒輪傳動失效對整機的可靠性影響度可達35%。
[0003]采掘作業的重載、強振、沖擊載荷均通過齒輪機構進行傳動。采煤機傳動部分為結構復雜的串聯動力傳遞鏈，若一個齒輪發生失效將導致整機停止工作；同時，現役采煤機普遍采用一套動力驅動系統(主要為電機驅動)，一旦驅動系統發生故障整機將無法繼續工作，且其維修周期較長，嚴重影響采煤效率。
[0004]現有采煤機截割裝置的傳動系統通常采用多級行星齒輪加惰輪的傳動方式，該傳動方式的傳動鏈較長，使得傳動系統工作可靠性低、故障率高、服役周期短等缺陷。
[0005]驅動系統(含齒輪傳動調速部分)作為采煤機重要的組成部分，對采煤機的性能有著重要的影響。現有技術中，為了使采煤機能夠在不同煤層環境下順利工作，其滾筒需要有不同的輸出狀態。現有技術中，為了達到不同輸出狀態下動力傳遞的目的，普遍采用多級調速系統，不同的調速系統最終將動力輸出至采煤機的滾筒，使得采煤機驅動系統體積過于龐大，結構復雜，制造成本高，輸出狀態單一。
[0006]搖臂作為采煤機傳動系統及滾筒、刀盤的承載體，長期與煤層處于剛性接觸及大的側向扭矩的惡劣環境條件下服役，容易導致搖臂發生變形影響安裝于搖臂內部傳動齒輪的相對位置關系，從而加劇齒輪的失效，影響整機可靠性。
[0007]因此，需要一種新型采煤機傳動系統來替代現有傳動系統，能夠滿足不同的工況需要，具有較大的輸出、承載較大、抗沖擊性較好、傳動比大、傳動鏈短等特點，同時可降低安裝和拆卸難度，減低維護和檢修成本，提升傳動系統可靠性，并且從根本上解決傳統驅動系統采用的多路變速、傳動鏈長、動力源單一、搖臂抗變形能力差，這些結構上所存在的不同步問題。
【發明內容】
[0008]有鑒于此，本發明的目的是提供一種采煤機機電液復合短程傳動系統，能夠克服現有技術的上述缺陷。
[0009]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0010]—種米煤機機電液復合短程傳動系統，包括動力系統、變速傳動系統和殼體；所述動力系統包括主動力裝置和輔助動力裝置；所述主動力裝置包括主動力輸入組件和輸入太陽輪I ;所述輔助動力裝置包括輔助動力輸入組件、輸入太陽輪II和輸出行星齒輪II ;所述變速傳動系統包括輸出行星齒輪1、雙聯行星架齒輪和用于帶動采煤機刀盤轉動的輸出齒圈I ;所述主動力輸入組件的動力輸出端與輸入太陽輪I在圓周方向傳動配合，所述輔助動力輸入組件的動力輸出端與輸入太陽輪II在圓周方向傳動配合；所述輸入太陽能輪I與輸出行星齒輪I嚙合，所述輸出行星齒輪I與輸出齒圈I內嚙合；所述雙聯行星架齒輪一端為輸出行星齒輪I的行星架，另一端為齒輪端；所述輸出行星齒輪II為雙聯齒輪，其輸入端的齒輪與輸入太陽輪II嚙合，其輸出端的齒輪與雙聯行星架齒輪的齒輪端嚙合，所述輸出行星齒輪II的行星架固定設置在殼體上；
[0011]進一步，所述變速傳動系統還包括輸出齒圈II和用于固定或分離輸出齒圈I與輸出齒圈II的鎖止機構，所述輸出齒圈II設有內齒和外齒，所述輸出齒圈II的內齒與輸出行星齒輪II的輸出端齒輪哨合，所述輸出齒圈II的外齒與鎖止機構上的齒廓哨合；
[0012]進一步，所述動力系統的主動力輸入組件和輔助動力輸入組件分別為電機和液壓馬達；
[0013]進一步，所述動力系統包括至少兩組輔助動力裝置；
[0014]進一步，所述主動力輸入組件的動力輸出端設置有制動器；
[0015]進一步，所述輸出齒圈I設置有用于與采煤機刀盤支撐在圓周方向上固定連接的筒形節；
[0016]進一步，還包括減震系統，所述減震系統包括與采煤機搖臂一體的環形安裝筒和設置在環形安裝筒與殼體之間的減震器；
[0017]進一步，所述殼體整體安裝于環形安裝筒中，所述減震器一端固定安裝于殼體外圓上，另一端固定安裝于環形安裝筒對應內圓的凹槽中。
[0018]本發明的有益效果是:本發明的采煤機機電液復合短程傳動系統，能夠滿足不同的工況需要，具有較大的輸出、承載較大、抗沖擊性較好、傳動比大、傳動鏈短等特點，同時可降低安裝和拆卸難度，減低維護和檢修成本，提升傳動系統可靠性，并且從根本上解決傳統驅動系統由于多路變速、傳動鏈長、動力源單一、搖臂抗變形能力差導致的不同步問題。
[0019]本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中:
[0021]圖1為本發明傳動機構簡圖；
[0022]圖中，1-主動力輸入組件,2-輔助動力輸入組件,4-輸入太陽輪II, 6-輸出行星齒輪II，7-輸出行星齒輪II的行星架，8-輸出齒圈II，9-鎖止機構，10-輸入太陽輪I，11-輸出行星齒輪I，12-雙聯行星架齒輪，13-輸出齒圈I，14-減震器，18-環形安裝筒，19-采煤機搖臂，20-制動器,21-殼體。【具體實施方式】
[0023]以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。
[0024]如圖所不，一種米煤機機電液復合短程傳動系統，包括動力系統、變速傳動系統和殼體21 ;所述動力系統包括主動力裝置和輔助動力裝置；所述主動力裝置包括主動力輸入組件I和輸入太陽輪I 10 ;所述輔助動力裝置包括輔助動力輸入組件2、輸入太陽輪II 4和輸出行星齒輪II 6 ;所述變速傳動系統包括輸出行星齒輪I 11、雙聯行星架齒輪12和用于帶動采煤機刀盤轉動的輸出齒圈I 13 ;所述主動力輸入組件I的動力輸出端與輸入太陽輪
I10在圓周方向傳動配合，所述輔助動力輸入組件2的動力輸出端與輸入太陽輪II 4在圓周方向傳動配合；所述輸入太陽能輪I 10與輸出行星齒輪I 11嚙合，所述輸出行星齒輪
I11與輸出齒圈I 13內嚙合；所述雙聯行星架齒輪一端為輸出行星齒輪I的行星架，另一端為齒輪端；所述輸出行星齒輪II 6為雙聯齒輪，其輸入端的齒輪與輸入太陽輪II 4嚙合，其輸出端的齒輪與雙聯行星架齒輪的齒輪端嚙合，所述輸出行星齒輪II的行星架7固定設置在殼體21上。
[0025]本實施例的采煤機機電液復合短程傳動系統，遵循(I)輔助動力裝置單獨輸入——輸出行星齒輪分流——輸出齒圈I匯流輸出；(2)主動力裝置單獨輸入——雙聯行星架齒輪分流——輸入齒圈I匯流輸出；(3)主動力裝置與輔助動力裝置同時輸入——雙聯行星架齒輪匯流——輸出齒圈I輸出的傳動規律。具有多系統混合多輸入及單系統單獨輸入的多動力源特點，實現了增大扭矩、調節速度范圍、短程傳動及緩解沖擊震動的目的，通過輸出扭矩和轉速的改變實現低速大扭矩輸出，改變動力源的輸入方式可以適應不同的輸出工況，減少傳動鏈的傳動長度能適當提高傳動效率，從根本上解決了傳統驅動系統采用的多路變速、傳動鏈長、動力源單一、搖臂抗變形能力差，這些結構上所存在的不同步問題。
[0026]本實施例中，所述變速傳動系統還包括輸出齒圈II 8和用于固定或分離輸出齒圈I與輸出齒圈II的鎖止機構9，所述輸出齒圈II設有內齒和外齒，所述輸出齒圈II的內齒與輸出行星齒輪II的輸出端齒輪哨合，所述輸出齒圈II的外齒與鎖止機構上的齒廓哨合，所述鎖止機構設置在輸出齒圈I上，鎖死時與輸出齒圈II連接成一體，形成雙聯輸出齒圈共同輸出動力，所述動力系統的主動力輸入組件和輔助動力輸入組件分別為電機和液壓馬達，當然在不同的實施例中，其他原動機亦可實現，所述動力系統包括兩組輔助動力裝置；本實施例中，所述主動力輸入組件的動力輸出端設置有制動器20。設置輸出齒圈II和鎖止機構便于本傳動系統的分流與匯流；所述輔助動力輸入組件為液壓馬達有助于緩解惡劣工況下的沖擊震動。
[0027]本實施例中，所述輸出齒圈I設置有用于與采煤機刀盤支撐在圓周方向上固定連接的筒形節；本實施的筒形節還具有密封變速傳動系統的功能。
[0028]本實施例中，還包括減震系統，所述減震系統包括與采煤機搖臂19 一體的環形安裝筒18和設置在環形安裝筒與殼體之間的減震器14。
[0029]本實施例中，所述殼體整體安裝于環形安裝筒中，所述減震器一端固定安裝于殼體外圓上，另一端固定安裝于環形安裝筒對應內圓的凹槽中。[0030]本實施例的采煤機機電液復合短程傳動系統，其載荷可以根據不同工況由單個齒圈或兩個齒圈來承擔，實現功率的分流與匯流，從而滿足不同工況下輸出功率及承載力的要求；與現有技術中同級別采煤機傳動系統相比，其結構簡單、體積小、減震性能好、承載能力強，因此能為采煤機中其他裝置留出更大的空間，并降低材料和制造成本，提高傳動系統可靠性，從而降低維護和檢修成本；與現有技術相比，相同傳動條件下傳動鏈大大縮短，降低傳動過程中能量的損耗，節約能源。
[0031]本實施例在工作時具有以下工作狀態:
[0032]工況一:輸出齒圈II 8與輸出齒圈I 13固連形成雙聯內齒圈,兩組輔助動力輸入組件2分別將動力傳遞給各自的輸入太陽輪II 4，然后再經各自的輸出行星齒輪II 6將動力傳遞給輸出齒圈II 8并輸出給刀盤，從而實現工況一的動力傳遞，工況一適應于承載能力要求不高且具有較高的傳動效率或作為備用動力輸入。
[0033]工況二:輸出齒圈II 8不鎖死且制動器20處于閉合狀態，輸入太陽輪I 10處于制動，兩組輔助動力輸入組件2分別將動力傳遞給各自的輸入太陽輪II 4，然后再經各自的輸出行星輪II 6將動力傳遞給雙聯行星架齒輪12，動力通過雙聯行星架齒輪12傳遞給輸出行星齒輪I 11,最后經輸出齒圈I 13將動力輸出給刀盤，從而實現工況二的動力傳遞，工況二適應于傳動比較大的中型承載能力工況或作為備用動力輸入。
[0034]工況三:輸出齒圈II 8與輸出齒圈I 13固連形成雙聯內齒圈，主動力輸入組件I將動力傳遞給輸入太陽輪I 10，再經輸出行星齒輪I 11并且通過雙聯行星架齒輪12經由輸出行星齒輪II 6輸出至雙聯內齒圈，通過行星齒輪變速系統的分流作用，動力由雙聯內齒圈傳遞給刀盤，從而實現工況三的動力傳遞，該工況適應于傳動比較大的中型(或較高)承載能力工況或作為備用動力輸入。
[0035]工況四:輸出齒圈II 8不鎖死且制動器20處于脫離狀態，兩組輔助動力輸入組件
2分別將動力傳遞給各自的輸入太陽輪II 4，再經輸出行星齒輪II 6將動力傳遞給雙聯行星架齒輪12，同時，主動力輸入組件I將動力傳遞給輸入太陽輪I 10，輸入太陽輪I 10和雙聯行星架齒輪12轉向相同，由于行星齒輪變速系統的差動作用，動力分別由輸入太陽輪I 10和雙聯行星架齒輪12傳遞給輸出行星齒輪I 11，最后由輸出齒圈I 13將動力輸出給刀盤，從而實現工況四的動力傳遞，工況四適應于承載能力和效率均較高的工況。
[0036]工況五:輸出齒圈II 8不鎖死且制動器20處于脫離狀態，兩組輔助動力輸入組件
2分別將動力傳遞給各自的輸入太陽輪II 4，再經輸出行星齒輪II 6將動力傳遞給雙聯行星架齒輪12，同時，主動力輸入組件I將動力傳遞給輸入太陽輪I 10，輸入太陽輪I 10和雙聯行星架齒輪12轉向相反，由于行星齒輪變速系統的差動作用，動力分別由輸入太陽輪I 10和雙聯行星架齒輪12傳遞給輸出行星齒輪I 11，最后由輸出齒圈I 13將動力輸出給刀盤，從而實現工況五的動力傳遞，工況五適應于承載能力較高的工況。
[0037]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種米煤機機電液復合短程傳動系統，其特征在于:包括動力系統、變速傳動系統和殼體；所述動力系統包括主動力裝置和輔助動力裝置；所述主動力裝置包括主動力輸入組件和輸入太陽輪I ;所述輔助動力裝置包括輔助動力輸入組件、輸入太陽輪II和輸出行星齒輪II ;所述變速傳動系統包括輸出行星齒輪1、雙聯行星架齒輪和用于帶動采煤機刀盤轉動的輸出齒圈I ;所述主動力輸入組件的動力輸出端與輸入太陽輪I在圓周方向傳動配合，所述輔助動力輸入組件的動力輸出端與輸入太陽輪II在圓周方向傳動配合；所述輸入太陽能輪I與輸出行星齒輪I嚙合，所述輸出行星齒輪I與輸出齒圈I內嚙合；所述雙聯行星架齒輪一端為輸出行星齒輪I的行星架，另一端為齒輪端；所述輸出行星齒輪II為雙聯齒輪，其輸入端的齒輪與輸入太陽輪II嚙合，其輸出端的齒輪與雙聯行星架齒輪的齒輪端嚙合，所述輸出行星齒輪II的行星架固定設置在殼體上。
2.根據權利要求1所述的采煤機機電液復合短程傳動系統，其特征在于:所述變速傳動系統還包括輸出齒圈II和用于固定或分離輸出齒圈I與輸出齒圈II的鎖止機構，所述輸出齒圈II設有內齒和外齒，所述輸出齒圈II的內齒與輸出行星齒輪II的輸出端齒輪嚙合，所述輸出齒圈II的外齒與鎖止機構上的齒廓哨合。
3.根據權利要求1所述的采煤機機電液復合短程傳動系統，其特征在于:所述動力系統的主動力輸入組件和輔助動力輸入組件分別為電機和液壓馬達。
4.根據權利要求1所述的采煤機機電液復合短程傳動系統，其特征在于:所述主動力輸入組件的動力輸出端設置有制動器。
5.根據權利要求1所述的采煤機機電液復合短程傳動系統，其特征在于:所述輸出齒圈I設置有用于與采煤機刀盤支撐在圓周方向上固定連接的筒形節。
6.根據權利要求1所述的采煤機機電液復合短程傳動系統，其特征在于:還包括減震系統，所述減震系統包括與采煤機搖臂一體的環形安裝筒和設置在環形安裝筒與殼體之間的減震器。
7.根據權利要求6所述的采煤機機電液復合短程傳動系統，其特征在于:所述殼體整體安裝于環形安裝筒中，所述減震器一端固定安裝于殼體外圓上，另一端固定安裝于環形安裝筒對應內圓的凹槽中。
【文檔編號】F16H3/58GK103821885SQ201410061694
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】劉振軍, 舒銳志, 秦大同, 楊陽, 胡建軍, 胡明輝, 劉永剛 申請人:重慶大學