地下铲运机的电驱动系统的制作方法

点击次数:   更新时间:2020-07-11 02:52     作者:游艇会

  地下铲运机主要用于矿山出矿、出渣,以及低位溜井卸矿等,是一种通过轮胎行进,并且依靠机身前端铲斗进行装卸和运输的机械设备。

  现有公告号为CN9.3可知一种地下遥控铲运机的动力与传动系统,该专利中,动力系统为柴油发动机或电动机,传动系统为液力机械传动系统,有变矩器、变速箱、传动轴和车桥。铲运机运行时行驶方向由变速箱控制,车速由发动机、变矩器、变速箱共同控制。液力变矩器在低速、大扭矩工况时效率很低,同时液力机械传动系统的故障率较高,使用维护成本高。而且地下铲运机使用的传动关键部件依赖进口,成本高、供货周期长,对大功率铲运机的开发制造形成了一定的制约。

  本发明要解决的技术问题是提供一种采用电机直接驱动车桥的方式,传动效率高、安全可靠性高的地下铲运机的电驱动系统。

  本发明一种地下铲运机的电驱动系统,包括前驱动装置和后驱动装置,所述后驱动装置位于铲运机的后车架上,所述前驱动装置一部分位于铲运机的后车架上,另一部分位于铲运机的前车架上;

  所述前驱动装置包括前驱动电机、前传动轴组件和前车桥,所述前驱动电机安装在所述后车架的前部,所述前车桥安装在所述前车架上,所述前驱动电机通过前传动轴组件将动力传递给前车桥;

  所述后驱动装置包括后驱动电机、后铰接传动轴和后车桥,所述后驱动电机安装在所述后车架的后部,所述后车桥安装在所述后车架上,所述后驱动电机通过所述后铰接传动轴将动力传递给后车桥。

  本发明地下铲运机的电驱动系统,其中所述前驱动电机包括前驱动电机本体,所述前驱动电机本体的两侧设有第一安装支架,所述前驱动电机通过所述第一安装支架安装在所述后车架上。

  本发明地下铲运机的电驱动系统,其中所述前传动轴组件包括依次连接的前铰接传动轴、前固定传动轴和前车桥传动轴,所述前铰接传动轴与所述前驱动电机的输出轴连接。

  本发明地下铲运机的电驱动系统,其中所述后驱动电机包括后驱动电机本体,所述后驱动电机本体的两侧设有第二安装支架,所述后驱动电机通过所述第二安装支架安装在所述后车架上。

  本发明地下铲运机的电驱动系统,其中所述后铰接传动轴与所述后驱动电机的输出轴连接。

  本发明地下铲运机的电驱动系统,其中所述前驱动电机进一步还包括:第一电机控制器;

  本发明地下铲运机的电驱动系统,其中所述前车桥与后车桥分别进一步还包括:防滑差速器、轮边减速器和封闭湿式制动器。

  本发明地下铲运机的电驱动系统,其中所述前驱动装置与后驱动装置至少有一个执行工作指令。

  (1)本发明前驱动电机与后驱动电机分别通过相应的传动轴将动力相应传递给前车桥与后车桥,采用电机直接驱动车桥的方式,与传统的液力机械传动系统相比,取代了变速箱、变矩器等,减少电机与车桥之间的复杂结构,使电机的动力直接传递给车桥,动力传递效率高,提高铲运机的牵引力与动作效率,能够快速的完成铲运机所需要完成的动作,而且,结构简单,降低铲运机的故障率,并且便于维修。

  (2)本发明前驱动电机与后驱动电机均安装在后车架上,节省前车架的空间,使铲运机的整体机构紧凑,配重合理。

  其中:1、后驱动电机;2、后铰接传动轴;3、后车桥;4、前驱动电机;5、前传动轴组件;6、前车桥;7、后车架;8、前车架;

  101、后驱动电机本体;102、第二安装支架;103、第二电机控制器;104、第二过渡法兰;105、后车架安装板;

  401、前驱动电机本体;402、第一安装支架;403、第一电机控制器;404、第一过渡法兰;

  如图1所示,本发明一种地下铲运机的电驱动系统,其中,地下铲运机包括相互铰接的前车架8与后车架7,电驱动系统包括前驱动装置和后驱动装置,后驱动装置位于铲运机的后车架7上,前驱动装置一部分位于铲运机的后车架7上,另一部分位于铲运机的前车架8上;

  前驱动装置包括前驱动电机4、前传动轴组件5和前车桥6,前驱动电机4安装在后车架7的前部,前车桥6安装在前车架8上,前驱动电机4通过前传动轴组件5将动力传递给前车桥6;

  后驱动装置包括后驱动电机1、后铰接传动轴2和后车桥3,后驱动电机1安装在后车架7的后部,后车桥3安装在后车架7上,后驱动电机1通过后铰接传动轴2将动力传递给后车桥3。

  铲运机在行进或进行铲装工作时,分别通过前驱动电机4驱动前车桥6,后驱动电机1驱动后车桥3,使前驱动装置与后驱动装置为相互独立工作的状态,提高设备的安全可靠性。

  前驱动电机4与后驱动电机1均安装在后车架7上,节省前车架8的空间,使铲运机的整体机构紧凑,配重合理。

  前驱动电机4与后驱动电机1的安装结构相同,以下对前驱动电机4与后驱动电机1的安装结构分别进行描述:

  如图2所示,前驱动电机4包括前驱动电机4本体,前驱动电机4本体的两侧设有第一安装支架402,前驱动电机4通过第一安装支架402安装在后车架7上,第一安装支架402通过螺栓螺母连接将前驱动电机4固定在后车架7安装板上。

  前传动轴组件5包括依次连接的前铰接传动轴501、前固定传动轴502和前车桥传动轴503,前铰接传动轴501与前驱动电机4的输出轴连接。

  其中,前铰接传动轴501为两端连接有十字轴万向节的伸缩传动轴,其作用是传递动力,同时在后车架7与前车架8相对铰接转向时调整法兰面的空间距离及角度的变化;

  前固定传动轴502包括两端连接法兰的固定长度轴,固定长度轴由两个滚动轴承支撑并固定于前车架8的轴座上,固定长度轴的轴向及径向都有约束,只能做旋转运动,其作用是传递动力并为前铰接传动轴501固定在前机架提供固定的支点;

  前车桥传动轴503为两端连接有十字轴万向节的伸缩传动轴,其作用是传递动力,而且还可以调整和/或补偿前固定传动轴502与前车桥6之间的安装误差;

  前传动轴组件5的具体安装结构为,前铰接传动轴501的一端通过十字节万向轴与过渡法兰连接,另一端通过十字节万向轴与前固定传动轴502一端的法兰连接,前固定传动轴502的另一端通过法兰与前桥传动轴一端的十字节万向轴连接,前桥传动轴的另一端通过十字节万向轴与前车桥6连接,前驱动电机4通过前传动轴组件5将动力直接传递给前车桥6。

  如图3所示,后驱动电机1包括后驱动电机1本体,后驱动电机1本体的两侧设有第二安装支架102,后驱动电机1通过第二安装支架102安装在后车架7上,第二安装支架102通过螺栓螺母连接将后驱动电机1固定在后车架安装板105上。

  其中,后铰接传动轴2为两端连接有十字轴万向节的伸缩传动轴,其作用是传递动力,还可以调整和/或补偿电机与后车桥3之间的安装误差;

  后前铰接传动轴501的一端通过十字节万向轴与过渡法兰连接,另一端通过十字节万向轴与后车桥3连接,后前驱动电机4通过后前铰接传动轴501将动力直接传递给后车桥3。

  前驱动电机4与后驱动电机1分别通过相应的传动轴将动力相应传递给前车桥6与后车桥3,采用电机直接驱动车桥的方式,与传统的液力机械传动系统相比,取代了变速箱、变矩器等,减少电机与车桥之间的复杂结构,使电机的动力直接传递给车桥,动力传递效率高,提高铲运机的牵引力与动作效率,能够快速的完成铲斗机所需要完成的动作,而且,结构简单,降低铲运机的故障率,并且便于维修。

  前驱动电机4进一步还包括:第一电机控制器403,第一电机控制器403通过第一安装支架402固定在前驱动电机本体401上,第一电机控制器403用于控制前驱动电机4的旋转方向及旋转速度。

  后驱动电机1进一步还包括:第二电机控制器103,第二电机控制器103通过第二安装支架102固定在后驱动电机本体101上,第二电机控制器103用于控制后驱动电机1的旋转方向及旋转速度。

  铲运机上设有控制器,控制器用于向铲运机发送动作指令,使铲运机完成铲斗的举升、下降、收斗、倾翻动作,第一电机控制器403与第二电机控制用于接收控制器发出的动作指令并控制驱动电机执行指令。

  前驱动装置与后驱动装置为相互独立的工作状态,进一步地,前驱动装置与后驱动装置至少有一个执行工作指令。

  当铲运机执行铲运动作时,控制器分别向第一电机控制器403与第二电机控制器103发送相应动作指令,理论上,单个驱动电机具有足够大的输出动力的条件下,前驱动装置与后驱动装置至少有一个执行铲运工作指令,优选的,本发明的一个实施例中,由于铲运机在铲运时所需要的动力较大,为提高铲运机铲运的工作效率,前驱动装置与后驱动装置共同工作。

  当铲运机执行行进动作时,铲运机所需要输出的动力较小,控制器分别向第一电机控制器403与第二电机控制器103发送相应动作指令,前驱动装置与后驱动装置至少有一个执行行进动作指令,若前驱动装置与后驱动装置中其中一个发生故障时,铲运机可以依靠其中一个驱动装置将其行驶至维修点,提高设备的可靠性与可维修性。

  本发明的一个实施例中,前驱动电机4与后驱动电机1均采用双向旋转调速电机。

  前车桥6与后车桥3分别进一步还包括:防滑差速器、轮边减速器和封闭湿式制动器;

  防滑差速器,解决铲运机在坏路面(泥泞、冰雪路面等)上行驶时,因一侧驱动轮接触泥泞、冰雪路面而在原地打滑(滑转),另一侧在好路面上的驱动轮却处在不动状态使车辆通过能力降低的缺点,使铲运机具有有效的通过性能;

  轮边减速器,具有减速增扭的作用,使前驱动装置与后驱动装置的所承受的载荷减少,尺寸变小以及使车桥获得较大的离地间隙等优点;

  封闭湿式制动器,为带强制冷却的弹簧包制动液压释放的多盘湿式制动器,利用该制动器可以保证良好的制动性能,避免驱动装置故障而造成的刹车失灵,提高铲运机的行驶安全性。

  本发明的一个实施例中,前驱动电机4与后驱动电机1可采用外部或车载电源供电,这样本系统可与各种电力新能源系统直接对接,实现节能减排。进一步的,外部电源如矿山电网经拖曳电缆系统或经架线系统供电。进一步的,车载电源如柴电发电机组或电池储能系统或由前两者构成的双动力系统供电。

  以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。


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