掘进机截割部混合动力传动系统

摘要

本发明公开了一种掘进机截割部混合动力传动系统，包括截割电机、截割头、液压马达和与液压马达连接的液压动力系统，所述截割电机和截割头之间通过行星减速器传动连接；所述液压马达的动力端和行星减速器之间转速耦合连接，或者所述液压马达的动力端和截割头的动力输入轴之间转矩耦合连接。本发明中截割头动力由截割电机与液压马达共同提供，驱动行驶机构的液压动力系统可用于驱动液压马达，因此可降低截割电机的功率减轻截割臂的负载，并且液压动力系统动力也能被充分利用；并且通过液压系统与机械系统共同承担来自截割头工作时的振动冲击，可降低截割头工作时的振动冲击对截割电机的损伤，延长各部件的使用寿命，提高截割工况的自适应性。

权利要求

1.一种掘进机截割部混合动力传动系统，其特征在于：包括截割电机、截割头、液压马达和与液压马达连接的液压动力系统，所述截割电机和截割头之间通过行星减速器传动连接；所述液压马达的动力端和行星减速器之间通过齿轮副转速耦合传动，或者所述液压马达的动力端和截割头的动力输入轴之间通过齿轮副转矩耦合传动；

所述行星减速器包括第一级行星轮系和第二级行星轮系，所述第一级行星轮系的太阳轮与截割电机的动力输出端同轴固定连接，所述第一级行星轮系的行星架同第二级行星轮系的太阳轮同轴固定连接，所述第二级行星轮系的行星架和截割头的动力输入轴之间通过弹性联轴器连接，所述第二级行星轮系的齿圈固定设置；所述液压马达的动力端和第一级行星轮系的齿圈之间通过齿轮副转速耦合传动；

所述液压动力系统还与掘进机行驶机构的行走马达连接；

所述液压动力系统还与掘进机升降机构的升降油缸和掘进机回转机构的回转油缸连接，所述升降油缸和回转油缸的进油口与液压马达的进油口之间通过输油管连通，所述输油管上设置有蓄能器。

说明书

掘进机截割部混合动力传动系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种传动系统，特别涉及一种掘进机截割部的传动系统。

背景技术

[0002] 目前，在煤矿、矿山及工程隧道的开采过程中，现有的悬臂式掘进机大多采用两部大功率电机，其中，一部电机作为截割部动力源；另一部作为行驶机构动力源。

[0003] 由于掘进机工作特点决定了掘进机的行驶过程与截割过程不可能同时进行，这导致了现有的掘进机行驶机构的液压系统动力在截割过程中不能被充分利用；同时，由于掘进机截割过程按照规定截割路线进行，因而其截割臂液压升降系统与回转系统也不会同时工作，因此升降系统与回转系统中的一个工作时，另一个的液压系统动力就不能被充分利用。

[0004] 同时，现有掘进机截割工况不可调，无法根据不同煤岩硬度和截割工况进行调速，整个系统的自适应性差。

[0005] 并且现有的掘进机截割部采用的是单一的机械传动系统，其难以适应其工作过程中的振动冲击，截割部的强大冲击振动容易造成截割电机损坏。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种掘进机截割部混合动力传动系统，以解决现有掘进机行驶机构、升降系统与回转系统的液压系统动力不能被充分利用、同等功率下截割电机功率大、截割调速性差、以及掘进机截割部传动系统抗振动冲击差的问题。

[0007] 本发明掘进机截割部混合动力传动系统，包括截割电机、截割头、液压马达和与液压马达连接的液压动力系统，所述截割电机和截割头之间通过行星减速器传动连接；所述液压马达的动力端和行星减速器之间通过齿轮副转速耦合传动，或者所述液压马达的动力端和截割头的动力输入轴之间通过齿轮副转矩耦合传动。

[0008] 进一步，所述行星减速器包括第一级行星轮系和第二级行星轮系，所述第一级行星轮系的太阳轮与截割电机的动力输出端同轴固定连接，所述第一级行星轮系的行星架同第二级行星轮系的太阳轮同轴固定连接，所述第二级行星轮系的行星架和截割头的动力输入轴之间通过弹性联轴器连接，所述第二级行星轮系的齿圈固定设置；所述液压马达的动力端和第一级行星轮系的齿圈之间通过齿轮副转速耦合传动。

[0009] 进一步，所述液压动力系统还与掘进机行驶机构的行走马达连接。

[0010] 进一步，所述液压动力系统还与掘进机升降机构的升降油缸和掘进机回转机构的回转油缸连接，所述升降油缸和回转油缸的进油口与液压马达的进油口之间通过输油管连通，所述输油管上设置有蓄能器。

[0011] 本发明的有益效果：

[0012] 1、本发明掘进机截割部混合动力传动系统，其截割头动力由截割电机与液压马达共同提供，在掘进机行驶机构停止工作时，驱动行驶机构的液压动力系统可转而用于驱动液压马达；并且液压动力系统供给掘进机的升降机构或回转机构的动力还可储存在蓄能器中，液压马达的动力还可来自于蓄能器；由于截割头还由液压马达驱动，因此可降低截割电机的功率，减小所述截割电机尺寸，减轻截割臂的负载，降低对截割臂强度的要求，并且液压动力系统动力也能被充分利用。

[0013] 2、本发明掘进机截割部混合动力传动系统，其液压马达的动力端和行星减速器之间通过齿轮副传动连接，液压马达和截割电机通过行星减速器实现转速耦合，使掘进机可根据截割煤层特性合理调节截割头的转速。

[0014] 3、本发明掘进机截割部混合动力传动系统，当截割电机、行星减速器传动路径发生故障时，掘进机截割头依然可以通过液压传动系统、液压马达驱动工作，掘进机应对故障能力强，生产率高。

[0015] 4、本发明掘进机截割部混合动力传动系统，本发明采用弹性联轴器连接截割头与行星减速器，且通过液压系统与机械系统共同承担来自截割头工作时的振动冲击，可降低截割头工作时的振动冲击对截割电机的损伤，延长各部件的使用寿命。

附图说明

[0016] 图1为本发明掘进机截割部混合动力传动的第一种实施方式结构示意图；

[0017] 图2为本发明掘进机截割部混合动力传动的第二种实施方式结构示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

[0019] 如图所示，本实施例掘进机截割部混合动力传动系统，包括截割电机1、截割头5、液压马达7和与液压马达7连接的液压动力系统9，所述液压动力系统9可为掘进机原有的液压动力系统，所述截割电机1和截割头5之间通过行星减速器传动连接，所述液压马达7的动力端和行星减速器之间通过齿轮副传动连接。

[0020] 本实施例中，所述行星减速器包括第一级行星轮系2和第二级行星轮系3，所述第一级行星轮系2的太阳轮与截割电机1的动力输出端同轴固定连接，所述第一级行星轮系2的行星架同第二级行星轮系3的太阳轮同轴固定连接，所述第二级行星轮系3的行星架和截割头5的动力输入轴之间通过弹性联轴器4连接，所述第二级行星轮系3的齿圈固定设置；所述液压马达7的动力端和第一级行星轮系2的齿圈之间通过齿轮副传动连接，实现转速耦合，所述齿轮副包括与液压马达7的动力端同轴固定连接的马达齿轮6和设置在第一级行星轮系2齿圈上与马达齿轮6啮合的外齿轮。

[0021] 本实施例掘进机截割部混合动力传动系统，其截割头5的动力由截割电机1与液压马达7共同提供，在掘进机的行驶机构8停止工作时，驱动行驶机构8的液压动力系统9可转而用于驱动液压马达7，因此可降低截割电机1的功率，减小所述截割电机1的尺寸，减轻截割臂的负载，降低对截割臂强度的要求，并且液压动力系统9的动力也能被充分利用。

[0022] 由于液压马达7的动力端和行星减速器之间通过齿轮副传动连接，液压马达和截割电机通过行星减速器实现转速耦合，使掘进机可根据截割煤层特性合理调节截割头转速。当然在不同实施例中，如图2所示，所述液压马达7的动力端还可与截割头5的动力输入轴之间通过齿轮传动连接，可实现液压马达和截割电机的转矩耦合。

[0023] 并且由于通过液压系统与机械系统共同承担来自截割头5工作时的振动冲击，因此可降低截割头5工作时的振动冲击对截割电机1的损伤，延长各部件的使用寿命。

[0024] 作为对本实施例的改进，所述液压动力系统9还与掘进机行驶机构8的行走马达连接，由于掘进机工作特点决定了掘进机的行驶过程与截割过程不可能同时进行，因此在截割头5工作时，行驶机构8便停止工作，通过控制液压系统油路上的电磁换向阀即可使液压动力系统9的动力用于驱动液压马达7，从而达到减小截割电机1功率的目的。

[0025] 作为对本实施例的改进，所述液压动力系统9还与掘进机升降机构的升降油缸10和掘进机回转机构的回转油缸12连接，所述升降油缸10和回转油缸11的进油口与液压马达7的进油口之间通过输油管连通，所述输油管上设置有蓄能器11；由于掘进机截割过程按照规定截割路线进行，因而升降机构和回转机构也不会同时工作，因此升降系统与回转系统中的一个工作时，另一个的液压系统动力就不能被充分利用，本改进使得液压动力系统供给掘进机的升降机构或回转机构的动力可储存在蓄能器中，使得液压马达的动力还可来自于蓄能器，从而可进一步减小截割电机1的功率，并使液压动力系统的动力被更充分利用。

[0026] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。