矿用挖掘机直驱提升机构及挖掘机的制作方法

1.本发明涉及采矿设备技术领域，尤其涉及一种矿用挖掘机直驱提升机构及挖掘机。


背景技术：

2.矿用挖掘机依靠提升、推压、回转、行走和开斗五大传动机构协同作业，完成了挖掘机对挖掘对象的切入(推压)、装满铲斗(提升+推压)、转移(回转)、卸载(开斗)、返回切入点(提升+回转+推压)和纵深挖掘(行走)等工作。提升机构的可靠性和效率直接影响设备的性能。
3.如图1所示是现有技术中提升机构示意图，双电机101驱动二级平行传动102，最后带动提升卷筒装置103，整个提升机构通过销轴联接在中部平台104上。该提升机构采用的交流变频调速+减速机的驱动系统，末级传动需要较低速度一般需要2～3级减速来实现，机械效普遍在78％～80％，机械传动效率较低，能耗较高，发热量大。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种矿用挖掘机直驱提升机构及挖掘机。技术方案如下：
5.第一方面，提供了一种矿用挖掘机直驱提升机构，包括：提升卷筒、第一电机、第二电机和工作台；所述提升卷筒包括第一卷筒、第二卷筒和制动盘，所述第一卷筒和第二卷筒分别设置于所述制动盘的两侧，与所述制动盘之间通过止口定位并通过超级螺栓连接；所述第一电机与所述第一卷筒的端部连接，所述第二电机与所述第二卷筒的端部连接，用于带动所述第一卷筒和所述第二卷筒同步转动；所述第一电机和所述第二电机的底部连接在所述工作台上，所述第一电机和所述第二电机为永磁电机。
6.在一些可选的实现方式中，所述第一电机的输出轴与所述第一卷筒的端部通过止口定位并通过螺栓连接，所述第二电机的输出轴与所述第二卷筒的端部通过止口定位并通过螺栓连接。
7.在一些可选的实现方式中，所述第一电机和所述第二电机与所述工作台之间通过胀紧套连接。
8.在一些可选的实现方式中，所述工作台为双耳结构，所述第一电机和所述第二电机为单耳结构，分别设置在所述工作台的两侧。
9.在一些可选的实现方式中，所述第一电机和所述第二电机上均设置有辅助支撑，用于在安装过程中对电机进行支撑并在安装完毕后拆卸。
10.在一些可选的实现方式中，还包括液压制动器、液压站和控制模块，所述液压站与所述液压制动器之间通过液压管路连接，且所述液压管路上设置有电磁换向阀，所述控制模块与所述电磁换向阀电性连接，用于控制所述电磁换向阀的启闭进而控制所述液压制动器的进油和回油。
11.在一些可选的实现方式中，所述液压制动器包括多组摩擦盘，所述多组摩擦盘在所述制动盘的两侧对中布置。
12.在一些可选的实现方式中，所述第一电机和所述第二电机的轴承安装方式为一侧浮动，一侧固定方式。
13.在一些可选的实现方式中，所述第一电机和所述第二电机的轴承上设置有速度编码器，所述速度编码器与所述控制模块连接，所述控制模块还用于根据检测到的速度信息控制所述第一电机和所述第二电机的转速。
14.第二方面，提供了一种挖掘机，包括如上任一项所述的矿用挖掘机直驱提升机构。
15.本发明技术方案的主要优点如下：
16.本发明的矿用挖掘机直驱提升机构及挖掘机，提升卷筒采用第一卷筒、制动盘、第二卷筒分体式结构；第一卷筒、第二卷筒与制动盘之间采用止口定位，超级螺栓固定；与原结构相比，结构简单，加工方便，同时定位精度高。采用永磁电机直接驱动卷筒代替交流变频电机+减速机+卷筒的传统方式，提高效率15％～20％；无减速机故障，提升机构故障率降低80％以上，同时大幅降低能耗和散热量、改善室内温度、降低通风系统负担、低降故障率提升设备可动率。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附
18.图中：
19.图1为现有技术提供的提升机构的结构示意图；
20.图2为本发明一实施例提供的直驱提升机构的侧视剖视图；
21.图3为本发明一实施例提供的直驱提升机构的主视图；
22.图4为本发明一实施例提供的直驱提升机构的俯视图。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
25.第一方面，本发明实施例提供了一种矿用挖掘机直驱提升机构，如附图2至4所示，包括：提升卷筒、第一电机205、第二电机207和工作台210；提升卷筒包括第一卷筒201、第二卷筒203和制动盘202，第一卷筒201和第二卷筒203分别设置于制动盘202的两侧，与制动盘202之间通过止口定位并通过超级螺栓204连接；第一电机205与第一卷筒201的端部连接，第二电机207与第二卷筒203的端部连接，用于带动第一卷筒201和第二卷筒203同步转动；第一电机205和第二电机207的底部连接在工作台210上，第一电机205和第二电机207为永磁电机。
26.上述工作台210为提升机构的安装位置，与现有技术中提升机构的安装位置相同，
其可以为挖掘机的中部平台。
27.本发明实施例中，提升卷筒采用第一卷筒201、制动盘202、第二卷筒203分体式结构；第一卷筒201、第二卷筒203与制动盘202之间采用止口定位，超级螺栓204固定；与原结构相比，结构简单，加工方便，同时定位精度高。采用永磁电机直接驱动卷筒代替交流变频电机+减速机+卷筒的传统方式，提高效率15％～20％；无减速机故障，提升机构故障率降低80％以上，同时大幅降低能耗和散热量、改善室内温度、降低通风系统负担、低降故障率提升设备可动率。
28.第一电机205的输出轴与第一卷筒201的端部通过止口定位并通过螺栓连接，第二电机207与第二卷筒203的输出轴与第二卷筒203的端部通过止口定位并通过螺栓连接。如此设置，保证提升卷筒与电机的同轴度。
29.可选地，第一电机205和第二电机207上均设置有辅助支撑，用于在安装过程中对电机进行支撑并在安装完毕后拆卸。其中，辅助支撑可以为起到辅助支撑作用的轴承，也即，辅助支撑可以为辅助支撑轴承。第一电机205和第二电机207与工作台210之间通过胀紧套209连接。安装时，首先把第一电机205和第二电机207连接在提升卷筒的两侧，并通过第一辅助支撑206和第二辅助支撑208分别对第一电机205和第二电机207进行支撑，然后将第一电机205和第二电机207的底部通过胀紧套209固定在中部平台上。等安装完毕后，拆卸掉第一辅助支撑206和第二辅助支撑208，辅助支撑在电机安装时起到支撑作用，同时提升机构整体安装到中部平台后，对整个机构造成约束，所以要拆卸。
30.通过设置辅助支撑，辅助支撑和主轴承形成简支梁结构，共同支撑电机轴，在起吊电机时起支撑作用；等到两个电机和提升卷筒安装在一起，安装在工作台210上后，需要拆卸掉辅助支撑，避免辅助支撑对整个提升机构造成过约束，对卷筒形成附加载荷，此时两个电机的主轴承形成简支梁结构，对提升卷筒形成有效支撑。
31.在本实施例的一些可选的实现方式中，工作台210为双耳结构，第一电机205和第二电机207为单耳结构，分别设置在工作台210的两侧。如此设置，第一电机205和第二电机207上的耳板分别与工作台210上的一个耳板相对，确保支撑更加稳固。
32.在本实施例的一些可选的实现方式中，如附图3和附图4所示，该直驱提升机构还包括液压制动器301、液压站401和控制模块，液压站401与液压制动器301之间通过液压管路连接，且液压管路上设置有电磁换向阀，控制模块与电磁换向阀电性连接，用于控制电磁换向阀的启闭进而控制液压制动器301的进油和回油。控制模块通过电磁换向阀控制液压制动器301的进油与回油，安全性高，响应快，在设备意外断电或急停时，液压制动器301响应速度快。由于采用了电磁换向阀，其性能远高于现有技术中的气动膜片式快排阀，避免了由于快排阀冻粘或漏气导致的制动器异常磨损，同时液压制动器301为湿式制动器，摩擦盘浸在润滑油中，减少了制动时摩擦的发热量，大大延长了制动器使用寿命。液压制动器301为常开制动器，正常运行时松开，提升卷筒正常运行；在设备意外断电或急停时，液压制动器301快速夹住制动盘202，对提升卷筒实施安全紧急制动，防止设备失控。
33.可选地，液压制动器301包括多组摩擦盘，多组摩擦盘在制动盘202的两侧对中布置。通过多组摩擦盘在制动盘202的两侧均匀地施加压力进行制动，制动过程较平稳，提高制动效果。示例地，液压制动器301中的10组摩擦盘在提升卷筒的制动盘202两侧对中布置，与现有技术相比，把制动器安装在提升卷筒处，能对提升机构实现最大的保护；现有技术中
制动器安装在提升一轴处，如果提升一轴和提升二轴啮合处出现断齿，或者提升二轴和提升卷筒齿轮啮合处出现断齿，必定无法对提升卷筒提供制动，会导致提升卷筒失控从而导致设备失控；制动器安装在提升卷筒处，会完全避免这种情况。
34.可选地，第一电机205和第二电机207的轴承安装方式为一侧浮动，一侧固定方式。这种固定方式结构简单、便于安装、调整容易。并且，在其中一侧上设置有速度编码器211，速度编码器211与控制模块连接，控制模块还用于根据检测到的速度信息控制第一电机205和第二电机207的转速。通过速度信号反馈，对电机形成闭环控制，保证两个电机运行同步，避免单电机承受提升机构负载。
35.第二方面，本发明实施例提供了一种挖掘机，包括如上任一项所述的矿用挖掘机直驱提升机构。因此，其也具备上述直驱提升机构的所有有益效果，在此不再赘述。
36.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
37.最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。