一种具有自循环冷却功能的旋挖钻机双驱动力系统的制作方法

本发明属于旋挖钻机驱动，具体涉及具有自循环冷却功能的旋挖钻机双驱动力系统。

背景技术：

1、传统旋挖钻机动力头为液压驱动，传动效率低，能耗高，随着工程机械产品逐步向电动领域发展，旋挖钻机打破传统驱动方式，其动力头采用电机驱动，既能提高传动效率，又能降低能耗和环境污染，但随之产生一个难题：电机驱动在甩土工况下，会产生较大惯性和延迟，甩土能力差、效率低，严重影响施工进度。是旋挖钻机向电驱领域发展的一大瓶颈，不适合市场的推广应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有自循环冷却功能的旋挖钻机双驱动力系统，能够解决方电驱动力头甩土能力差、效率低难题，同时实现增扭，增强瞬时破岩能力。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、第一方面本发明提供了一种具有自循环冷却功能的旋挖钻机双驱动力系统，包括第一同步电机、第二同步电机、驱动减速箱和液压马达；所述驱动减速箱内配置有第一传动轴和第二传动轴；

4、所述第一同步电机通过第一离合器传动连接所述第一传动轴，并且所述第一离合器能够控制第一同步电机与第一传动轴脱离；所述液压马达通过甩土减速机传动连接所述第一传动轴；

5、所述第二同步电机通过第二离合器传动连接所述第二传动轴，并且所述第二离合器能够控制第二同步电机和第二传动轴脱离；

6、所述第二传动轴驱动所述齿轮泵运动，所述齿轮泵、驱动减速箱、第一离合器和第二离合器通过冷却油管连通；所述齿轮泵驱动润滑冷却液在驱动减速箱、第一离合器和第二离合器之间循环流动；

7、所述第一传动轴和第二传动轴通过齿轮传动连接旋挖钻机的钻杆；钻杆由液压马达和/或第一同步电机以及第二同步电机驱动。

8、进一步的，所述第一离合器和第二离合器包括离合输入轴、连接套、活塞和离合器壳体；所述离合输入轴和连接套通过轴承安装于所述离合器壳体；所述离合输入轴连接第一同步电机的输出轴或第二同步电机的输出轴；连接套连接第一传动轴或第二传动轴；

9、所述离合器壳体内滑动设置有活塞，所述活塞滑动方向沿离合输入轴的轴向设置；活塞上设置有摩擦片；

10、所述离合输入轴端部处于所述连接套内，所述离合输入轴和连接套之间设有容纳摩擦片的间隙；液压系统驱动所述摩擦片与活塞运动，当摩擦片嵌入所述离合输入轴和连接套之间的间隙，所述离合输入轴和连接套处于传动连接状态；当摩擦片移出所述离合输入轴和连接套之间的间隙，离合输入轴和连接套处于脱离状态。

11、进一步的，所述活塞一端设置有压缩弹簧，所述活塞另一端设置有控制油口，所述控制油口外接液压控制系统；所述压缩弹簧驱动摩擦片嵌入所述离合输入轴和连接套之间的间隙；所述液压控制系统通过控制油口向离合器壳体注入液压油，推动摩擦片移出所述离合输入轴和连接套之间的间隙。

12、进一步的，所述离合输入轴包括第一轴段和第二轴段；所述第一轴段和第二轴段处于所述连接套内，所述第一轴段与连接套通过轴承转动连接，所述间隙设置于第二轴段和连接套之间。

13、进一步的，所述驱动减速箱内配置有第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和作业齿轮，第一驱动齿轮和作业齿轮、第二驱动齿轮和作业齿轮相互啮合；所述第一传动轴与第一驱动齿轮连接；第二传动轴与第二驱动齿轮连接；所述作业齿轮与钻杆连接。

14、进一步的，所述第一离合器和第二离合器配置有第一冷却入油口u1、第二冷却入油口u2和冷却出油口u3；驱动减速箱与齿轮泵的进油口通过油路连通；所述齿轮泵的出油口通过油路连通第一冷却入油口u1和第二冷却入油口u2；冷却出油口u3与驱动减速箱通过油路连通。

15、进一步的，所述冷却出油口u3高度低于第一冷却入油口u1和第二冷却入油口u2。

16、进一步的，所述驱动减速箱与齿轮泵之间的油路上设置有单向阀；所述单向阀的导通方向设置为驱动减速箱至齿轮泵；单向阀的两端口通过油路并联过滤器；所述过滤器用于对齿轮泵至驱动减速箱的润滑冷却液进行过滤。

17、第二方面本发明提供了一种具有自循环冷却功能的旋挖钻机双驱动力系统的控制方法，包括：

18、所述旋挖钻机设有第一工作模式和第二工作模式；

19、当旋挖钻机切换至第一工作模式时，控制第一同步电机和第二同步电机运动，第一同步电机通过第一离合器驱动所述第一传动轴转动；第二同步电机通过第二离合器驱动所述第二传动轴转动；由第一传动轴和第一传动轴共同通过齿轮传动共同带动钻杆转动；控制液压马达的液压油口关闭，液压马达和甩土减速机随动；

20、当旋挖钻机切换至第二工作模式时，通过第一离合器控制第一同步电机与第一传动轴脱离；通过第二离合器控制第二同步电机和第二传动轴脱离；利用液压马达通过甩土减速机驱动所述第一传动轴转动，由第一传动轴通过齿轮传动共同带动钻杆转动。

21、进一步的，还包括：所述旋挖钻机设有第三工作模式，当旋挖钻机切换至第三工作模式时，控制液压马达、第一同步电机和第二同步电机运动，

22、第一同步电机通过第一离合器驱动所述第一传动轴转动，同时利用液压马达通过甩土减速机驱动所述第一传动轴转动；

23、第二同步电机通过第二离合器驱动所述第二传动轴转动；由第一传动轴和第一传动轴共同通过齿轮传动共同带动钻杆转动。

24、进一步的，当旋挖钻机切换至第一工作模式或第三工作模式时，第二同步电机通过第二离合器驱动所述第二传动轴转动；第二传动轴带动齿轮泵；齿轮泵驱动润滑冷却液在驱动减速箱、第一离合器和第二离合器之间循环流动。

25、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

26、本发明所述第一同步电机通过第一离合器传动连接所述第一传动轴，并且所述第一离合器能够控制第一同步电机与第一传动轴脱离；所述液压马达通过甩土减速机传动连接所述第一传动轴；所述第二同步电机通过第二离合器传动连接所述第二传动轴，并且所述第二离合器能够控制第二同步电机和第二传动轴脱离；所述第一传动轴和第二传动轴通过齿轮传动连接旋挖钻机的钻杆；钻杆由液压马达和/或第一同步电机以及第二同步电机驱动；本发明能够切换多种驱动模式对钻杆进行驱动，能够根据需要切换不同的驱动模式，以适应不同的工作条件和要求；当由液压马达、第一同步电机以及第二同步电机共同驱动钻杆时，能够增强瞬时破岩能力。

27、本发明所述第二传动轴驱动所述齿轮泵运动，所述齿轮泵、驱动减速箱、第一离合器和第二离合器通过冷却油管连通；所述齿轮泵驱动润滑冷却液在驱动减速箱、第一离合器和第二离合器之间循环流动；可以更有效地散发这些关键部件产生的热量，提高冷却效率。

技术特征：

1.一种具有自循环冷却功能的旋挖钻机双驱动力系统，其特征在于，包括第一同步电机、第二同步电机、驱动减速箱和液压马达；所述驱动减速箱内配置有第一传动轴和第二传动轴；

2.根据权利要求1所述的旋挖钻机双驱动力系统，其特征在于，所述第一离合器和第二离合器包括离合输入轴、连接套、活塞和离合器壳体；所述离合输入轴和连接套通过轴承安装于所述离合器壳体；所述离合输入轴连接第一同步电机的输出轴或第二同步电机的输出轴；连接套连接第一传动轴或第二传动轴；

3.根据权利要求2所述的旋挖钻机双驱动力系统，其特征在于，所述活塞一端设置有压缩弹簧，所述活塞另一端设置有控制油口，所述控制油口外接液压控制系统；所述压缩弹簧驱动摩擦片嵌入所述离合输入轴和连接套之间的间隙；所述液压控制系统通过控制油口向离合器壳体注入液压油，推动摩擦片移出所述离合输入轴和连接套之间的间隙。

4.根据权利要求2所述的旋挖钻机双驱动力系统，其特征在于，所述离合输入轴包括第一轴段和第二轴段；所述第一轴段和第二轴段处于所述连接套内，所述第一轴段与连接套通过轴承转动连接，所述间隙设置于第二轴段和连接套之间。

5.根据权利要求1所述的旋挖钻机双驱动力系统，其特征在于，所述驱动减速箱内配置有第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和作业齿轮，第一驱动齿轮和作业齿轮、第二驱动齿轮和作业齿轮相互啮合；所述第一传动轴与第一驱动齿轮连接；第二传动轴与第二驱动齿轮连接；所述作业齿轮与钻杆连接。

6.根据权利要求1所述的旋挖钻机双驱动力系统，其特征在于，所述第一离合器和第二离合器配置有第一冷却入油口u1、第二冷却入油口u2和冷却出油口u3；驱动减速箱与齿轮泵的进油口通过油路连通；所述齿轮泵的出油口通过油路连通第一冷却入油口u1和第二冷却入油口u2；冷却出油口u3与驱动减速箱通过油路连通。

7.根据权利要求6所述的旋挖钻机双驱动力系统，其特征在于，所述驱动减速箱与齿轮泵之间的油路上设置有单向阀；所述单向阀的导通方向设置为驱动减速箱至齿轮泵；单向阀的两端口通过油路并联过滤器；所述过滤器用于对齿轮泵至驱动减速箱的润滑冷却液进行过滤。

8.根据权利要求1至权利要求7任一项所述的旋挖钻机双驱动力系统的控制方法，包括：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：所述旋挖钻机设有第三工作模式，当旋挖钻机切换至第三工作模式时，控制液压马达、第一同步电机和第二同步电机运动，

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括：当旋挖钻机切换至第一工作模式或第三工作模式时，第二同步电机通过第二离合器驱动所述第二传动轴转动；第二传动轴带动齿轮泵；齿轮泵驱动润滑冷却液在驱动减速箱、第一离合器和第二离合器之间循环流动。

技术总结
本发明公开了一种具有自循环冷却功能的旋挖钻机双驱动力系统，包括：所述第一同步电机通过第一离合器传动连接所述第一传动轴；所述液压马达通过甩土减速机传动连接所述第一传动轴；所述第二同步电机通过第二离合器传动连接所述第二传动轴；所述第二传动轴驱动所述齿轮泵运动，所述齿轮泵驱动润滑冷却液在驱动减速箱、第一离合器和第二离合器之间循环流动；所述第一传动轴和第二传动轴通过齿轮传动连接旋挖钻机的钻杆；钻杆由液压马达和/或第一同步电机以及第二同步电机驱动；本发明解决了方电驱动力头甩土能力差、效率低难题，同时实现增扭，增强瞬时破岩能力。

技术研发人员：李明星,孙余,宋健,范强生,刘志刚,高延威,吴帅
受保护的技术使用者：徐州徐工基础工程机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10