專(zhuān)利名稱(chēng)：一種恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置，屬煤礦井下采掘機(jī)械設(shè)備零部件的設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
懸臂式掘進(jìn)機(jī)是煤礦井下巷道掘進(jìn)的主要機(jī)械化設(shè)備，截割裝置是懸臂式掘進(jìn)機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，由截割電機(jī)、減速器、旋轉(zhuǎn)截割頭、懸臂機(jī)構(gòu)組成，它是由電機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)截割頭旋轉(zhuǎn)、截割、鑿割煤壁或巖壁，達(dá)到剝落煤巖的目的。
煤巖剝離脫落的效果和效率與截割裝置的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)力矩、截割頭的刀齒排列、煤巖硬度有著密切的關(guān)系，在其他條件不可選擇的前提下，截割頭的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)力矩的變化就成了改善截割效果，提高截割效率的主要手段。
懸壁式掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)的變速方法，常采用單速電機(jī)作原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪變速箱，通過(guò)改變速比的方法，變換調(diào)整截割頭的速度，但機(jī)械齒輪傳動(dòng)變速具有轉(zhuǎn)換慢、噪音大、變速轉(zhuǎn)換局限大的弊端，井下使用不方便，變速效果不佳；也有使用恒轉(zhuǎn)矩雙速電機(jī)的方式，一般采用4/8極電機(jī)，4極時(shí)額定轉(zhuǎn)數(shù)可為1475轉(zhuǎn)/分鐘，電機(jī)在額定功率下運(yùn)行，8極時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為額定轉(zhuǎn)數(shù)的1/2，即737.5轉(zhuǎn)/分鐘，雖然速度發(fā)生了變化，但高低速運(yùn)行時(shí)截割轉(zhuǎn)矩未發(fā)生變化，對(duì)煤巖壁的單刀截割力變化不大，電機(jī)直接啟動(dòng)還會(huì)發(fā)生困難，常先啟動(dòng)低速，然后再轉(zhuǎn)換為高速，給操作使用帶來(lái)很多麻煩，使用效果不好。
在煤巖截割現(xiàn)場(chǎng)，煤巖硬度會(huì)發(fā)生大幅度變化，截割裝置必須采用不同的單刀截割力才能進(jìn)行截割作業(yè)，故需要轉(zhuǎn)矩變化大的截割裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的就是針對(duì)背景技術(shù)的不足，采用新的設(shè)計(jì)，由電機(jī)、聯(lián)接筒，行星減速器、懸臂段、截割頭組成一可變換速度和力矩的截割裝置，采用恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)定子繞組采用雙繞組，每個(gè)繞組的額定功率均為160KW，在同一功率下，形成低速轉(zhuǎn)矩是高速轉(zhuǎn)矩2倍的能力，以提高低速截割單刀力，達(dá)到高低速轉(zhuǎn)換方便，功率穩(wěn)定，提高截割能力和效率的目的。
本實(shí)用新型主要結(jié)構(gòu)包括雙速電機(jī)、聯(lián)接筒、行星減速器、懸臂段、截割頭；雙速電機(jī)1的左部為電機(jī)座2，電機(jī)座2的左下部為安裝軸孔5，雙速電機(jī)1的右部為聯(lián)接筒6、中部為電源盒3，雙速電機(jī)1、電機(jī)座2、聯(lián)接筒6的上部為電機(jī)護(hù)板4；雙速電機(jī)1的右部通過(guò)螺釘17、銷(xiāo)18與聯(lián)接筒6聯(lián)接，聯(lián)接筒6的外部為外聯(lián)油缸軸架10、壓板螺釘64、銷(xiāo)軸63，聯(lián)接筒6通過(guò)銷(xiāo)19、螺栓20與行星減速器7聯(lián)接，行星減速器7內(nèi)部有行星輪28、29、行星架30，外部有潤(rùn)滑油杯11，行星減速器7的右部有軸承座25，并與軸承26聯(lián)接，行星減速器7右部通過(guò)螺釘22、21與懸臂段8聯(lián)接，懸臂段8內(nèi)部有主軸31，主軸31上有軸承27，懸臂段8及主軸31右部通過(guò)螺釘23與截割頭9聯(lián)接，截個(gè)頭9上安裝數(shù)個(gè)截齒24。
所述的懸臂段8外部為懸臂筒36，懸臂筒36的內(nèi)部及右端為主軸31，并由螺釘38固定，懸臂筒36的左端有連接孔37，并與行星減速器7聯(lián)接，主軸31左中部有軸套39，軸套39的外部為配水盤(pán)40，配水盤(pán)40內(nèi)有內(nèi)噴霧水路32，并聯(lián)接懸臂筒36外部的水路接頭35、螺塞45，軸套39、配水盤(pán)40之間有密封圈41、格來(lái)圈42；主軸31的中部有端蓋47并由螺栓46固定，端蓋47與懸臂筒36之間有油封43；主軸31的右部有圓螺母48、浮封座49、軸承27，并與懸臂筒36聯(lián)接，浮封座49上有密封圈50，主軸31的右端部有連接銷(xiāo)51，上部有密封圈44；懸臂筒36的中外部有潤(rùn)滑油杯34并聯(lián)接潤(rùn)滑油路33；主軸31右端部設(shè)有泄油堵52、安裝孔53、鍵56、安裝孔54，安裝孔54上安裝截齒24。
所述的雙速電機(jī)1的外部為電機(jī)殼體16，電機(jī)殼體16裝在電機(jī)座2上，電機(jī)殼體16上有電源盒3，電機(jī)殼體16內(nèi)中間為電機(jī)軸15，電機(jī)軸15上為電機(jī)轉(zhuǎn)子14，電機(jī)轉(zhuǎn)子14外部與電機(jī)定子12聯(lián)接，電機(jī)定子12上有定子內(nèi)圈58，定子內(nèi)圈58上纏繞定子線(xiàn)圈13，電機(jī)軸15外部有鍵槽57；電機(jī)定子12外部的定子線(xiàn)圈13上設(shè)有高速繞組59、60、61、62、低速繞組65、66、67、68，高速繞組59、60、61、62聯(lián)接高速繞組輸出線(xiàn)69、高速繞組輸入線(xiàn)70，并與電機(jī)控制器聯(lián)接，低速繞組65、66、67、68聯(lián)接低速繞組輸出線(xiàn)71、低速繞組輸入線(xiàn)72并與電機(jī)控制器聯(lián)接。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有明顯的先進(jìn)性，它是由雙速電機(jī)、聯(lián)接筒、行星減速器、懸臂段、截割頭組成一個(gè)恒功率變速的截割裝置，雙速電機(jī)的定子繞組采用雙繞組，每個(gè)繞組的額定功率均為160KW同一功率，每個(gè)繞組對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)數(shù)分別為1500轉(zhuǎn)/分鐘、750轉(zhuǎn)/分鐘，額定轉(zhuǎn)矩分別為1028Nm、2081Nm，形成低速轉(zhuǎn)矩是高速轉(zhuǎn)矩2倍的能力，極大的提高了低速截割煤巖的截割力，在相同條件下，低速截割頭單刀截割力比高速截割頭單刀截割力增加1倍，電機(jī)高低速轉(zhuǎn)換可通過(guò)電控器控制定子繞組分別實(shí)現(xiàn)，操作電控箱轉(zhuǎn)換，十分方便，可隨時(shí)根據(jù)煤巖條件變換截割速度，功率恒定，提高了截割速度和效率，減少了能源消耗，截割速度快、效率高，安全、穩(wěn)定、可靠，是十分理想的恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置。


圖1為截割裝置整體結(jié)構(gòu)主視圖圖2為截割裝置整體結(jié)構(gòu)俯視圖圖3為懸臂段結(jié)構(gòu)圖圖4為圖3的B向視圖圖5為截割頭主視圖圖6為圖5的C-C剖面圖圖7為雙速電機(jī)主視圖圖8為圖7的A-A剖面圖圖9為雙速電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子繞組聯(lián)接關(guān)系原理圖圖10為截割裝置聯(lián)接關(guān)系圖圖中所示，各件號(hào)清單如下1、雙速電機(jī)，2、電機(jī)座，3、電源盒，4、電機(jī)護(hù)板，5、安裝軸孔，6、聯(lián)接筒，7、行星減速器，8、懸臂段，9、截割頭，10、外聯(lián)油缸軸架，11、潤(rùn)滑油杯，12、電機(jī)定子，13、定子線(xiàn)圈，14、電機(jī)轉(zhuǎn)子，15、電機(jī)軸，16、電機(jī)殼體，17、螺栓，18、銷(xiāo)，19、銷(xiāo)，20、螺栓，21螺栓，22、螺釘，23、螺釘，24、截齒，25、軸承座，26、軸承，27、軸承，28、行星輪，29、行星輪，30、行星架，31、主軸，32、內(nèi)噴霧水路，33、潤(rùn)滑油路，34、潤(rùn)滑油杯，35、水路接頭，36、懸臂筒，37、聯(lián)接孔，38、螺釘，39、軸套，40、配水盤(pán)，41、密封圈，42、格來(lái)圈，43、油封，44、密封圈，45、螺塞，46、螺栓，47、端蓋，48、圓螺母，49、浮封座，50、密封圈，51、連接銷(xiāo)，52、泄油堵，53、安裝孔，54、安裝孔，55、花鍵套，56、鍵，57、鍵槽，58、定子內(nèi)圈，59、高速繞組，60、高速繞組，61、高速繞組，62、高速繞組，63、銷(xiāo)軸，64、壓板螺釘，65、低速繞組，66、低速繞組，67、低速繞組，68、低速繞組，69、高速繞組輸出線(xiàn)，70、高速繞組輸入線(xiàn)，71、低速繞組輸出線(xiàn)，72、低速繞組輸入線(xiàn)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明
圖1、2所示，是截割裝置整體結(jié)構(gòu)，雙速電機(jī)1及其截割裝置是整體裝在電機(jī)座2上，電機(jī)座2呈開(kāi)口式，電機(jī)座2上的軸孔5與掘進(jìn)機(jī)上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸聯(lián)接，受掘進(jìn)機(jī)控制整體上下左右前后移動(dòng)，進(jìn)行截割作業(yè)；聯(lián)接筒6在雙速電機(jī)1和行星減速器7之間起聯(lián)接固定作用，中間由電機(jī)轉(zhuǎn)子軸15、花鍵套55與行星減速器7聯(lián)接，聯(lián)接筒6的外部為銷(xiāo)軸63、外聯(lián)油缸軸架10、壓板螺栓64；行星減速器7為二級(jí)減速，通過(guò)行星輪28、29完成減速，使電機(jī)速度降至工作速度，即截割頭作業(yè)截割速度；在行星減速器7的行星架30的右部設(shè)置軸承座25，軸承座25上設(shè)置軸承26，并與懸臂段8聯(lián)接；懸臂段8是截割裝置最主要的承載機(jī)構(gòu)，主軸31及其軸承27與軸承座25上的軸承26共同起著定位和傳遞動(dòng)力的作用；懸臂段8右部為截割頭9，是截割作業(yè)的直接工作部位，要聯(lián)接牢固，承載力大；各潤(rùn)滑油杯、油路要暢通，各密封圈要密封嚴(yán)密，聯(lián)接螺釘要牢固。
圖3、4所示，為懸臂段8的結(jié)構(gòu)圖，懸臂段8是截割裝置最大承載和截割負(fù)荷的集中段，是易損壞的部位，故一定要強(qiáng)度好，要用合金結(jié)構(gòu)鋼制作，各部位要安裝聯(lián)接牢固，水路接頭35、內(nèi)噴霧水路32、潤(rùn)滑油杯34、潤(rùn)滑油路33要暢通，密封圈41、44、油封43要密封嚴(yán)密，主軸31要強(qiáng)度好，硬度高，耐撞擊，安裝孔53、54要與截割頭9及截齒24安裝牢固。
圖5、6所示，為截割頭9結(jié)構(gòu)圖，截割頭9是截割裝置直接鉆煤巖的部位，要強(qiáng)度好，硬度高，耐撞擊，截割頭9上設(shè)置數(shù)個(gè)截齒24，可根據(jù)煤巖情況，加減設(shè)置截齒24，可對(duì)稱(chēng)設(shè)置，也可錯(cuò)位設(shè)置，使鉆力互補(bǔ)，截齒24要硬度高，強(qiáng)度好，可用硬度合金或工具鋼制作。
圖7、8、9所示，是雙速電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，電機(jī)殼體16的中間為電機(jī)軸15，電機(jī)軸15的外部為電機(jī)轉(zhuǎn)子14，電機(jī)轉(zhuǎn)子14外部為電機(jī)定子12，電機(jī)定子12上纏繞定子線(xiàn)圈13，定子線(xiàn)圈13上有高速繞組59、60、61、62、低速繞組65、66、67、68，分別通過(guò)輸出、入線(xiàn)69、70、71、72與電機(jī)控制器聯(lián)接，每個(gè)定子繞組的功率均為160KW，是相等功率，即恒功率，同步轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)置比值為1∶2，為1500轉(zhuǎn)/分鐘、750轉(zhuǎn)/分鐘，它們的額定轉(zhuǎn)矩分別為1208Nm、2081Nm，低速750轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)的轉(zhuǎn)矩是高速1500轉(zhuǎn)/分鐘的2倍；電機(jī)轉(zhuǎn)子14與電機(jī)定子12之間為摩擦接觸聯(lián)接，在接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子14帶動(dòng)轉(zhuǎn)子軸15轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)控制器控制定子高速繞組、低速繞組的轉(zhuǎn)換，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，電機(jī)形成雙速，使截割裝置整體轉(zhuǎn)動(dòng)，雙速電機(jī)是截割裝置主要的動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)源，要精確制作，定子雙繞組要精確計(jì)算線(xiàn)圈數(shù)量規(guī)格，保證其恒功率正常。
圖10所示，是截割裝置各部件聯(lián)接關(guān)系圖，電機(jī)座2上安裝雙速電機(jī)1，雙速電機(jī)1聯(lián)接聯(lián)接筒6，聯(lián)接筒6聯(lián)接行星減速器7，行星減速器7聯(lián)接懸臂段8，懸臂段8聯(lián)接截割頭9，截割頭9上安裝截齒24，電機(jī)座2通過(guò)軸孔5與掘進(jìn)機(jī)聯(lián)接，作業(yè)時(shí)，電機(jī)護(hù)板4遮蓋保護(hù)雙速電機(jī)1。
權(quán)利要求1.一種恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置，其特征在于主要結(jié)構(gòu)包括雙速電機(jī)、聯(lián)接筒、行星減速器、懸臂段、截割頭；雙速電機(jī)(1)的左部為電機(jī)座(2)，電機(jī)座(2)的左下部為安裝軸孔(5)，雙速電機(jī)(1)的右部為聯(lián)接筒(6)、中部為電源盒(3)，雙速電機(jī)(1)、電機(jī)座(2)、聯(lián)接筒(6)的上部為電機(jī)護(hù)板(4)；雙速電機(jī)(1)的右部通過(guò)螺釘(17)、銷(xiāo)(18)與聯(lián)接筒(6)聯(lián)接，聯(lián)接筒(6)的外部為外聯(lián)油缸軸架(10)、壓板螺釘64、銷(xiāo)軸63，聯(lián)接筒(6)通過(guò)銷(xiāo)(19)、螺栓(20)與行星減速器(7)聯(lián)接，行星減速器(7)內(nèi)部有行星輪(28)、(29)、行星架(30)，外部有潤(rùn)滑油杯(11)，行星減速器(7)的右部有軸承座(25)，并與軸承(26)聯(lián)接，行星減速器(7)右部通過(guò)螺釘(22)、(21)與懸臂段(8)聯(lián)接，懸臂段(8)內(nèi)部有主軸(31)，主軸(31)上有軸承(27)，懸臂段(8)及主軸31右部通過(guò)螺釘(23)與截割頭(9)聯(lián)接，截個(gè)頭(9)上安裝數(shù)個(gè)截齒(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的一種恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置，其特征在于所述的懸臂段(8)外部為懸臂筒(36)，懸臂筒(36)的內(nèi)部及右端為主軸(31)，并由螺釘(38)固定，懸臂筒(36)的左端有連接孔(37)，并與行星減速器(7)聯(lián)接，主軸(31)左中部有軸套(39)，軸套(39)的外部為配水盤(pán)(40)，配水盤(pán)(40)內(nèi)有內(nèi)噴霧水路(32)，并聯(lián)接懸臂筒(36)外部的水路接頭(35)、螺塞(45)，軸套(39)、配水盤(pán)(40)之間有密封圈(41)、格來(lái)圈(42)；主軸(31)的中部有端蓋(47)并由螺栓(46)固定，端蓋(47)與懸臂筒(36)之間有油封(43)；主軸(31)的右部有圓螺母(48)、浮封座(49)、軸承(27)，并與懸臂筒(36)聯(lián)接，浮封座(49)上有密封圈(50)，主軸(31)的右端部有連接銷(xiāo)(51)，上部有密封圈(44)；懸臂筒(36)的中外部有潤(rùn)滑油杯(34)并聯(lián)接潤(rùn)滑油路(33)；主軸(31)右端部設(shè)有泄油堵(52)、安裝孔(53)、鍵(56)、安裝孔(54)，安裝孔(54)上安裝截齒(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置，其特征在于所述的雙速電機(jī)(1)的外部為電機(jī)殼體(16)，電機(jī)殼體(16)裝在電機(jī)座(2)上，電機(jī)殼體(16)上有電源盒(3)，電機(jī)殼體(16)內(nèi)中間為電機(jī)軸(15)，電機(jī)軸(15)上為電機(jī)轉(zhuǎn)子(14)，電機(jī)轉(zhuǎn)子(14)外部與電機(jī)定子(12)聯(lián)接，電機(jī)定子(12)上有定子內(nèi)圈(58)，定子內(nèi)圈(58)上纏繞定子線(xiàn)圈(13)，電機(jī)軸(15)外部有鍵槽(57)；電機(jī)定子(12)外部的定子線(xiàn)圈(13)上設(shè)有高速繞組(59)、(60)、(61)、(62)、低速繞組(65)、(66)、(67)、(68)，高速繞組(59)、(60)、(61)、(62)聯(lián)接高速繞組輸出線(xiàn)69、高速繞組輸入線(xiàn)(70)，并與電機(jī)控制器聯(lián)接，低速繞組(65)、(66)、(67)、(68)聯(lián)接低速繞組輸出線(xiàn)(71)、低速繞組輸入線(xiàn)(72)并與電機(jī)控制器聯(lián)接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置，主要結(jié)構(gòu)由雙速電機(jī)、聯(lián)接筒、行星減速器，懸臂段、截割頭組成，它是在雙速電機(jī)定子繞組中采用雙繞組，每個(gè)繞組的額定功率設(shè)置為同一功率，即160KW，每個(gè)繞組對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)數(shù)分別為1500轉(zhuǎn)/分鐘、750轉(zhuǎn)/分鐘，額定轉(zhuǎn)矩分別為1028Nm、2081Nm，形成低速轉(zhuǎn)矩是高速轉(zhuǎn)矩2倍的能力，在相同條件下，低速截割頭單刀截割力比高速單刀截割力提高了1倍，極大的提高了低速截割的能力，同時(shí)方便了高、低速的轉(zhuǎn)換操作，可根據(jù)煤巖條件隨時(shí)任意由電控器控制變換截割速度，電機(jī)功率恒定，克服了低速截割不佳的弊病，提高了截割裝置的截割速度和效率，減少了能源消耗，截割速度快、效率高，安全、穩(wěn)定、可靠，是十分理想的恒功率雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的煤巖截割裝置。
文檔編號(hào)E21C31/02GK2869319SQ20052013546
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者金江, 郝建生, 張忠國(guó), 馬健康, 賈有生, 張夢(mèng)奇, 楊琴, 王巧梅 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院太原分院