输送装置及其操作方法

输送装置及其操作方法
【专利摘要】公开了一种用于倾料器输送装置系统的直接接合驱动系统[108]。该驱动系统[108]包括引导[140]和跟随[140]嵌齿轮，引导[140]和跟随[140]嵌齿轮各由可编程逻辑控制器[108q]和可变频率驱动控制电机[108a]驱动。提供至引导[140]和跟随[140]嵌齿轮的每一个的转矩作为嵌齿轮[140]承担的载荷的函数，以及作为嵌齿轮[140]相对于间隙[159]或者相对于设置在输送装置[110]上的嵌齿轨道[150]的其它不连续处的位置的函数。还公开了用于将倾料器[100]沿着输送装置[110]移动的方法。其它移动输送装置是例如使用所示和说明的驱动系统[108]的移动给料器、维护车、堆料机、输送装置或起重机。
【专利说明】输送装置及其操作方法【技术领域】[0001]本申请涉及输送装备,且更具体地涉及用于例如采矿,集料(aggregate),农业,水 泥，废物管理和建筑业的倾料器输送系统。【背景技术】[0002]倾料器是一种类型的工业输送装置，通常用于建筑，采矿，和其它大型运土业务。 例如，倾料器可与地面输送器系统结合使用，用于将浙滤垫(leach pad)和存料堆移动堆 料。该倾料器将矿物材料在预定区域均勻地分布为各种高度，有助于浙滤处理(leaching process).,还已知作为“分层输送装置”或“阶梯输送装置”，倾料器定位在设置在输送装置 框架上的轨道并根据需要沿着输送装置向前或向后移动时在移动材料处理系统中提供灵 活性。这允许倾料器输送系统将材料加载至运输容器的选定加载区域上或者堆料/存料堆 上。倾料器输送系统通常由钢构成，具有实心滚轮，橡胶包覆的驱动辊，辊上的重型轴承，和 位于所述辊上的皮带，所述皮带通常宽度从36至96英寸且长度最大为几英里。对于较长的 皮带倾料器输送装置系统，输送装置可通过将多个输送装置框架段铰接在一起而形成。皮 带可包括横向地固定至其表面的高的脊或者挡板(flap)以保持所运输的材料防止其滑回 输送装置。倾料器通常包括皮带轮系统以及横向皮带，该皮带轮系统无论皮带相对于输送 装置框架的位置而保持皮带上的张力，该横向皮带将材料的方向改变为大体垂直于输送装 置。最后，从横向皮带在距离输送装置一定距离处排出材料。连接至电动机闸的多个电动 机用于移动和停止倾料器车。[0003]因此，大体具有两种用于倾料器的驱动系统:标准(摩擦)感应驱动，和绞盘(线缆/ 皮带轮)驱动。标准感应驱动通常在装配至倾料器底盘的吊车车轮组件上方。其依靠倾料 器的重量以及输送装置轨道和倾料器轮之间的摩擦感应牵引来移动和停止。绞盘驱动通常 依靠线缆张力以及电机驱动滑轮的复杂系统之间的摩擦力来移动倾料器。[0004]一些采矿点要求倾料器输送装置系统在斜坡上工作，该斜坡超过标准感应驱动的 7%坡度(4度角度斜坡)的建议限制。在该情况下，制造者通常消除直接轮驱动，且使用非 驱动空转起重机轮组件结合绞盘驱动、皮带轮和特别设计的线缆(如，具有塑料内芯和外编 织线束/纤维)。[0005]与上述常规倾料器驱动相关的问题有很多。例如，如图21中所示，标准的感应驱 动不建议在轮轨道816倾斜大于7%坡度(从水平面约4度)的情况下工作。尤其是，在不利 天气情况或采矿操作固有的高尘土环境中，输送装置轮轨道816与滚轮之间的摩擦减小的 情况下，较高的倾斜角度可能不能工作。该限制减弱了倾料器输送装置系统的移动性和多 功能性。此外，当使用标准感应驱动时，如果倾料器闸失效，则倾料器可能不在停止位置停 下，引起潜在的危险的“滑动”情况。最后，由于驱动轮和轮轨道816之间的摩擦系数的持 续改变，可能经历在倾料器的开始、停止和反向移动中的延迟以及“轮滑动”、“滑动”或“打 滑”。[0006]此外，尽管绞盘驱动系统提供比标准感应提供更大的操作倾斜角度，然而其是昂贵的且要求贵的、特别设计的线缆，其需要约每六个月更换一次。该线缆持续暴露至高摩 擦中，依靠取决于线缆张力的摩擦系数，在加过润滑油之后吸引尘土，并趋于在重载荷下伸 展，从而在移动或后退倾料器时提供延迟的或难分辨的开始和停止响应。作为污物、尘土货 杂质被卡在皮带轮和线缆之间的结果，可发生在倾料器的开始、停止和反向移动的延迟，以 及“轮滑动”、“滑动”或“打滑”。[0007]此外，尽管线缆长度可缩短，其不能延长而不改变线缆特性的一致性。因此，由于 输送装置在线缆的寿命中必须保持其的相同预定长度，所以绞盘驱动缺乏总的移动性和多 功能性，除非为了线缆维护、调节或更换暂时关闭倾料器输送装置系统。此外，关于对用于 大的角度和粗糙的地形中使用的倾料器进行“翻新”时，绞盘升级通常不是好的选择，这是 因为用于绞盘驱动的输送装置框架通常初始较宽地制成以容纳并保护线缆且允许多个输 送装置段之间的小的不对准而不会显著地损失性能(如，线缆磨损)。[0008]绞盘线缆通常从输送装置框架段的连接组件的一端张紧至连接组件的相反端，且 输送装置框架段在工作中趋于在该两个端点之间前后弯曲一定角度。因此，具体地在输送 装置框架段的显著地形或意外移动的情况下，在铰接输送装置框架段之间的相对角度可非 常严重使得轮和轮轨道816之间的线缆可变得松弛或甚至断开。例如，在一些情况下，多 个输送装置框架段可形成弯曲的输送装置形状，其中线缆是紧的(taught)并沿着直的线缆 路径，或者线缆是松弛的且在轨道上弯曲的，这导致磨损。该情况将大的安全考虑留给操作 者，且增加了投资者关于未计划的用于修理的停工期和未预期的资金/维护费用的风险。 此外，如果在张紧时线缆失效，则其对于附近的操作者来说成为非常危险的移动物体。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的是提供改进的倾料器输送装置驱动系统，其被配置成用于具 有陡坡或者大变化地形或地势的区域；[0010]本发明的另一个目的是通过在倾料器和输送装置之间提供“直接接合”而改进现 有移动输送系统和处理的效率，且不需要线缆和复杂的皮带轮系统。[0011]本发明的另一个目的是防止或最小化机器停机时间，资金成本和维护费用。[0012]本发明的另一个目的是最大化倾料器输送装置系统的安全性和控制。[0013]本发明的另一个目的是提供一种倾料器驱动系统，其与常规倾料器驱动系统相比 成本较小，占地面积较小，更加多用途，且较不复杂。[0014]本发明的另一个目的是提供倾料器驱动系统，其被配置成在比常规的倾料器驱动 系统以更大的倾斜角度工作，而不需要对于加长，缩短或更换线缆的停机时间和资金支出。[0015]本发明的另一个目的是提供翻新套件以修改与现有常规倾料器输送装置兼容的 倾料器或者倾料器驱动系统。[0016]本发明的另一个目的是提供具有与输送装置“直接驱动接合”的倾料器驱动系统。[0017]本发明的另一个目的是提供倾料器驱动，其被配置成跨越输送装置框架段之间的 间隙，以及移动倾料器跨越间隙的方法。[0018]根据这里的附图和说明，本发明的这些和其它目的将是很明显的。尽管相信本发 明每个目的由本发明的至少一个实施方式实现，然而本发明的任何一个实施方式没有必要 实现本发明的所有目的。[0019]提供了 一种输送装置系统。根据本发明的一些实施方式，该系统包括移动装置，其 具有包括至少一个轮的驱动系统，至少一个旋转传动部件，和配置成驱动和控制所述至少 一个旋转传动部件的旋转的至少一个驱动马达。所述至少一个旋转传动部件被配置成与设 置在输送装置上的带齿轨道或齿条接合，以相对于输送装置移动倾料器。[0020]在一些实施方式中，至少一个旋转传动部件可包括嵌齿轮、小齿轮或者蜗轮，其具 有扫掠倒角，以排出材料和防止堵塞。在其它实施方式中，该至少一个旋转传动部件可包括 独立地旋转的引导传动部件和跟随传动部件。引导传动部件和跟随传动部件可由控制器和 可变频率驱动装置来控制。提供了一种弹簧毂，其被设置成从驱动轴传递转矩但仍允许至 少一个旋转传动部件和所述驱动轴160之间的一定角度的旋转移动。该移动装置可被配置 成在定向为相对于水平面成约O到14度之间的倾斜角度的输送装置上工作。移动装置可 包括倾料器、移动给料器、维护车、堆料机、输送装置或起重机而没有限制。[0021]公开了用于连续移动堆料的输送装置。根据一些实施方式，该输送装置包括被配 置成连接在一起的一个或多个输送装置框架段，各输送装置框架段包括用于支撑轨道轮的 轮轨道，以及至少一个长形传动部件。该至少一个长形传动部件被配置成与带齿或带螺纹 旋转传动部件可操作地接合，从而相对于输送装置移动倾料器，带齿或带螺纹旋转传动部 件例如是设置在倾料器上的嵌齿轮、小齿轮或蜗轮。[0022]在一些实施方式中，输送装置被配置成以相对于水平面约O和14度之间的正和负 倾斜角度安全工作。该至少一个长形传动部件包括多个齿和设置在所述齿之间的凹部，其 可被配置成与蜗轮的螺纹或者嵌齿轮或滚柱小齿轮的齿啮合。扫掠倒角可被设置在至少一 个长形传动部件上，以排出材料并防止堵塞。[0023]还公开了沿着输送装置移动倾料器的方法。根据一些实施方式，该方法包括:提 供具有驱动系统的倾料器，其中驱动系统包括控制器，传感器，可操作地连接至第一驱动马 达的第一旋转传动部件，和可操作地连接至第二驱动马达并与第一旋转传动部件间隔开的 第二旋转传动部件。该方法还包括提供输送装置，其具有连接至第二输送装置框架段的第 一输送装置框架段——第一输送装置框架段包括第一长形传动部件且第二输送装置框架 段包括第二长形传动部件，其中在第一长形传动部件和第二长形传动部件之间限定间隙。 其它步骤包括当第一或第二旋转传动部件的至少一个接近间隙，但是不与第一或第二长形 传动部件中的一个接合时，减小或停止提供至该第一或第二旋转传动部件的至少一个的转 矩。当第一旋转传动部件与第一或第二长形传动部件中的一个接合时，保持或增大提供至 第一旋转传动部件的转矩。[0024]在一些实施方式中，可执行以下步骤:当第一或第二旋转传动部件中的至少一个 接近间隙，但是与第一或第二长形传动部件中的一个稍脱开时，减小或停止提供至第一或 第二旋转传动部件的该至少一个的转矩。在一些实施方式中，可执行以下步骤:当所述第一 或第二旋转传动部件中的至少一个接近间隙，但是稍与第一或第二长形传动部件中的一个 重接合时，维持或增大提供至第一或第二旋转传动部件的至少一个的转矩。最后，该方法可 包括:向第一旋转传动部件和第二旋转传动部件中的至少一个提供弹簧毂，以补偿与所述 第一和第二长形传动部件的小的不对齐。[0025]公开了一种输送装置系统。根据一些实施方式，该系统包括移动输送装置，其具有 驱动系统，控制器，传感器，可操作地连接至第一驱动马达的第一转动传动部件，和可操作地连接至第二驱动马达并与第一转动传动部件间隔开的第二旋转传动部件。该倾料器输送 装置系统还包括输送装置，其具有连接至第二输送框架段的第一输送装置框架段，设置在 第一输送框架段上的第一长形传动部件，和设置在第二输送装置框架段上的第二长形传动 部件，其中在第一长形传动部件和第二长形传动部件之间限定间隙。驱动系统可被配置成 当所述第一或第二旋转传动部件接近间隙，但没有完全与第一或第二长形传动部件中的一 个接合时，减小或停止提供至第一或第二旋转传动部件的转矩。驱动系统还可被配置成当 所述第一或第二旋转传动部件完全或部分与第一或第二长形传动部件中的一个接合时，保 持或增大提供至第一或第二旋转传动部件的转矩。移动装置可包括倾料器，移动给料器、维 护车、堆料机、输送装置或起重机而没有限制。[0026]在一些实施方式中，第一和第二旋转传动部件可包括嵌齿轮、小齿轮或蜗轮。此 夕卜，第一和第二长形传动部件可包括嵌齿轨道或齿条。弹簧毂可被设置在所述第一旋转 传动部件和第二旋转传动部件的至少一个上，以处理旋转和长形传动部件之间的小的不对 齐。在另一个实施方式中，驱动系统可包括将第一旋转传动部件连接至第一驱动马达的第 一驱动轴，和将第二旋转传动部件连接至第二驱动马达的第二驱动轴，其中第一和第二驱 动轴的每一个支撑轨道轮，轨道轮是独立的且围绕各自的驱动轴自由地旋转。[0027]公开了用于诸如倾料器的移动输送装置的驱动系统。根据一些实施方式，该驱动 系统包括被配置成与长形传动部件配合的至少一个旋转传动部件。该至少一个旋转传动部 件可被配置成与设置在输送装置上的带齿轨道或齿条接合。在一些实施方式中，驱动系统 可被提供为配置成修改现有倾料器的翻新套件。在其它实施方式中，该翻新套件可包括一 个或多个长形传动部件，其被配置成加至现有的常规输送装置。该一个或多个长形传动部 件可包括多个交替的齿和凹部。在一些实施方式中，该至少一个旋转传动部件可以是嵌齿 轮、小齿轮或蜗轮而没有限制。该至少一个旋转传动部件和/或至少一个长形传动部件可 包括扫掠倒角，以排出材料并防止堵塞。此外，该至少一个旋转传动部件可包括弹簧毂以补 偿未对准。【专利附图】

【附图说明】[0028]图1是根据一些实施方式的用于倾料器的驱动系统沿图3所示的剖切线观察的横 首丨J视图;[0029]图2是图1中所示的驱动系统接近输送装置部分之间的间隙的细节侧视图；[0030]图3示出了图1和2中所示的驱动系统在两个不同的区域深度处的宽侧视图；[0031]图4是图1-3中所示的驱动系统的透明顶视图；[0032]图5示出了从图4中的剖切线观察的与输送装置直接结合的倾料器的驱动系统；[0033]图6是使用根据图1-5中所示实施方式的驱动系统的轨道机器的下底盘的立体视 图，该轨道机器例如是倾料器，移动给料器、维护车、堆料机、输送装置或起重机；[0034]图7和8分别是根据图1-6所示的实施方式的嵌齿轮和嵌齿轨道的细节视图；[0035]图9-13示意性地示出根据一些实施方式倾料器驱动系统跨越间隙时的操作；[0036]图14A和14B示意性地示出根据一些实施方式的用于倾料器驱动系统的减震、冲 击宽容(impact-tolerant)、自对准弹簧毂的功能；[0037]图15A和15B示意性地示出根据另一些实施方式的用于倾料器驱动系统的减震、冲击宽容、自对准弹簧毂的功能；[0038]图16示出根据其它实施方式用于倾料器的驱动系统；[0039]图17示出根据仍另一些实施方式用于倾料器的驱动系统的一部分；[0040]图18示出了根据另一些实施方式用于倾料器的驱动系统的一部分；[0041]图19示出了根据仍另一些实施方式用于倾料器的驱动系统的一部分；[0042]图20示意性地示出根据本发明的实施方式用于倾料器驱动系统的可接受操作情 况；[0043]图21示意性地示出用于常规倾料器驱动系统的可接受操作情况；[0044]图22和23示意性地示出根据一些实施方式用于倾料器驱动系统的操作过程。【具体实施方式】[0045]图1-8示出了根据一些实施方式的用于倾料器输送系统的直接接合驱动系统 108。被配置成位于输送装置110上的倾料器100包括倾料器框架103和脚105，一个或多 个驱动系统108连接至该脚105。可为各脚105提供多个驱动系统108。例如，如图所示， 各脚105可包括两个驱动系统108。取决于倾料器100移动的方向，两个驱动系统108中的 一个用作导向(lead)驱动系统，且两个驱动系统108的另一个用作跟随驱动系统。驱动系 统108固定至支架108e，支架108e可通过接头108h和/或套筒108i而可枢转地连接至各 脚105。支架IOSe可完全地包围各驱动系统108的部分以保护驱动系统108的部件避免灰 尘和污物进入。例如，在一些实施方式中，如图所示，支架IOSe可包括由齿轮箱，其由在其 侧面焊接的5块钢板构成，其中齿轮箱的底部开口以允许驱动系统108与输送装置110之 间的连通。[0046]驱动系统108可包括计算机或控制器108q，例如可编程逻辑控制器，其可操作地 连接至一个或多个负载传感器(未示出)，诸如具有齿轮减速装置的VFD-控制电机等的驱动 马达108a，具有轨道轮轴线108 j和孔108p的轨道轮108d，其被配置成接收并关于从驱动 马达108a延伸的驱动轴160的外轴承表面164自由旋转。驱动轴160通过轴承190由支 架108e支撑。轴承190可以是任何类型,包括块套筒,滚子轴承,套筒轴承,锥形滚针轴承， 球轴承，推力轴承，液压轴承等，且可通过诸如焊接、压配合、螺纹连接或者使用所示的一个 或多个紧固件192的螺栓连接等任何常规的方式固定至支架108e。[0047]具有弹簧毂141的嵌齿轮(cogwheel)140可操作地连接至驱动轴160，从而轴160 可向嵌齿轮提供转矩。然而，嵌齿轮140可通过轴承表面149a和164而关于驱动轴160进 行小量自由旋转。[0048]在所示的实施方式中，驱动轴160包括至少一个转矩传递部件162。诸如压缩弹簧 170或扭簧172的冲击或弹簧部件被设置在驱动轴160的至少一个转矩传递部件162与形 成弹簧毂141中的孔149的一部分的转矩传递表面149b之间。本领域技术人员应理解可 使用其它配置。[0049]弹簧毂141中的弹簧170、172补偿嵌齿轮的齿144与嵌齿轨道(cog rail)150的 齿154之间的小的不对准。如图3中所示，如果输送装置110由螺栓连接或铰接在一起的 多个输送框架段形成，则可将未知长度的间隙159设置在嵌齿轨道150的第一段150”的最 后的齿151与嵌齿轨道150的第二段150’的第一齿153之间。该间隙159是大体不一致的且可根据两个相邻输送段的相对方向而在长度上进行变化。例如，在一些情况下，间隙 159可不超过几英尺，其中在其它情况下，间隙159可更大。通常，间隙159小于一英尺(例 如，对于输送框架段之间的±2.5英寸移动公差在大约0.5英寸和6英寸之间)。图3示出 了相同的前和后直接接合驱动装置108。图3的左手侧更清楚地示出了轨道轮108d，轴承 190和马达驱动装置108a，其中图3的右手侧更清楚地示出了嵌齿轮140和弹簧毂141。[0050]通过向嵌齿轮140施加转矩，嵌齿轮140进而沿着嵌齿轨道150移动倾料器框架 103，从而倾料器100沿着输送装置110移动。设置在各驱动系统108上的轨道轮108d围 绕驱动轴160自由地旋转，且位于轮轨道116上，该轮轨道116与输送框架118上的嵌齿轨 道150平行且接近。可提供一个或多个其它自由旋转空转轮用于额外的支撑和重量分配。 如图20中所示，在安全操作过程中，可接受的轮轨道116自水平面的倾斜角度可高达(即， 25%百分度)约14度。可向支架108e，脚105，或倾料器框架103中的任一个提供一个或多 个碎屑偏转器或刷108m，以清洁嵌齿轨道150和轮轨道116中的一个或两者上的污物、灰 尘、碎屑或其它材料。输送装置框架118包括多个皮带轮180以支撑皮带和皮带所支撑的 材料。[0051]图7和8不出了根据一些实施方式的嵌齿轮140和嵌齿轨道150。如图所不,嵌齿 轮140可包括多个径向延伸的，由凹部146间隔开的周向间隔开的齿144。凹部146可包括 夹在齿面147之间的齿根表面148，齿面147可以是平坦的或曲面的(如，渐开线形)以更好 地在嵌齿轨道齿154之间转移而不会损失传动效率。根据诸如嵌齿轮140的直径的设计因 素，齿面147可定向为不同的相对角度。围绕各齿154和凹部156的边缘可在各侧上被扫 掠倒角(swept chamfer) 142处理(snow),这让在嵌齿轨道150上聚积并可能影响嵌齿轮 140与嵌齿轨道150之间的平滑接合的材料被移除和排出(即，“自清洁嵌齿”特征)。为了 加速例行维护并减少更换磨损部件所要求的费用和时间，嵌齿轮140可包括以前述方式永 久地连接至驱动轴160的中间弹簧毂141，一个或多个可更换外部部分143通过紧固件145 固定至该其上。当嵌齿轮140的齿144磨损时，该部分143被简单地移除并更换为新的。[0052]与嵌齿轮140相似，嵌齿轨道150包括多个交替的齿154和凹部156。围绕凹部 156的边缘也被处理有倒角152，以让可妨碍嵌齿轨道150和嵌齿轮140之间的接合的材料 排出。此外，各凹部156包括齿根158和限定各齿154的一个或多个面157。面157可以是 平坦的或曲面的(如，渐开线形)以更好地在嵌齿轨道齿154之间过渡而不会损失传动效率。 应理解，对本领域普通技术人员来说，齿的几何形状可与所示的形状不同，以降低制造成本 或者适应不同的应用。例如，尽管图8中所示的嵌齿轨道150是整体结构，然而可替代地提 供图17中所示的相似的齿轨组件350，其中齿轨组件350被构造为通过将平行销齿354设 置在平行侧板351、359之间并临时地(如，螺栓连接)或永久地(如，焊接)装配在一起而构 成。形成在各销齿354之间的凹部356提供了让嵌齿144占据的空间。在所示的具体实施 方式中，齿354被按压或焊接至设置在平行侧板351、359中的孔355中。[0053]图14A和14B示意性地示出了根据一些实施方式的弹簧毂141的操作。具有从其 延伸通过的孔149的毂141围绕驱动马达208a的驱动轴160。通过在孔149中设置内轴承 表面149a而允许毂141至少部分地围绕轴160旋转。轴承表面149a沿着驱动轴160的外 轴承表面164骑靠。通过一个或多个转矩传递部件162和一个或多个转矩传递表面149b 而限制弹簧毂141和驱动轴160之间的相对旋转移动。将诸如所实的一个或多个压缩弹簧170的弹簧装置设置在毂141和轴160之间以衰减其之间的相对移动，同时仍然让转矩从 驱动轴160传递至毂141。图14A示出了未加载的弹簧毂组件，且图14B示出了弹簧毂组 件，其中将输入转矩提供至驱动轴160而嵌齿轮140可操作地与嵌齿轨道150接合。弹簧 毂141相对于驱动轴160稍稍移动的能力允许嵌齿144，销齿444，或者蜗杆540的螺纹与 嵌齿轨道150或齿条350、450、550的齿对齐而没有冲击。弹簧毂141有助于平滑的啮合过 渡，温和齿啮合/脱开，减少或消除嵌齿轨道/齿条间隙159之间的冲击，并促进安静的操 作并减少磨损。[0054]图15A和15B示意性地示出根据其它实施方式的弹簧毂141的操作。设置在毂 141和轴160之间的该弹簧装置是扭簧172，其在一端连接至毂141且在另一端连接至驱动 轴160。应理解可使用其它装置用于阻尼毂141与驱动轴160之间的小移动，同时仍允许转 矩传递。例如，可将小减震缸体(shock cylinder)或弹性压缩垫环设置在弹簧毂141与驱 动轴160之间。无论嵌齿轮140顺时针或者逆时针旋转，所公开的弹簧毂141大致同样地 工作，从而无论倾料器100沿着输送装置110在哪个方向移动而提供相同量的减震。[0055]图16示出了根据另一个实施方式具有直接接合倾料器驱动系统208的倾料器 200。倾料器200包括倾料器框架203和支架208e，其由下脚205、接头208h和套筒208i 可枢转地支撑。倾料器200经由轨道轮208d座靠在输送装置210的框架218上，该轨道轮 208d具有轮轴线208j。轨道轮208d由驱动马达208a机械地驱动。轨道轮208d支撑倾料 器200的重量，并沿着设置在输送装置框架218上的轮轨道216而骑靠。嵌齿轨道250与 轮轨道216平行并沿着输送装置框架218的长度延伸，该嵌齿轨道250被配置成由嵌齿轮 240接合。嵌齿轮240形成驱动系统208的一部分且可如图所示通过紧固件208k螺栓连接 至轨道轮208d。在该具体的实施方式中，嵌齿轮240由马达驱动马达208a驱动。驱动马达 208a安装至行星齿轮系输入208c且通过一个或多个紧固件208f紧固至支架208e。嵌齿 轮240和轨道轮208d通过多个紧固件208g，208k而可操作地连接至行星齿轮系输出208b。 行星齿轮系输出208b相对于行星齿轮系输入208c而旋转。可将如图14A-15B所示和说明 的弹簧毂(未示出)应用在行星齿轮系输出208b和轨道轮208d/嵌齿轮240组件之间，从而 补偿嵌齿轨道250中的变化和间隙159。在一些情况下，行星齿轮系输入208c和行星齿轮 系输出208b可被替换为同轴或正交齿轮箱，如本领域普通技术人员所能理解的。在后一种 情况下，嵌齿轮240和轨道轮208d将连接至齿轮箱的输出驱动轴，且将以相似方式随着驱 动轴旋转。[0056]图18示出了根据本发明的其它实施方式的用于倾料器的直接接合驱动系统408 的一部分。驱动系统408包括传动滚柱小齿轮(lantern pinion) 440,其可操作地连接至 倾料器，该小齿轮440包括弹簧毂441，通过多个紧固件445固定在侧板443之间的多个平 行销齿444,以及被配置成接收驱动轴的孔449。销齿444与小齿条(pinion rack) 450上 的凹部456以及接触齿454相接，该小齿条450被设置在输送装置上。在使用中，将转矩施 加在小齿轮440上以将倾料器沿着输送装置移动。[0057]图19示出了直接接合倾料器驱动器508的另一个实施方式，其可应用于本发明 中。不同于嵌齿轮或小齿轮，驱动马达508a可以可操作地连接至一个或多个特别设计的蜗 轮540，其沿着齿条550横向移动。在所示的【具体实施方式】中，蜗轮540的轴线508z和驱动 轴560与齿条550平行。随着蜗轮旋转，其将倾料器沿着齿条550拉动，且因此沿着支撑齿条550的输送装置(未示出)移动。可将如图14A-15B中所示的弹簧毂541应用在蜗轮550 和驱动电机508a的驱动轴560之间以补偿沿着输送装置的长度存在于齿条550中的任何 间隙。因此，弹簧毂541可非旋转地接合设置在驱动轴560中的轴向键槽或轨道565并跟 随其移动，并且压靠校准弹簧574。校准弹簧547在横过齿条550中可能出现的任何间隙 559时，通过从驱动轴560线性地脱开(decouple)蜗轮540而帮助减少蜗轮540与齿条之 间的冲击或者螺纹错扣(cross threading)。[0058]图9-13，22和23示出了沿着输送装置110移动倾料器100的方法1000，具体地输 送装置包括多个串连地螺栓连接在一起的框架段，其中间隙159可被存在于第一轨道嵌齿 轨道段150”和第二嵌齿轨道段150’之间。所使用的控制系统IOSq包括电路，转矩或负载 传感器，可编程逻辑控制器(PLC)和至少两个可变频率驱动控制(VFD)电驱动马达108a。嵌 齿轮140 (或可选地，小齿轮440或蜗轮540)被连接至各驱动马达108a。根据倾料器100 的移动的相对移动方向，至少一个所述嵌齿轮140用作引导嵌齿轮140’，且所述嵌齿轮的 另一个用作跟随嵌齿轮140”。控制系统IOSq提供独立控制提供至各引导140’和跟随140” 嵌齿轮的角定向、转矩或功率的能力。[0059]如图9中所示，在正常操作过程中，如果希望沿着输送装置110移动倾料器100，则 控制器IOSq向可变频率驱动器发送信号，且将控制电流发送1002至两个驱动马达108a，从 而将预定转矩提供至引导140’和跟随140”嵌齿轮的每一个，其足以将倾料器相对于输送 装置移动。倾料器接着以预定速度1004沿着输送装置移动。在倾料器移动时(环反馈)，驱 动引导嵌齿轮140’的马达108a上的转矩由转矩或负载传感器连续地测量1006。当引导嵌 齿轮140’与第一嵌齿轨道段150’的最后齿151脱开，且传感器感应到操作该引导嵌齿轮 140’的驱动马达108a上没有载荷或载荷减小时，将信号发送1008至控制器108q。此后， 如图10中所示，控制器IOSq和附属VFD暂时地减小或停止发送至支撑引导嵌齿轮140’的 驱动马达108a的所有电流。[0060]在短时间段内，引导嵌齿轮140’减速或零转速，且跨越间隙159(例如其可在1/10 秒至几秒之间)，控制器IOSq和附属VFD可临时地增加1010提供至支撑跟随嵌齿轮140”的 驱动马达108a的电流量，从而短暂地对其过激励。这样，尽管引导嵌齿轮140’临时无效， 然而倾料器100跨越间隙159时倾料器100的动量没有被影响。[0061]最后，引导嵌齿轮140’与第二嵌齿轨道段150’的第一齿153接触，在该点处转矩 /负载传感器在重新形成1012齿144’接触时感应负载的变化。驱动系统108被编程以通 过向控制器IOSq发送指示发生齿重接合和/或接触的信号而相应地响应。由于在嵌齿轨道 段150’、150”之间的间隙159距离可变化，引导嵌齿轮140’的齿144’可良好地接合，良好 地对齐以啮合，或者以其它方式对齐以冲击或撞击第一齿153。可将弹簧毂141设置至引导 嵌齿轮140’以帮助适应和补偿未对准，在该处:1)可将电流重输送1014至驱动引导嵌齿轮 140’的马达108a，和2)可被暂时地提供至跟随嵌齿轮140”的驱动电机的任何额外的电流 可被恢复至正常工作水平1016。图11示意性地示出了提供至引导140’和跟随140”嵌齿 轮的转矩。除了弹簧毂141，可关键性地使用宽松(sloppy)接头连接，倒角，较大间隙，和/ 或较大公差以防止在重接合过程中第一齿153与引导嵌齿轮齿144’之间的齿粘结(tooth binding)。[0062]在引导嵌齿轮140’与第二嵌齿轨道段150’接合且跟随嵌齿轮140”仍与第一嵌齿轨道段150’接合时，倾料器100继续以预定速度沿着倾料器移动1018。跟随嵌齿轮140” 上的转矩继续被监控1020。一旦跟随嵌齿轮140”离开第一嵌齿轨道段150”且不再有负 载，则转矩/负载传感器发送信号1022至控制器108q。此后，控制器IOSq和VFD减少或 停止向驱动跟随嵌齿轮140”的电机提供的电流，以减慢或暂停跟随嵌齿轮140”的旋转(图 12)。[0063]在短时间段内(例如其可在1/10秒至几秒之间的范围)，跟随嵌齿轮140”转速减 小或转速为零且跨越间隙159，控制器108q和附属VFD可暂时地增大1024提供至支撑该引 导嵌齿轮140’的驱动马达108a的电流量，从而暂时地对其过激励。这样，尽管引导嵌齿轮 140’临时无效，然而倾料器100跨越间隙159时倾料器100的动量没有被影响。[0064]最后，跟随嵌齿轮140’’与第二嵌齿轨道段150’的第一齿153接触，在该点处转 矩/负载传感器在重新形成1012齿144’接触时感应负载的变化。驱动系统108被编程以 通过向控制器IOSq发送指示发生齿重接合和/或接触的信号而相应地响应。由于在嵌齿 轨道段150’、150”之间间隙159的距离可变化，跟随嵌齿轮140”的齿144’可良好地接合， 良好地对齐以啮合，或者以其它方式对齐以冲击或撞击第一齿153。可将弹簧毂141设置至 跟随嵌齿轮140”以帮助适应和补偿未对准，在该处:1)可将电流重输送1014至驱动该跟 随嵌齿轮140”的马达108a，和2)可被暂时地提供至跟随嵌齿轮140”的驱动电机的任何 额外的电流可被恢复至标准操作水平1030。图13示意性地示出了提供至引导140’和跟 随140”嵌齿轮的转矩。引导140’和跟随140”嵌齿轮上的转矩被持续地监测，且当倾料器 100跨越输送装置段之间的随后间隙159时该过程本身重复。除了弹簧毂141，可关键性地 使用宽松接头连接，倒角，较大间隙，和/或较大公差以防止在重接合过程中第一齿153与 引导嵌齿轮齿144’之间的齿粘结(tooth binding)。[0065]承包人或其他实体提供直接接合的倾料器驱动系统或者可根据所示和说明的整 个或部分程序操作倾料器驱动系统。例如，承包人可接收关于涉及倾料器驱动系统或过程 的项目的投标要求，或者承包人可提供为客户设计诸如系统或程序。然后承包者可提供例 如所示的和/或上述实施方式中所说明的任何一个或多个装置或特征。承包者可通过销售 该装置或通过许诺销售该装置而提供所述装置。承包者可提供多种实施方式，其被尺寸设 置，形状形成和/或另外地配置成符合具体客户或顾客的设计条件。承包人可转包所公开 的装置或者用于提供所述装置的其它装置的部件的制造、输送、销售或安装。承包者还可调 查现场并设计或分配一个或多个存储区域用于堆叠用来制造装置的材料。承包者还可维 修、修改或者升级所提供的装置。承包者可通过分包该装置或者通过直接提供用于所述维 护或修改所需要的服务或部件而提供该维护或修改，且在一些情况下，承包者可通过“翻新 套装”修改现有的驱动系统以实现修改的过程或者输送装置系统，其包括这里所述的系统 和过程的一个或多个方法步骤、装置或特征。[0066]尽管以具体的实施方式和应用描述了本发明，然而在所述教导下本领域普通技术 人员可得到另外的实施方式和修改而不偏离本发明权利要求所要求的实质或超出其范围。[0067]例如，可想象其他安全特征可应用于所公开的驱动系统，例如在系统失效的情况 下的冗余紧急制动和安全锁。例如，该制动或锁可包括可松开超程(overrunning)离合器 /飞轮，其允许嵌齿轮仅在一个方向旋转以将倾料器向上前进，但防止倾料器意外向下滑动 移动。操作者将超越(override)离合器以允许倾料器沿着输送装置向下移动。在另一个示例中，可提供翻新套装，其包括一组螺栓固定直接接合轨道(如，嵌齿轨道或轨)，其被配置成安装至常规的路上输送装置。如另一个示例，可将可变频率控制(VFD)电机替换为液压马达，其通过可编程逻辑控制器(PLC)而控制，该可编程逻辑控制器(PLC)可操作地连接至阀、计量仪器、传感器、压缩器、管道和压力累加器的电路。例如，倾斜器持续地监控倾料器输送装置相对于真正水平面的角度，并通过电信号发送信息至PLC。当倾斜或载荷增大时，PLC增大可变容积泵的输出，其控制至液压马达的流动(如，流体静力传动)。可选地，当倾斜或载荷增大时，PLC可增加至比例阀或伺服阀的输入，其可由过激励液压马达的恒定压力源(如，压力补偿泵)驱动。如说明或图9-13，22和23所示，当在引导驱动装置上没有感应到负载时，PLC可暂时地减慢或停止与引导驱动装置相关的液压马达直至其与嵌齿轨道齿重接合。[0068]可选地，可使用一组步进电机而代替VFD控制驱动电机以辅助跨越嵌齿轨道间隙。该步进电机在跨越间隙没有负载时，以小增量旋转嵌齿轮直到嵌齿轮齿与嵌齿轨道的第二段的第一齿平滑地接合。在一些实施方式中，可单独地和排他地使用弹簧毂，而代替 VFD电机，特别是在嵌齿轨道或轨中的间隙被保持为最小时。此外，尽管轨道轮优选为在驱动轴上自由旋转以使本发明的实施方式对现有倾料器来说易于翻新，可想象轨道轮可固定至驱动轴且与直接接合嵌齿、滚柱小齿轮或蜗轮共同被驱动。通过将弹簧毂校准为产生大于预定最大转矩或载荷可最小化嵌齿、滚柱小齿轮、蜗轮、轨道轮、齿条、嵌齿轨道、轮轨道 (特别是在跨越间隙时)之间的任何摩擦、粘结或反作用。尽管这里公开的驱动系统被示出为用于倾料器，应注意其还可有利地用于起重机、移动给料器、维护车、堆料机、输送装置和 /或任何用于移动采矿或材料输送处理中的带轮轨道装置。[0069]因此，应理解这里的附图和说明以示例的方式提供，以促进本发明的理解，而不应构成对其范围的限制。[0070]附图标记[0071]100,200 倾料器[0072]103,203倾料器框架[0073]105,205 脚[0074]108，208，408，508 驱动系统[0075]108a, 208a, 508a 驱动马达[0076]208b行星齿轮系输出[0077]208c行星齿轮系输入支架[0078]108d, 208d 轨道轮[0079]108e，208e 支架[0080]208f 紧固件[0081]208g 紧固件[0082]108h，208h 接`头[0083]108i，208i 套筒[0084]108j, 208j轨道轮轴线[0085]208k紧固件[0086]108m刷[0087]108p孔[0088]108q控制系统[0089]110输送装置[0090]116，216，816 轮轨道[0091]118,218输送装置框架[0092]140,240嵌齿轮[0093]140’引导嵌齿轮[0094]140”跟随嵌齿轮[0095]141,441弹簧毂[0096]142，152倒角[0097]143外侧段[0098]144，154，454，554 齿[0099]145,445紧固件[0100]146，156，356，456 凹部[0101]147，157面[0102]148，158根部[0103]149,449孔[0104]149a轴承表面[0105]149b转矩传递表面[0106]150,250嵌齿轨道[0107]150’第二嵌齿轨道段[0108]150”第一嵌齿轨道段[0109]151最后齿[0110]153第一齿[0111]159，559嵌齿轨道间隙[0112]160,560驱动轴[0113]162转矩传递部件[0114]164外轴承表面[0115]170压缩弹簧`[0116]172扭簧[0117]180皮带辊[0118]190轴承[0119]192紧固件[0120]350齿条轨道[0121]351，359，443 侧板[0122]354,444销齿[0123]355孔[0124]440滚柱小齿轮[0125]450小齿条[0126]508z蜗轮轴线[0127]540蜗轮[0128]541弹簧毂[0129]544螺纹[0130]550齿条[0131]565轴向键槽/轨[0132]574对准弹簧[0133]1000移动倾料器的方法[0134]1002-1032 方法`步骤
【权利要求】
1.一种用于移动堆料输送装置系统的移动装置[100]，包括:驱动系统[108]，其具有至少一个轮[108d]，至少一个旋转传动部件[140]，和被配置成驱动并控制所述至少一个旋转传动部件[140]的旋转的至少一个驱动马达[108a]；其中所述至少一个旋转传动部件[140]被配置成与设置在输送装置[110]上的带齿轨道或齿条[150]接合，以相对于所述输送装置移动所述移动装置。
2.如权利要求1所述的移动装置[100]，其中所述至少一个旋转传动部件[140]包括嵌齿轮、小齿轮[440]或者蜗轮[540]。
3.如权利要求2所述的移动装置[100]，其中所述至少一个旋转传动部件[140]包括具有齿[144]的嵌齿轮和在各齿[144]之间的至少一个扫掠倒角[142]，该至少一个扫掠倒角[142]被配置成排出材料并防止所述嵌齿轮的堵塞。
4.如权利要求1所述的移动装置[100]，其中所述至少一个旋转传动部件[140]包括引导传动部件[140’ ]和跟随传动部件[140”]，引导传动部件[140’ ]和跟随传动部件 [140”]被配置成能以不同的角速度独立地旋转。
5.如权利要求4所述的移动装置[100]，其中所述引导传动部件[140’]和跟随传动部件[140，，]由控制器[108q]和可变频率驱动装置[108a]控制。
6.如权利要求1所述的移动装置[100]，其中所述至少一个旋转传动部件[140]包括弹簧毂[141]，所述弹簧毂[141]适于从驱动轴[160]传递转矩，同时仍然允许在所述至少一个旋转传动部件[140]和所述驱动轴[160]之间的一定程度的旋转移动。
7.如权利要求1所述的移动装置[100]，其中所述移动装置[100]被配置成在相对于水平面被定向成在约O和14度之间的倾斜角度的输送装置[110]上工作。
8.如权利要求1所述的移动装置[100]，其中所述移动装置[100]包括倾料器、移动给料器、维修车、堆料机、输送装置或者起重机中的一种。
9.一种用于移动堆料的输送装置[110]，包括:一个或多个输送装置框架段[118]，其被配置成连接在一起，各输送框架段[118]包括用于支撑移动装置[100]的轨道轮[108d]的轮轨道[116]，和至少一个长形传动部件 [150]；其中所述至少一个长形传动部件[150]被配置成与带齿或带螺纹的旋转传动部件可操作地接合，以将所述移动装置[100]相对于所述输送装置[110]移动，所述带齿或带螺纹的旋转传动部件例如是设置在所述移动装置[100]上的嵌齿轮[140]、小齿轮[440]或蜗轮 [540]。
10.如权利要求9所述的输送装置[110]，其中所述输送装置[110]被配置成以相对于水平面成约O至14度之间的倾斜角度工作。
11.如权利要求9所述的输送装置[110]，其中所述至少一个长形传动部件[150]包括多个齿[154]和设置在所述齿[154]之间的凹部[156]。
12.如权利要求11所述的输送装置[110]，其中所述齿[154]和凹部[156]被配置成与嵌齿轮[140]的齿[144]、蜗轮[540]的螺纹[544]，或者滚柱小齿轮[440]的销齿[444]口四合。
13.如权利要求11所述的输送装置[110]，其中所述至少一个长形传动部件[150]包括嵌齿轨道，所述嵌齿轨道在各齿[154]之间具有被配置成排出材料并防止所述嵌齿轮的堵塞的至少一个扫掠倒角[152]。
14.一种使移动装置[100]沿着输送装置[110]移动的方法，包括:提供具有驱动系统[108]的移动装置[100]，所述驱动系统[108]包括具有传感器的控制器[108q]，可操作地连接至第一驱动马达的第一旋转传动部件[140’ ]，和可操作地连接至第二驱动马达并与所述第一旋转传动部件[140’ ]间隔开的第二旋转传动部件[140”]；提供输送装置[110]，其包括连接至第二输送装置框架段的第一输送装置框架段，所述第一输送装置框架段包括第一长形传动部件[150’ ]且所述第二输送装置框架段包括第二长形传动部件[150”]，其中在所述第一长形传动部件[150’ ]和所述第二长形传动部件 [150，，]之间限定间隙[159]；当所述第一 [140’ ]或第二 [140”]旋转传动部件中的至少一个接近所述间隙[159]， 但不与所述第一 [150’]或第二 [150”]长形传动部件的一个接合时，减小或停止施加至所述第一 [140’ ]或第二 [140”]旋转传动部件中的该至少一个的转矩；以及当所述第一旋转传动部件[140’]与所述第一 [150’]或第二 [150”]长形传动部件中的一个完全接合时保持或增大施加至所述第一旋转传动部件[140’ ]的转矩。
15.如权利要求14所述的方法，还包括以下步骤:当所述第一[140’ ]或第二 [140”] 旋转传动部件中的至少一个接近所述间隙[159]，并与所述第一 [150’ ]或第二 [150”]长形传动部件稍脱开时，减少或停止施加至所述第一 [140’]或第二 [140”]旋转传动部件中的该至少一个的转矩。
16.如权利要求14所述的方法，还包括以下步骤:当所述第一[140’ ]或第二 [140”] 旋转传动部件中的至少一个接近所述间隙[159’]，并且与所述第一 [150’]或第二 [150”] 长形传动部件中的一个稍重接合时，维持或增大施加至所述第一 [140’]或第二 [140”]旋转传动部件的该至少一个的转矩。
17.如权利要求14所述的方法，还包括以下步骤:向所述第一旋转传动部件[140’]和所述第二 [140”]旋转传动部件中的至少一个提供弹簧毂[141]，以补偿相对于所述第一 [150’ ]和第二 [150”]长形传动部件的小的未对准。
18.一种输送装置系统，包括:移动输送装置[100]，其具有驱动系统[108]，所述驱动系统[108]包括具有传感器的控制器[108q]，可操作地连接至第一驱动马达[108a]的第一旋转传动部件[140’]，以及可操作地连接至第二驱动马达[108a]并与所述第一旋转传动部件间隔开的第二旋转传动部件[140，，]；输送器[110]，其包括连接至第二输送装置框架段[118]的第一输送装置框架段 [118]，所述第一输送装置框架段包括第一长形传动部件[150’]，且所述第二输送装置框架段包括第二长形传动部件[150”]，其中在所述第一长形传动部件[150’ ]和所述第二长形传动部件[150，，]之间限定间隙[159]；其中所述驱动系统[108]被配置成在所述第`一旋转传动部件[140’ ]接近所述间隙 [159]，但不与所述第一 [150’]或第二 [150”]长形传动部件中的一个接合时，减小或停止施加至所述第一旋转传动部件[140’ ]的转矩；其中所述驱动系统[108]被配置成当所述第一旋转传动部件[140’ ]与所述第一 [150’ ]或第二 [150”]长形传动部件中的一个接合时，保持或增大施加至所述第一旋转传动部件[140，]的转矩；其中所述驱动系统[108]被配置成当所述第二旋转传动部件[140”]接近所述间隙 [159]，但不与所述第一 [150’]或第二 [150”]长形传动部件中的一个接合时，减小或停止施加至所述第二旋转传动部件[140”]的转矩；以及其中所述驱动系统[108]被配置成当所述第二旋转传动部件[140”]与所述第一 [150’]或第二 [150”]长形传动部件中的一个接合时保持或增大施加至所述第二旋转传动部件[140，，]的转矩。
19.如权利要求18所述的输送装置系统，其中所述移动输送装置[100]包括倾料器、移动给料器、维修车、堆料机、输送装置或者起重机中的一种。
20.—种用于移动输送装置[100]的驱动系统[108],包括:至少一个旋转传动部件[140，440，540]，其被配置成与长形传动驱动装置[150，450， 550]配合；其中所述至少一个旋转传动部件[140，440，540]被配置成与设置在输送器 [110]上的带齿轨道或齿条[150，450，550]接合，以相对于所述输送器[110]移动所述移动输送装置[100];或至少一个长形传动部件[150，450，550]，其被配置成连接至输送器[110]，所述至少一个长形传动部件[150，450，550]包括多个交替的齿[154，454，554]和凹部[156，456，556] 且被配置成与至少一个旋转传动部件[140，440，540]配合。
21.根据权利要求 20所述的驱动系统[108]，其中所述驱动系统[108]作为翻新套件而被提供，其被配置成修改现有移动输送装置[100]或者输送器[110]。
【文档编号】B65G41/00GK103562101SQ201280025630
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年3月29日 优先权日:2011年3月29日
【发明者】J.L.汉克斯, A.T.马文, B.E.瓦德斯沃思 申请人:Fl史密斯公司