一种带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车的制作方法

1.本实用新型属于矿用提升绞车技术领域，具体涉及一种带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车。


背景技术：

2.在煤矿企业中，矿用绞车是煤矿不可缺少的关键设备，在煤矿生产过程中的人员及物料提升和运输、矿车调度、综采设备的安装、拆卸及搬迁以及各种重物和设备的牵引方面发挥着重要作用。常见的矿用绞车分为运输调度绞车、提升绞车、回柱绞车等。其中调度绞车主要用于煤矿井下的开拓掘进和上下山运输，也适用于井地车场中间巷道调度编组矿车，可供矿山地面、冶金矿场或者建筑工地进行地面调度或其他辅助运输搬运工作；提升绞车常用于倾斜井巷或竖井中煤炭、矸石、设备等物料的提升运输，具有很大的牵引功率和很好的安全性能；回柱绞车又称慢速绞车，主要用于拆除和回收工作面支柱以及搬迁井下液压支架，牵引力大和牵引速度慢是回柱绞车的主要性能。
3.在矿井生产中，采区提升绞车主要担负矿井井下采区设备及材料的运输任务，随着矿井机械化水平的提高，井下综采、综掘设备、支架得到广泛的应用，大型机械装备越来越多进入采区，因此提升绞车液压制动装置是一个很重要的设备，在现有矿井中，为满足采区上、下山运输大件重型采掘设备的要求，近几年，矿井下主采区上、下山提升绞车均采用大功率调度绞车(电机功率在55-90kw)，该调度绞车虽然提升能力满足要求，但在使用中发现原绞车制动系统制动油泵功率偏小(制动力为180n)，且为单侧制动，制动闸采用带式摩擦闸片，利用制动杆传递力矩，靠制动闸片与制动闸轮产生的摩擦力来进行制动，由于制动油泵受制动力的约束，在提升或下放综采设备等重型物件时(如液压支架重量达11t)原绞车电磁抱闸不能满足制动要求，手动闸也很难满足，特别是在绞车突然断电或急停状态下，绞车的制动系统无法实现可靠制动，易造成跑车等重大恶性事故的发生，给大型设备的采区运输带来困难，由于制动力矩不足，造成诸多不安全隐患。


技术实现要素：

4.为了克服上述的技术缺点，本实用新型的目的是提供一种带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车，降低了成本，提高了可靠性和安全性。
5.为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车，包括底座和控制装置，所述底座上固定安装有外转子电动机、往复丝杠式排绳器，
7.所述外转子电动机与往复丝杠式排绳器之间通过链传动连接；所述外转子电动机与控制装置电连接，所述控制装置控制外转子电动机正转或反转，并带动往复丝杠式排绳器将钢丝绳逐层缠绕或展开在外转子电动机壳体上。
8.进一步地，所述外转子电动机包括定子系统和与外转子系统，
9.所述的定子系统包括定子轴，固定套设在定子轴中部的定子，及套设在定子上的
绕组线圈；
10.所述外转子系统包括主动链轮、链轮连接轴、转子外壳、转子轴承座，所述转子外壳通过转子轴承座活动套设在定子轴上，并可相对于定子轴进行转动；所述转子外壳的内壁上固设有永磁铁，且所述永磁铁和定子之间具有间隙；所述的绕组线圈在通电后定子系统与外转子系统之间的间隙形成旋转磁场，外转子系统在旋转磁场的作用下进行同步旋转，为外转子电动机提供动力；
11.所述主动链轮设置有两组，两组主动链轮对称地设置于所述定子的两侧，且每组主动链轮通过链轮连接轴与转子轴承座连接。
12.作为进一步地优选方案，所述链轮连接轴的一端通过螺栓与转子轴承座连接，链轮连接轴的另一端端部设置有挡板，所述挡板和链轮连接轴上的轴肩对主动链轮进行轴向限位。
13.作为进一步地优选方案，所述定子轴的两端通过压板固定在支撑座上，所述支撑座的底部固定在底座上。
14.作为进一步地优选方案，所述定子轴上设有线圈引出孔，绕组线圈从该线圈引出孔穿出后与控制装置电连接。
15.作为进一步地优选方案，所述定子轴端部设有喇叭嘴。
16.作为进一步地优选方案，所述底座上还安装有液压制动器，所述液压制动器与转子外壳抵接或脱离。
17.进一步地，所述往复丝杠式排绳器至少包括安装座、往复丝杆、排绳支架、钢丝绳固定轮及钢丝绳，所述安装座固定于底座上，所述往复丝杆固定于安装座上，且往复丝杆平行于定子轴设置，所述往复丝杆的两端分别设置有从动链轮，所述从动链轮与所述主动链轮通过链条连接；
18.所述往复丝杆两侧设置有两个相互平行的导向杆，所述排绳支架通过导向块安装于所述导向杆上，且所述排绳支架可沿往复丝杆的轴向滑动；
19.所述钢丝绳固定轮设置有四个，每两个为一组分别固定在排绳支架的两端；每组的两个钢丝绳固定轮相抵接，且其连接处形成一环形凹槽；所述钢丝绳的一端固定在转子外壳上，钢丝绳的另一端依次从排绳支架两端的两个钢丝绳固定轮所形成的环形凹槽处穿过后与矿车相连。
20.作为进一步地优选方案，所述往复丝杆的两端分别通过丝杆轴承座固定于安装座上，且两个丝杆轴承座分别位于两个从动链轮的内侧；所述导向杆的两端分别固定于安装座上。
21.作为进一步地优选方案，所述往复丝杠上设有螺距相同，旋向相反的螺纹槽。
22.作为进一步地优选方案，所述往复丝杠式排绳器还包括滑块，所述滑块的下端插设往复丝杠的螺旋槽内，滑块的上端通过轴套和排绳支架连接在一起，所述滑块可带动整个排绳支架沿着往复丝杠的轴线方向往复运动。
23.作为进一步地优选方案，所述从动链轮与往复丝杠之间通过键连接。
24.本实用新型具有如下的有益效果：
25.1.本实用新型所设计的绞车为一种电动、单钢丝绳牵引、多层缠绕式的调度绞车，其具有结构简单，外形尺寸小，有利于狭小空间布置等优点。
26.2.本实用新型把传统卷筒加减速电机的绞车机构，精简设计成一个外转子电机型绞车，省去传统绞车的减速机部分，通过直接控制电机的启，停，正反转，和速度来控制绞车的提升和下放。
27.3.本实用新型把排绳器通过链传动和绞车连接起来，再加上在往复丝杆上设置旋向相反的螺纹槽，保证钢丝绳有序整齐的排列在绞车的卷筒(转子外壳)上。
28.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
29.以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的设计方案和附图。
31.图1为所述带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车的主视图；
32.图2为所述带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车的俯视图；
33.图3为外转子电动机的结构示意图；
34.图4为图3的a-a向剖视图；
35.图5为外转子电动机的侧视图；
36.图6为往复丝杠式排绳器的主视图；
37.图7为往复丝杠式排绳器的俯视图；
38.图8为往复丝杠式排绳器的侧视图。
39.附图标记说明：
40.1、外转子电动机；2、往复丝杠式排绳器；3、液压制动器；4、底座；5、控制装置；
41.101、定子轴；102、定子；103、主动链轮；104、链轮连接轴；105、转子外壳；106、转子轴承座；107、永磁铁；108、挡板；109、压板；110、支撑座；111、线圈引出孔；112、喇叭嘴；
42.201、安装座；202、丝杆轴承座；203、往复丝杆；204、导向杆；205、从动链轮；206、排绳支架；207、导向块；208、钢丝绳固定轮；209、滑块。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.实施例1：
46.本实施例提供了一种带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车，如图1、图2所示，包括底座4和控制装置5，所述底座4上固定安装有外转子电动机1、往复丝杠式排绳器2，
47.所述外转子电动机1与往复丝杠式排绳器2之间通过链传动连接；所述外转子电动机1与控制装置5电连接；
48.使用时：控制装置5控制外转子电动机1正转，并带动往复丝杠式排绳器2将钢丝绳逐层缠绕在外转子电动机1壳体上，实现上提矿车；控制装置5控制外转子电动机1反转，带动往复丝杠式排绳器2将缠绕在外转子电动机1壳体上的钢丝绳逐层展开，实现下放矿车。
49.本实用新型把传统卷筒加减速电机的绞车机构，精简设计成一个外转子电机型绞车，省去传统绞车的减速机部分，通过直接控制电机的启、停，正、反转，和速度来控制绞车的提升和下放。
50.实施例2：
51.在实施例1的基础上，进一步地，如图3、图4所示，所述外转子电动机1包括定子系统和与外转子系统，所述的定子系统包括定子轴101，固定套设在定子轴101中部的定子102，及套设在定子102上的绕组线圈；
52.所述外转子系统包括主动链轮103、链轮连接轴104、转子外壳105、转子轴承座106，所述转子外壳105通过转子轴承座106活动套设在定子轴101上，并可相对于定子轴101进行转动；所述转子外壳105的内壁上固设有永磁铁107，且所述永磁铁107和定子102之间具有间隙；所述的绕组线圈在通电后定子系统与外转子系统之间的间隙形成旋转磁场，外转子系统在旋转磁场的作用下进行同步旋转，为外转子电动机提供动力；
53.所述主动链轮103设置有两组，两组主动链轮103对称地设置于所述定子102的两侧，且每组主动链轮103通过链轮连接轴104与转子轴承座106连接。
54.作为进一步地优选方案，所述链轮连接轴104的一端通过螺栓与转子轴承座106连接，链轮连接轴104的另一端端部设置有挡板108，所述挡板108和链轮连接轴104上的轴肩对主动链轮103进行轴向限位。
55.作为进一步地优选方案，如图5所示，所述定子轴101的两端通过压板109固定在支撑座110上，所述支撑座110的底部固定在底座4上。
56.作为进一步地优选方案，所述定子轴101的中部设有线圈引出孔111，绕组线圈从该线圈引出孔111穿出后与控制装置5电连接。
57.作为进一步地优选方案，所述定子轴101端部设有喇叭嘴112，起到防爆作用。
58.在本实施中，具体到，所示永磁铁固定在转子外壳内壁上，且圆周分步。主动链轮和链轮连接轴通过4个键连接，挡板通过螺栓和链轮连接轴端部连接，并和链轮连接轴上的轴肩对链轮进行轴向限位。链轮连接轴和转子轴承座通过螺栓连接。转子轴承座和转子外壳通过螺栓连接。转子轴承座和转子外壳的配合满足gb3836规定的防爆要求。转子轴承座和定子之间安装有轴承，且转子轴承座和定子之间的配合满足gb3836规定的防爆要求。
59.实施例3：
60.在上述实施例的基础上，进一步地，如图6、图7所示，所述往复丝杠式排绳器2至少
包括安装座201、往复丝杆203、排绳支架206、钢丝绳固定轮208及钢丝绳，所述安装座201固定于底座4上，所述往复丝杆203平行于定子轴101设置，且往复丝杆203的两端分别通过两个相互平行设置的丝杆轴承座202固定于安装座201上，所述往复丝杆203的两端分别伸出于丝杆轴承座202的外侧，且往复丝杆203伸出丝杆轴承座202外侧的部分上设有从动链轮205，所述从动链轮205与所述主动链轮103通过链条连接；
61.两个丝杆轴承座202之间设置有对称分布在往复丝杆203两侧的相互平行的两个导向杆204，所述排绳支架206通过导向块207安装于所述导向杆204上，且所述排绳支架206可沿往复丝杆203的轴向滑动；
62.所述钢丝绳固定轮208设置有四个，四个钢丝绳固定轮208每两个为一组固定在排绳支架206的两端，两个钢丝绳固定轮208并排设置，且其连接处形成一环形凹槽；所述钢丝绳的一端固定在转子外壳105上，钢丝绳的另一端依次从排绳支架206两端的两个钢丝绳固定轮208中间的环形凹槽处穿过后与矿车相连。
63.作为进一步地优选方案，所述从动链轮205与往复丝杠203之间通过键连接。
64.作为进一步地优选方案，所述往复丝杠203上设有螺距相同，旋向相反的螺纹槽。进一步地，如图8所示，所述往复丝杠式排绳器2还包括滑块209，所述滑块209的下端插设往复丝杠203的螺旋槽内，滑块209的上端通过轴套和排绳支架206连接在一起，随着往复丝杠203的旋转，滑块209带动整个排绳支架206沿着往复丝杠203的轴线方向运动。当滑块209运动到往复丝杆203端部时，滑入另一个旋向的凹槽内，开始反方向运动，从而实现往复丝杠203在旋转方向不变的情况下，往复丝杠203上的滑块209往复运动。滑块209带动排绳支架206，排绳支架206夹着钢丝绳往复运动。
65.工作原理为：当调度绞车需要提升矿车时，控制装置给定子的绕组通正向电流，外转子转动，带动主动链轮转动,主动链轮和从动链轮通过双排链条连接。从而带动从动链轮转动。从动链轮带动往复丝杠转动，这时排绳支架带动钢丝绳往复运动。通过钢丝绳的直径尺寸和往复丝杠的螺距，还有主动链轮的齿数和从动链轮的齿数的配比，保证转子外壳旋转一周时，钢丝绳沿电机轴方向移动一个钢丝绳直径的距离，从而整齐的把钢丝绳缠绕在电机外壳上。在一层钢丝绳缠绕完时，通过往复丝杠使钢丝绳在电机外壳上反向进行第二层钢丝绳的缠绕。这样以此类推，完成钢丝绳的第三、四....层缠绕，提升矿车完成提升货物。
66.当调度绞车需要下放矿车时，控制装置给定子的绕组通反向电流，外转子反向旋转，缠绕在外转子电动机外壳上的钢丝绳逐层展开，实现下放矿车。
67.进一步地，控制装置内含有变频器可以方便的调节电机的转速从而控制提升或下放矿车的速度。这样就省下了传统绞车的减速机部分。
68.进一步地，如图2所示，所述底座4上还安装有液压制动器3，所述液压制动器3与转子外壳105抵接或脱离。如果绞车中途需要停车，通过液压油，顶住液压制动器，通过接触摩擦制动卷筒(转子外壳105)旋转。
69.综上所述，本实用新型把排绳器通过链传动和绞车连接起来，再加上往复丝杆的结构设计，通过计算选取合适的传动比，保证钢丝绳有序整齐的排列在绞车的卷筒上。本实用新型所提供的该带有排绳的外转子防爆永磁电机型矿用绞车是一种电动，单钢丝绳牵引，多层缠绕式的调度绞车，其具有结构简单，外形尺寸小，有利于狭小空间布置的优点。
70.以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。