一种提升系统、一种工业机械、一种提升驱动系统和一种采掘铲车的制作方法与工艺

一种提升系统、一种工业机械、一种提升驱动系统和一种采掘铲车相关申请的交叉引用本申请要求于2012年3月30日提交的美国临时专利申请No.61/618,029的权益，其全部内容通过引用合并至此。技术领域本发明涉及采掘机领域。本发明尤其涉及一种用于采掘机诸如绳铲车的提升驱动装置。

背景技术：
在常规采掘机诸如绳铲车上，采掘工具诸如铲斗被附接到柄，并且铲斗由越过吊杆槽轮上的线缆或绳支撑。绳的一端被联接到铲斗，另一端被缠绕在提升滚筒周围。驱动系统使提升滚筒旋转以卷起或放出绳，从而分别使铲斗升起或下降。通常，驱动系统包括至少一个联接到减速齿轮传动装置的电动马达。主传动齿轮(finalgear)被联接到提升滚筒以向提升滚筒传输扭矩。通常，驱动系统是大型的和复杂的，且置换驱动系统的部件是困难的。

技术实现要素：
在一个实施例中，本发明提供了一种用于卷起和放出线缆的采掘铲车提升系统用的提升系统。该提升系统包括滚筒、马达和传动装置。滚筒包括中空外壳、第一端、第二端和内部腹板。滚筒限定了在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。内部腹板在与纵向轴线垂直的方向上延伸穿过外壳的内部，从而限定外壳的第一部分和外壳的第二部分。马达被联接到第一端并包括输出轴。传动装置由马达驱动，并包括位于外壳的内部内的行星齿轮系。行星齿轮系包括联接到马达输出轴的输入齿轮和联接到内部腹板的输出齿轮以使滚筒绕纵向轴线旋转。行星齿轮系被定位在外壳的第一部分中。在另一个实施例中，本发明提供了一种工业机械，该工业机械包括具有吊杆端的吊杆、在吊杆端上方延伸的线缆、以可移动的方式联接到吊杆的构件以及用于卷起或放出线缆以使工具相对于吊杆端移动的提升系统。构件包括远端和联接到远端并联接到线缆的工具。提升系统包括滚筒、马达和由马达驱动的传动装置。滚筒包括中空外壳、第一端、第二端和内部腹板，并限定了在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。内部腹板在与纵向轴线垂直的方向上延伸穿过外壳的内部，从而限定外壳的第一部分和外壳的第二部分。马达被联接到第一端并包括输出轴。传动装置包括行星齿轮系，该行星齿轮系位于外壳的内部内。行星齿轮系包括联接到马达输出轴的输入齿轮和联接到内部腹板的输出齿轮以使滚筒绕纵向轴线旋转，从而卷起或放出线缆。行星齿轮系被定位在外壳的第一部分中。在又一个实施例中，本发明提供了用于卷起或放出滚筒上的线缆的提升驱动系统。滚筒包括具有内部的外壳、第一端和第二端，并且限定了在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。提升驱动系统包括联接到第一端的马达、传动装置、歧管和阀。马达包括可旋转的输出轴。传动装置由马达输出轴驱动并包括位于外壳的内部内的行星齿轮系。行星齿轮系包括联接到马达输出轴的输入齿轮和输出齿轮以使滚筒围绕纵向轴线旋转。歧管被联接到马达输出轴并与马达输出轴一起旋转。歧管包括端口以及与该端口流体连通的通道。通道与外壳的内部流体地连通。阀与润滑介质源流体地连通并被定位成与歧管邻近使得在端口移动经过阀时阀与端口流体地连通。在另外又一个实施例中，本发明提供了一种采掘铲车，该采掘铲车包括具有吊杆端的吊杆、在吊杆端上延伸的线缆、以可移动的方式联接到吊杆的构件以及提升系统。构件包括远端和联接到远端的工具。工具被联接到线缆。提升系统卷起和放出线缆以使工具相对于吊杆端移动。提升系统包括滚筒、第一马达、第二马达、位于滚筒的内部内的第一传动装置以及位于滚筒的内部内的第二传动装置。滚筒包括第一端和第二端，并限定在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。第一马达被定位成与滚筒的第一端接近，并包括第一输出轴。第二马达被定位成与滚筒的第二端接近，并包括第二输出轴。第一传动装置包括联接到第一马达输出轴的第一输入齿轮以及联接到滚筒的第一输出齿轮以使滚筒绕纵向轴线旋转。第二传动装置包括联接到第二马达输出轴的第二输入齿轮以及联接到滚筒的第二输出齿轮以使滚筒绕纵向轴线旋转。通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面会变得显而易见。附图说明图1是采掘铲车的透视图；图2是根据本发明的一个实施例的提升系统的透视图；图3是图2的提升系统的其中移除了滚筒的局部分解图；图4是图2的提升系统的沿线4-4截取的截面图；图5是图4的提升系统的放大截面图；图6是图4的提升系统的放大截面图；图7是根据另一个实施例的提升系统的截面图；图8是根据另一个实施例的提升系统的截面图。在具体解释本发明的任何实施例之前，应该理解的是，本发明并不限于本发明的申请的下列描述中提出的或在下列附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够是其它实施例并能够被以各种方式实施或执行。此外，应该理解的是，本文的用语和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的。具体实施方式如图1中所示，工业机械诸如采掘铲车10搁置在支撑面或者地面上，并包括基座22、吊杆26、在基座22和吊杆26之间延伸的支撑构件28、细长的构件或柄30以及工作工具或铲斗34。基座22包括用于卷起或放出线缆或提升绳42的提升系统38。吊杆26包括联接到基座22的第一端(未示出)、与第一端46相反的第二端50、鞍形块52、联接到第二端50的吊杆槽轮54以及推压大轴56。吊杆26能够相对于基座22绕第一端枢转。在图示的实施例中，支撑构件28限制吊杆26相对于基座22的枢转运动。在其它的实施例中，吊杆26由机架或类似的结构支撑。柄30被以可移动的方式联接到吊杆26，并包括第一端58和第二端60。第一端58被以可移动的方式接收在鞍形块52中，并且柄30贯穿鞍形块52，使得柄30被构造成用于相对于吊杆26的旋转的和平移的运动。换句话说，柄30能够相对于鞍形块52线性地延伸，并能够绕推压大轴56旋转。绳42被固定到提升系统38，越过吊杆槽轮54上并被联接到铲斗34。随着绳42通过提升系统38而分别被卷起或放出，铲斗34相对于吊杆槽轮54升起或下降。在图示的实施例中，铲斗34被相对于柄30固定。在其它实施例中，机械10包括勺斗(bucket)，该勺斗能够相对于柄30绕第二端60枢转。如图2中所示，提升系统38包括滚筒62，支撑滚筒62的一对安装支架66以及驱动系统70。滚筒62包括用于接收提升绳42的外壳或卷轴部分72、第一端74、第二端76以及内部腹板78(图4)。滚筒62限定了从第一端74延伸至第二端76的纵向轴线80。在图2中所示的实施例中，安装支架66以可旋转的方式支撑滚筒端74、76，并包括一对突起82。销(未示出)被插入穿过每个突起82以将提升系统38联接到铲10的基座22。当销被移除时，提升系统38能够被从铲车10移除，从而允许整个提升系统38被置换。如图3和图4中所示，驱动系统70包括第一马达86a、第二马达86b、位于滚筒62内的第一传动装置90a、位于滚筒62内的第二传动装置90b以及润滑系统94(图6)。由于第一马达86a与第二马达86b大致相同并且第一传动装置90a与第二传动装置90b大致相同，所以为简要起见，仅会详细描述一个部件。在图示的实施例中，第一马达86a是电动的，并可以是任何类型的电动马达，并且包括交流电(AC)、直流电(DC)或开关磁阻(SR)。第一马达86a由安装支架66中的一个安装支架66支撑，且包括输出轴98a(图4)。在图示的实施例中，第一传动装置90a是行星齿轮系。第一传动装置90a包括联接到马达输出轴98a的输入小齿轮106a、联接到第一托架114a的多个第一行星齿轮110a、第一环形齿轮118a、太阳齿轮122a、多个第二行星齿轮126a以及第二环形齿轮130a。第二行星齿轮126a被联接到腹板78。在图示的实施例中，输入小齿轮106a包括外部花键138(图6)，该外部花键138与联接到马达输出轴98a的内部花键142(图6)接合。此外，在图示的实施例中，第一传动装置90a包括三个第一行星齿轮110a和三个第二行星齿轮126a，但是每组行星齿轮110a、126a可以包括更少的或更多的行星齿轮。此外，在图示的实施例中，第一环形齿轮118a和第二环形齿轮130a被联接到安装支架66(图4)且不绕纵向轴线80旋转。参照图4和图5，内部腹板78在与纵向轴线80垂直的方向上延伸穿过滚筒62的内部，从而将滚筒62的内部分成容纳第一传动装置90a的第一部分和容纳第二传动装置90b的第二部分。腹板78包括行星齿轮销146，每个销146均延伸穿过腹板78使得销146的第一端150a(图5)与第一传动装置90a接近且第二端150b(图5)与第二传动装置90b接近。第二行星齿轮126a、126b被以可旋转的方式联接到行星齿轮销146。更具体地，第一传动装置90a的每个第二行星齿轮126a均被联接到销146中的一个销146的第一端150a，并且第二传动装置90b的对应的第二行星齿轮126b被联接到同一行星齿轮销146的第二端150b。将第二行星齿轮126a、126b联接到腹板78的任一侧上的共用销146上提供了销146上的双支撑状态，从而降低了在销146被悬起的情况下另外会发生的在腹板78上的弯曲力矩。因此，销146和腹板78主要受到的仅是剪切负载。通过减小由于齿轮力而另外会产生的反应弯曲力矩，该构造平衡了销146和腹板78上的负载。在没有强度损失的情况下减小的力矩允许腹板的厚度的减小，从而减小了滚筒62的重量。此外，该平衡条件在操作期间减小了齿轮的挠曲和失准。在操作期间，马达输出轴98a使输入小齿轮106a旋转，从而使第一行星齿轮110a旋转。随着第一行星齿轮110a旋转，第一行星齿轮110a围绕输入小齿轮106a回转，从而使第一托架114a旋转。第一托架114a的旋转驱动太阳齿轮122a，这反过来使第二行星齿轮126a旋转。随着第二行星齿轮126a旋转，第二行星齿轮126a围绕太阳齿轮122a回转。第二行星齿轮126a的回转在行星齿轮销146和腹板78上施加旋转力，从而使滚筒62在所需的方向上旋转以卷起或放出提升绳42。同时，马达输出轴98b使输入小齿轮106b在与输入小齿轮106a的旋转相反的方向上旋转，以便通过第二行星齿轮126b在行星齿轮销146上施加类似的旋转力。在一个实施例中，每个马达输出轴98a、98b与滚筒62之间的齿轮比约为70∶1。图6图示了与第一马达86a和第一传动装置90a相连的润滑系统。为了简要起见，与第二马达86b和第二传动装置90b相连的润滑系统与润滑系统94大致相同，因此不详述。润滑回路94包括阀166、联接到马达输出轴98a的旋转歧管170、马达输出轴98a内的密封室174以及传输通道178。阀166从与流体泵(未示出)流体连通的供应管道(未示出)接收润滑介质诸如润滑脂。在一些实施例中，供应管道是软管。阀166被定位成与旋转歧管170邻近。歧管170包括至少一个端口182、第一通道186、第二通道190以及第三通道194。每个端口182被定位成使得端口182被与阀166周期性地对准。在图示的实施例中，旋转歧管170通过小的间隙而与阀166分离，使得歧管170和阀166不接触。第一通道186在端口182和密封室174之间流体连通。第二通道190在密封室174和马达输出轴98a的内部花键142之间流体连通。第三通道194示意性地与第二通道190平行，并且在密封室174和传输通道178之间流体连通。如图4中所示，传输通道178延伸穿过输入小齿轮106a，并与传动装置90a的其它齿轮邻近的区域流体连通。在操作期间，马达输出轴98a驱动旋转歧管170。在歧管170的每次旋转期间，端口182被设置成至少一次地与阀166连通，从而允许流体进入第一通道186。流体被穿过第一通道186泵送到密封室174。从密封室174，流体或进入第二通道190或进入第三通道194。流过第二通道190的流体为旋转歧管170的内部花键142与输入小齿轮106a的外部花键138之间的连接件提供润滑作用。另一方面，流过第三通道194的流体进入传输通道178，并为传动装置90中的其它连接件提供润滑，并且包括止推螺塞或齿轮110、126和托架114、134之间的其它连接件。定位在滚筒62内的传动装置90a、90b提供了具有自给驱动系统的紧凑的提升系统38，该提升系统38比现有技术的提升系统占据的空间少且重量轻。这减少了检修或置换提升系统38所需的次数。此外，用于每个传动装置90a、90b的第二齿轮驱动的共用销安装平衡了提升系统38的部件上的弯曲负载。而且，润滑回路94为旋转部件提供更好的润滑，从而减小了驱动系统70的部件上的磨耗量。如图7中所示，在另一个实施例中，驱动系统70可以仅包括第一马达86a和联接到第一马达90a以对滚筒62传递动力的第一传动装置90a。在该实施例中，第二行星齿轮126a被联接到仅延伸到滚筒62的第一内部中的行星齿轮销146。在另一个实施例中，如图8中所示，尽管销538没有延伸穿过网状物78，但是被在腹板78的每个侧之间分裂。第二行星齿轮126a、126b被以可旋转的方式分别联接到销538a、538b，该销538a、538b被以可旋转的方式分别联接到销538a、538b，该销538a、538b被联接到腹板78的对置的侧。对应的销538a、538b被沿共同的轴线彼此对准。因此，除了别的以外，本发明提供了一种用于工业机械的提升系统。尽管已经参考某些优选的实施例详细描述了本发明，但是存在本发明的已描述的一个或多个独立方面的范围和精神内的变体和变型。在以上的权利要求中提出了本发明的各种特征和优点。