俯仰系统及斗轮堆取料机的制作方法

本实用新型属于斗轮堆取料机技术领域，特别是涉及一种俯仰系统及斗轮堆取料机。

背景技术：

臂式斗轮堆取料机是冶金、电力、港口、焦化等大及中型储料场散料堆取作业中广泛使用的大型关键设备，其具有堆取能力大、料场占地面积小、操作方便及自动化控制程度高等优点。

斗轮堆取料机的工作原理为：行走机构沿轨道行驶，俯仰驱动机构支承斗轮和悬臂的重量，通过改变斗轮的高度，使斗轮在不同的高度上进行堆料和取料。回转机构驱动回转立柱及前臂架做回转摆动，通过动力驱动和通信控制实现斗轮堆取料机全方位的堆取料作业。

目前，臂式斗轮堆取料机俯仰机构分为整体平衡和非整体平衡结构形式。非整体平衡变幅机构有机械和液压两种形式：即液压油缸及钢丝绳俯仰。

在液压油缸俯仰系统中，由于斗轮臂在工作过程中变幅角度的不断变化，液压系统的载荷也在不断变化。特别是对于双作用油缸，从受压到受拉，系统需要解决速度控制和振动等问题。因此，液压油缸俯仰系统的结构复杂且制造成本高。另外，国内液压站和液压管路的制造和安装极易出现漏油、泄压及不同步等问题，因此在液压油缸俯仰系统的使用过程中，需要大量的维护成本。

而在钢丝绳变幅俯仰系统中，则必须保证前臂架具有前倾力矩，使斗轮机前部始终保持一定的接地力。因此使得斗轮机的整体偏心变大，同时须增加防止断绳、过载或机构失灵等保护结构，以防止设备倾翻事故的发生，其必然要增加设备的制作和运行维护成本。此外，斗轮堆取料机经过长时间运行，各处的积垢载荷会根据运转的特定条件变化，主要分布在斗子、斗轮机构表面及悬臂架上，造成斗轮堆取料机的整体重心继续前移，设备稳定性会变差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的斗轮堆取料机的液压油缸俯仰系统易出现泄漏的技术问题，提供一种俯仰系统及斗轮堆取料机。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供了一种俯仰系统，包括回转立柱、悬臂、斗轮机构以及俯仰机构，所述悬臂的第一端铰接在所述回转立柱上，所述斗轮机构铰接在所述悬臂的第二端，所述斗轮机构用于取料；

所述俯仰机构包括俯仰驱动组件、齿轮传动组件以及拉杆，所述齿轮传动组件铰接在所述回转立柱上，所述拉杆的第一端铰接在所述齿轮传动组件上，所述拉杆的第二端铰接在所述悬臂的第二端；

所述俯仰驱动组件固定连接在所述回转立柱上，所述俯仰驱动组件用于驱动所述齿轮传动组件转动，以使与所述齿轮传动组件铰接的所述拉杆带动所述悬臂上下摆动。

根据本实用新型实施例的俯仰系统，将所述俯仰驱动组件固定连接在所述回转立柱上，通过所述俯仰驱动组件驱动所述齿轮传动组件转动，以使与所述齿轮传动组件铰接的所述拉杆带动所述悬臂上下摆动，以改变所述悬臂的幅度。该俯仰系统通过采用齿轮传动变幅俯仰的结构，克服了液压油缸系统成本高、泄漏及不同步的问题，同时解决了钢丝绳俯仰系统设备中整体稳定性变化等隐患。此外，该俯仰系统具有传动平稳、加工成本低、无故障工作周期长及维护方便等特点。

可选地，所述齿轮传动组件包括传动齿轮轴、传动齿轮以及塔架，所述传动齿轮轴安装在所述回转立柱上，所述传动齿轮及所述塔架铰接在所述传动齿轮轴上，所述塔架可随所述传动齿轮转动，所述拉杆的第一端铰接在所述塔架上；

所述俯仰驱动组件用于驱动所述传动齿轮转动。

可选地，所述塔架上设置有第一连接端部、第二连接端部以及第三连接端部，所述拉杆的第一端铰接在所述第一连接端部上，所述第二连接端部铰接在所述传动齿轮轴上，所述第三连接端部位于所述第二连接端部背向所述斗轮机构的一侧；

所述第二连接端部与所述第三连接端部之间设置有齿轮连接部，所述齿轮连接部与所述传动齿轮远离所述斗轮机构的一侧铰接。

可选地，所述齿轮传动组件还包括配重件，所述配重件固定连接在所述第三连接端部。

可选地，所述传动齿轮与所述塔架位于同一平面内，所述传动齿轮轴的轴线与所述传动齿轮所在的平面垂直。

可选地，所述俯仰驱动组件包括驱动电机、齿轮减速箱以及驱动齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮减速箱的输入轴固定连接，所述齿轮减速箱的输出轴与所述驱动齿轮的驱动齿轮轴固定连接，所述驱动齿轮与所述传动齿轮啮合；

所述齿轮减速箱用于降低所述驱动电机输出的转速。

可选地，所述齿轮减速箱内设置有第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述第一齿轮的齿轮轴固定连接，所述第二齿轮的齿轮轴与所述驱动齿轮的驱动齿轮轴固定连接。

可选地，所述俯仰驱动组件还包括轴承座、高速联轴器以及低速联轴器，所述驱动齿轮的驱动齿轮轴转动连接在所述轴承座上，所述高速联轴器固定连接在所述驱动电机的输出轴与所述齿轮减速箱的输入轴之间，所述低速联轴器固定连接在所述齿轮减速箱的输出轴与所述驱动齿轮的驱动齿轮轴之间。

可选地，所述回转立柱包括立柱上部以及固定连接在所述立柱上部的下方的立柱下部，所述悬臂的第一端铰接在所述立柱下部上，所述齿轮传动组件铰接在所述立柱上部上。

可选地，所述斗轮机构包括斗轮轴、斗轮体、斗子以及斗轮驱动装置，所述斗轮轴转动连接在所述悬臂的第二端，所述斗轮体固定连接在所述斗轮轴上，所述斗子固定连接在所述斗轮体的外侧；

所述斗轮驱动装置固定连接在所述悬臂的第二端，所述斗轮驱动装置用于驱动所述斗轮轴转动。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种斗轮堆取料机，其包括俯仰系统。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的俯仰系统的示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的俯仰系统的俯仰机构的部分示意图；

图3是图2中a-a处的部分剖面图；

图4是图2中b-b处的部分剖面图；

图5是本实用新型一实施例提供的俯仰系统的俯仰驱动组件的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、回转立柱；11、立柱上部；12、立柱下部；

2、悬臂；

3、斗轮机构；31、斗轮轴；32、斗轮体；33、斗子；

4、俯仰机构；41、俯仰驱动组件；411、驱动电机；412、齿轮减速箱；413、驱动齿轮；414、轴承座；415、高速联轴器；416、低速联轴器；42、齿轮传动组件；421、传动齿轮轴；422、传动齿轮；423、塔架；4231、第一连接端部；4232、第二连接端部；4233、第三连接端部；4234、齿轮连接部；424、配重件；43、拉杆；

5、向心关节轴承；6、调心滚子轴承；7、三排圆柱滚子转盘轴承；8、门座；9、小齿轮。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的俯仰系统，包括回转立柱1、悬臂2、斗轮机构3以及俯仰机构4，所述悬臂2的第一端铰接在所述回转立柱1上，所述斗轮机构3铰接在所述悬臂2的第二端，所述斗轮机构3用于取料。

所述俯仰机构4包括俯仰驱动组件41、齿轮传动组件42以及拉杆43，所述齿轮传动组件42铰接在所述回转立柱1上，所述拉杆43的第一端铰接在所述齿轮传动组件42上，所述拉杆43的第二端铰接在所述悬臂2的第二端。

所述俯仰驱动组件41固定连接在所述回转立柱1上，所述俯仰驱动组件41用于驱动所述齿轮传动组件42转动，以使与所述齿轮传动组件42铰接的所述拉杆43带动所述悬臂2上下摆动。

本实用新型实施例提供的俯仰系统，将所述俯仰驱动组件41固定连接在所述回转立柱1上，通过所述俯仰驱动组件41驱动所述齿轮传动组件42转动，以使与所述齿轮传动组件42铰接的所述拉杆43带动所述悬臂2上下摆动，以改变所述悬臂2的幅度。该俯仰系统通过采用齿轮传动变幅俯仰的结构，克服了液压油缸系统成本高、泄漏及不同步的问题，同时解决了钢丝绳俯仰系统设备中整体稳定性变化等隐患。此外，该俯仰系统具有传动平稳、加工成本低、无故障工作周期长及维护方便等特点。

在一实施例中，所述悬臂2的第一端通过自润滑关节轴承铰接在所述回转立柱1上，所述悬臂2的第一端为固定铰接、所述悬臂2的第二端为浮动铰接。通过铰轴内向心关节轴承的内圈与外圈的滑动实现悬臂2以铰轴a(如图1所示)为中心的上下摆动。

在一实施例中，如图1及图2所示，所述齿轮传动组件42包括传动齿轮轴421、传动齿轮422以及塔架423，所述传动齿轮轴421安装在所述回转立柱1上，所述传动齿轮422及所述塔架423铰接在所述传动齿轮轴421上，所述塔架423可随所述传动齿轮422转动，所述拉杆43的第一端铰接在所述塔架423上。所述俯仰驱动组件41用于驱动所述传动齿轮422转动。

所述俯仰驱动组件41驱动所述传动齿轮422转动时，所述塔架423随所述传动齿轮422转动，以带动所述拉杆43运动，使所述悬臂2上下摆动。

在一实施例中，如图1、图2及图4所示，所述传动齿轮422通过双列调心滚子轴承固定在所述传动齿轮轴421的两侧。所述拉杆43的第一端与所述塔架423通过调心滚子轴承铰接，铰轴为c(如图1所示)，所述拉杆43的第二端与所述悬臂2通过关节轴承铰接，铰轴为d(如图1所示)。

在一实施例中，如图1及图2所示，所述塔架423上设置有第一连接端部4231、第二连接端部4232以及第三连接端部4233，所述拉杆43的第一端铰接在所述第一连接端部4231上，以连接所述拉杆43与所述塔架423。所述第二连接端部4232铰接在所述传动齿轮轴421上，与连接所述拉杆43与所述传动齿轮轴421。所述第三连接端部4233位于所述第二连接端部4232背向所述斗轮机构3的一侧，以形成所述塔架423。

所述第二连接端部4232与所述第三连接端部4233之间设置有齿轮连接部4234，所述齿轮连接部4234与所述传动齿轮422远离所述斗轮机构3的一侧铰接，以连接所述塔架423与所述传动齿轮422。

在一实施例中，如图2及图3所示，所述传动齿轮422的通过向心关节轴承5与所述塔架423相连。

在一实施例中，如图1所示，所述齿轮传动组件42还包括配重件424，所述配重件424固定连接在所述第三连接端部4233，以将所述配重件424固定连接在所述塔架423上。所述配重件424内装有可调整的配重。

在一实施例中，如图1及图2所示，所述传动齿轮422与所述塔架423位于同一平面内，所述传动齿轮轴421的轴线与所述传动齿轮422所在的平面垂直，以使所述塔架423随所述传动齿轮422转动时，所述拉杆43可拉动所述悬臂2以铰轴a(如图1所示)为中心的上下摆动。

在一实施例中，如图2及图5所示，所述俯仰驱动组件41包括驱动电机411、齿轮减速箱412以及驱动齿轮413，所述驱动电机411的输出轴与所述齿轮减速箱412的输入轴固定连接，所述齿轮减速箱412的输出轴与所述驱动齿轮413的驱动齿轮轴固定连接，所述驱动齿轮413与所述传动齿轮422啮合。

所述齿轮减速箱412用于降低所述驱动电机411输出的转速。

所述驱动电机411输出的转速经所述齿轮减速箱412减速后传递至所述驱动齿轮413的驱动齿轮轴，由于所述驱动齿轮413与所述传动齿轮422啮合，所述驱动齿轮413转动可带动所述传动齿轮422转动，以带动所述拉杆43运动。

在一实施例中，如图5所示，所述俯仰驱动组件41还包括轴承座414、高速联轴器415以及低速联轴器416，所述驱动齿轮413的驱动齿轮轴转动连接在所述轴承座414上，以安装所述驱动齿轮413。所述高速联轴器415固定连接在所述驱动电机411的输出轴与所述齿轮减速箱412的输入轴之间，所述低速联轴器416固定连接在所述齿轮减速箱412的输出轴与所述驱动齿轮413的驱动齿轮轴之间，以实现转速的传递。

在一实施例中，所述高速联轴器415上设置有制动器。

在一实施例中，所述齿轮减速箱412内设置有第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述驱动电机411的输出轴与所述第一齿轮的齿轮轴固定连接，所述第二齿轮的齿轮轴与所述驱动齿轮413的驱动齿轮轴固定连接，以实现转速的减小及传递。

在一实施例中，如图1及图2所示，所述回转立柱1包括立柱上部11以及固定连接在所述立柱上部11的下方的立柱下部12，所述悬臂2的第一端铰接在所述立柱下部12上，所述齿轮传动组件42铰接在所述立柱上部11上，以实现所述悬臂2及所述齿轮传动组件42与所述回转立柱1之间的安装。

在一实施例中，如图1所示，所述斗轮机构3包括斗轮轴31、斗轮体32、斗子33以及斗轮驱动装置(图未示)，所述斗轮轴31转动连接在所述悬臂2的第二端，所述斗轮体32固定连接在所述斗轮轴31上，所述斗子33固定连接在所述斗轮体32的外侧。所述斗轮驱动装置固定连接在所述悬臂2的第二端，所述斗轮驱动装置用于驱动所述斗轮轴31转动，以带动固定连接在所述斗轮轴31上的斗轮体32及固定连接在所述斗轮体32的外侧的斗子33转动，以实现取料作业。

在一实施例中，如图1所示，所述斗子33设置有多个，多个所述斗子33均布在斗轮体32的外圈，所述斗轮体32采用锁紧盘固定在斗轮轴31上，所述斗轮轴31通过轴承座固定在所述悬臂2的第二端。

本实用新型实施例提供的所述俯仰系统的工作原理如下：

如图5所示，启动俯仰驱动组件41的驱动电机411，由带制动器的高速联轴器415与齿轮减速箱412的输入轴连接，齿轮减速箱412的输入轴转动。齿轮减速箱412的内的齿轮啮合传动，并由齿轮减速箱412的输出轴通过低速联轴器416与驱动齿轮413的驱动齿轮轴连接，带动驱动齿轮413转动。

当驱动齿轮413转动时，所述传动齿轮422将与连接在所述传动齿轮422与传动齿轮轴421之间的调心滚子轴承的外圈同步转动，所述传动齿轮422与塔架423之间的向心关节轴承转动，带动所述塔架423绕所述传动齿轮422沿铰轴b(如图1所示)转动。

当所述塔架423转动时，所述拉杆43与所述塔架423的铰轴c将绕所述传动齿轮422的铰轴b转动，所述拉杆43与所述悬臂2的铰轴d将绕斗轮机构3的回转中心(即所述悬臂2与回转立柱1的铰轴a)做上下变幅运动。

由于所述悬臂2和塔架423为绕不同的回转中心转动的非整体平衡俯仰机构，因此所述悬臂2和塔架423的转动角度是不同的。根据料堆高度及斗轮直径，实现斗轮堆取料机正常堆取料作业，所述悬臂2绕铰轴a是变幅角度为+15.2°～-9.6°，所述塔架423的铰轴c绕齿轮回转中心d的转动角度为+37.7°～-20.8°。

当俯仰驱动组件41的驱动电机411正转时，所述传动齿轮422带动所述塔架423及拉杆43绕铰轴b顺时针转动，所述悬臂2绕铰轴a下俯。当俯仰驱动组件41的驱动电机411换向反转时，所述传动齿轮422、所述塔架423及所述拉杆43绕铰轴b逆时针转动，所述悬臂2绕铰轴a上仰。

本实用新型实施例提供的斗轮堆取料机，其包括上述的俯仰系统。其中，所述回转立柱1通过三排圆柱滚子转盘轴承7与门座8连接，通过回转驱动装置的小齿轮9带动转盘轴承内圈转动，使回转立柱1能够围绕铰轴a进行±120°回转。

所述悬臂2上均布悬臂皮带机，在所述悬臂2的第二端由皮带驱动装置带动驱动滚筒转动，通过皮带、托辊组及安装在所述悬臂2的第一端的改向滚筒运转将斗轮机构3挖取的物料取走。同时也可以将来料经臂架带式输送机反向运行将物料堆存到料场。

在一实施例中，本实用新型实施例提供的斗轮堆取料机的技术参数为：堆料能力为4000t/h，取料能力为3000t/h，悬臂2的长度为35m，悬臂2的皮带宽度为1400mm，俯仰角度为+15.2°～-9.6°，俯仰速度为12.1m/min，驱动齿轮413的齿数为14，传动齿轮422的齿数为194，齿轮副模数为25，驱动功率为2*30kw。

本实用新型实施例提供的臂式斗轮堆取料机的俯仰机构工作连锁流程：

首先由控制室根据设备工作状态启动各运转部件间工作连锁。

取料时依次启动地面系统皮带机、设置在悬臂2上的带式输送机、斗轮机构、回转立柱、行走机构进给及俯仰机构。

堆料时依次启动设置在悬臂2上的带式输送机、回转立柱、俯仰机构、行走机构进给及地面系统皮带机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。