一种万向联轴器传动采煤机摇臂装置的制作方法

本发明涉及煤炭采掘机械装备关键技术，尤其涉及一种万向联轴器传动采煤机摇臂装置。

背景技术：

采煤机为综采面的核心装备，摇臂传动结构又是采煤机最为复杂与关键部分，其中截割电机功率占据了整个采煤机功率的绝大部分，同时因为摇臂的恶劣工况，摇臂为采煤机的高故障率和高耗能部件。尤其是采煤机摇臂壳体产生变形时，经常会导致齿轮传动系统的故障。

现有的双滚筒采煤机摇臂都是采用高速小扭矩异步电机驱动，具体传动方式为：异步电机输出转矩传递至直齿轮减速，摇臂惰轮传递扭矩至行星齿轮减速，最终将大扭矩传递至截割滚筒，实现割煤功能。异步电机是高速小扭矩，截割滚筒割煤作业为低速大扭矩，因此传动齿轮系统传动链较长，导致摇臂壳体变形时，使得整个摇臂齿轮传动故障频发，因此需要对传统摇臂传动结构简化设计改进，设计一种可靠性较高、传动系统故障率较低的传动结构。

发明申请“一种新型采煤机摇臂”(申请号：201310250819.9)和发明专利“滚筒式采煤机摇臂”(公开号：cn102877841b)公开了一种采用永磁电机的滚筒式采煤机，采用永磁电机驱动行星减速器带动滚筒转动，和老式摇臂比较减少了中间的齿轮传动部件，但电机放置于摇臂端部，紧连着行星齿轮减速机，影响摇臂空间位置，摇臂重心靠近摇臂滚筒端部，整机稳定性低。

发明申请“一种滚筒采煤机摇臂装置”(申请号：201310238493.8)和发明申请“一种滚筒采煤机的摇臂滚筒传动结构”(申请号：201010616808.4)所采用的驱动电机纵向布置于行星减速机的下方，使得摇臂的纵向长度加长，对整个采煤机、刮板输送机、液压支架的空间布置产生影响，并且摇臂重心也是集中于摇臂头部，使整机受力不均。

实用新型专利“采煤机摇臂”(公开号：cn205330665u)、实用新型专利“一种采煤机摇臂”(公开号：cn203796261u)、发明申请“摇臂结构和采煤机”(申请号：201510090450.9)及发明申请“一种采煤机及其摇臂传动系统”(申请号：201110289171.7)所采用的传动方式均为多齿轮长传动链传动，当摇臂壳体变形时，会导致整个摇臂传动系统可靠性降低、故障率增加。发明申请“一种短程传动采煤机摇臂装置”(申请号：201410720448.0)所采用的驱动电机为低速大扭矩永磁电机，减少了传动齿轮的数量，传动链短，使整个摇臂可靠性提高、能耗降低，所采用的传动方式对短摇臂具有较好的适用性，但此种方式对长摇臂不适用。

实用新型专利“一种采煤机及其摇臂”(公开号：cn202280458u)和发明申请“截割电机纵向布置的摇臂”(申请号：200610031009.4)摇臂中所采用的传动链包含锥齿轮和连接锥齿轮与纵向布置的电机的传动轴，但是此种传动轴对弯曲摇臂及摇臂壳体变形时的适用性差。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种万向联轴器传动采煤机摇臂装置，采用低速大扭矩永磁电机作为驱动电机，锥齿轮万向联轴器传动系统为主要传动链及改变扭矩轴向机构，此种传动方式在摇臂壳体变形时，以及在短摇臂、长摇臂、直摇臂和弯摇臂上均可适用。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种万向联轴器传动采煤机摇臂装置，包括摇臂壳体、永磁电机、一级行星齿轮减速机和锥齿轮万向联轴器传动系统，永磁电机和一级行星齿轮减速机组成一体式电机减速机，一体式电机减速机和锥齿轮万向联轴器传动系统均位于摇臂壳体内，永磁电机产生的扭矩通过锥齿轮万向联轴器传动系统输出。

具体的，所述锥齿轮万向联轴器传动系统包括输入小锥齿轮、输入叉轴大锥齿轮、输入叉轴、中间传动叉轴、两件十字轴、输出叉轴、输出叉轴小锥齿轮和输出大锥齿轮；其中，输入小锥齿轮与输入叉轴大锥齿轮啮合传动，输入叉轴大锥齿轮与输入叉轴通过花键连接传动，输入叉轴、两件十字轴、中间传动叉轴和输出叉轴组成一对万向联轴器，输出叉轴小锥齿轮与输出叉轴通过花键连接传动，输出叉轴小锥齿轮与输出大锥齿轮啮合传动，输入叉轴和输出叉轴通过轴承安装在摇臂壳体上。

具体的，所述永磁电机输出轴与一级行星齿轮减速机太阳轮之间、一级行星齿轮减速机系杆输出轴与摇臂输入轴之间、摇臂输入轴与锥齿轮万向联轴器传动系统之间、锥齿轮万向联轴器传动系统与摇臂输出轴之间均通过花键连接传动。

本案中，所述的永磁电机输出扭矩经一级行星齿轮减速机和锥齿轮万向联轴器传动系统减速增大扭矩、改变扭矩轴向，由输出大锥齿轮将大扭矩传递至摇臂输出轴，摇臂输出轴经滚筒连接端盖连接滚筒，实现滚筒驱动。

有益效果：本发明提供的万向联轴器传动采煤机摇臂装置，解决了现有的双滚筒采煤机摇臂因采用高速小扭矩异步电机驱动，具有传动齿轮系统传动链较长，由于摇臂壳体变形所导致的传动齿轮系故障率高、可靠性低、噪声能耗高等问题。本发明的万向联轴器传动采煤机摇臂装置采用低速大扭矩永磁电机作为驱动电机，其锥齿轮万向联轴器传动系统采用一对万向节，能够适应短程摇臂和长摇臂及直摇臂和弯曲摇臂，适用性强。

附图说明

图1为本发明的万向联轴器传动采煤机摇臂装置内部结构示意图；

图2为本发明的摇臂壳体侧面结构示意图；

图3为本发明的摇臂壳体内一体式电机减速机的结构示意图；

图中包括：1、滚筒；2、滚筒连接端盖；3、输出大锥齿轮；4、摇臂输出轴；5、摇臂输出轴定位端盖；6、输出叉轴小锥齿轮；7、输出叉轴；8、十字轴；9、中间传动叉轴；10、输入叉轴；11、输入叉轴大锥齿轮；12、摇臂输入轴；13、输入小锥齿轮；14、摇臂输入轴定位端盖；15、调高油缸铰接耳；16、一级行星齿轮减速机；17、摇臂壳体；18、摇臂铰接耳；19、永磁电机；20、一体式电机减速机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1、图2和图3所示为一种万向联轴器传动采煤机摇臂装置，包括摇臂壳体17、永磁电机19、一级行星齿轮减速机16和锥齿轮万向联轴器传动系统，永磁电机19和一级行星齿轮减速机16组成一体式电机减速机20，一体式电机减速机20和锥齿轮万向联轴器传动系统均位于摇臂壳体17内，永磁电机19产生的扭矩通过锥齿轮万向联轴器传动系统输出。

如图1所示，所述锥齿轮万向联轴器传动系统包括输入小锥齿轮13、输入叉轴大锥齿轮11、输入叉轴10、中间传动叉轴9、两件十字轴8、输出叉轴7、输出叉轴小锥齿轮6和输出大锥齿轮3；其中，输入小锥齿轮13与输入叉轴大锥齿轮11啮合传动，输入叉轴大锥齿轮11与输入叉轴10通过花键连接传动，输入叉轴10、两件十字轴8、中间传动叉轴9和输出叉轴7组成一对万向联轴器，输出叉轴小锥齿轮6与输出叉轴7通过花键连接传动，输出叉轴小锥齿轮6与输出大锥齿轮3啮合传动，输入叉轴10和输出叉轴7通过轴承安装在摇臂壳体17上。

如图1和图3所示，所述永磁电机19输出轴与一级行星齿轮减速机16太阳轮之间、一级行星齿轮减速机16系杆输出轴与摇臂输入轴12之间、摇臂输入轴12与锥齿轮万向联轴器传动系统之间、锥齿轮万向联轴器传动系统与摇臂输出轴4之间均通过花键连接传动。

如图2所示，所述的永磁电机19输出扭矩经一级行星齿轮减速机16和锥齿轮万向联轴器传动系统减速增大扭矩、改变扭矩轴向，由输出大锥齿轮3将大扭矩传递至摇臂输出轴4，摇臂输出轴4经滚筒连接端盖2连接滚筒1，实现滚筒1驱动。

本案的万向联轴器传动采煤机摇臂装置，其锥齿轮万向联轴器传动系统采用一对万向节，能够解决现有采煤机摇臂由于摇臂壳体变形所导致的传动齿轮系故障率高、可靠性低、噪声能耗高等问题，同时能够适应短程摇臂和长摇臂及直摇臂和弯曲摇臂。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。