截割部及采掘机械的制作方法

1.本实用新型涉及采掘技术领域，尤其涉及一种截割部及采掘机械。


背景技术：

2.截割部是采掘机械的重要部件之一，采掘机械的种类较多，例如采煤机、掘进机、掘锚机等。
3.以掘进机为例，现有截割部通常采用异步电机加二级行星减速机来驱动截割头组件转动；但由于异步电机的运行效率较低，故为了满足截割需求，需要采用较大功率的异步电机，导致能耗的增加；且二级行星减速机的减速比较大，需要增加电机的输入转速，从而进一步增加了截割部的能耗。
4.因此，降低截割部的能耗，是现阶段该领域亟待解决的难题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种截割部，能够降低截割部的能耗，解决了现阶段该领域的难题。本实用新型还提供一种采掘机械，包括上述的截割部，因此，能够降低截割部的能耗，解决了现阶段该领域的难题。
6.本实用新型的第一方面提供一种截割部，包括永磁同步电机、行星减速机和截割头组件；
7.所述永磁同步电机的输出轴与所述行星减速机的输入端相连接，所述行星减速机的输出端与所述截割头组件相连接。
8.根据本实用新型提供的截割部，所述行星减速机为一级行星减速机。
9.根据本实用新型提供的截割部，还包括联轴器；
10.所述永磁同步电机通过所述联轴器与所述行星减速机相连接。
11.根据本实用新型提供的截割部，还包括旋转轴，所述行星减速机的输出端通过所述旋转轴与所述截割头组件相连接。
12.根据本实用新型提供的截割部，还包括伸缩部；
13.所述旋转轴与所述截割头组件之间设有所述伸缩部。
14.根据本实用新型提供的截割部，所述行星减速机的输出端通过花键与所述旋转轴相连接。
15.根据本实用新型提供的截割部，还包括变频器，所述变频器用于调节所述永磁同步电机的供电频率。
16.根据本实用新型提供的截割部，还包括控制器，所述控制器用于控制所述旋转轴的转速。
17.根据本实用新型提供的截割部，还包括编码器，所述编码器用于将所述永磁同步电机的转动信息发送至所述控制器。
18.本实用新型的第二方面提供一种采掘机械，包含有如上任一种所述的截割部。
19.本实用新型提供的截割部，包括永磁同步电机、行星减速机和截割头组件；永磁同步电机的输出轴与行星减速机的输入端相连接，行星减速机的输出端与截割头组件相连接。上述截割部采用永磁同步电机和行星减速机相结合的方式，来驱动截割头组件转动，相较于异步电机，低速大扭矩的永磁同步电机的运行效率更高，能耗较低，节能效果好；且采用行星减速机来减速增扭，能够避免永磁同步电机的体积过大，以满足截割部的实际使用需求。因此，本实用新型提供的截割部，能够降低截割部的能耗，解决了现阶段该领域的难题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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附图。
21.图1是本实用新型具体实施方式中截割部的示意图。
22.附图标记：
23.1、永磁同步电机；2、行星减速机；3、截割头组件；4、联轴器；5、旋转轴；6、伸缩部；7、花键；8、变频器；9、编码器。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.下面结合图1描述本具体实施方式中的截割部。
26.本具体实施方式提供的截割部，主要包括永磁同步电机1、行星减速机2和截割头组件3；永磁同步电机1的输出轴可以与行星减速机2的输入端相连接，行星减速机2的输出端可以与截割头组件3相连接，进而驱动截割头组件3转动。
27.上述截割部采用永磁同步电机1和行星减速机2相结合的方式，来驱动截割头组件3转动，相较于异步电机，低速大扭矩的永磁同步电机1的运行效率更高，工作效率可以达到90％以上，能耗较低，节能效果好；且采用行星减速机2来实现减速增扭，能够避免永磁同步电机1的体积过大，从而降低截割部整体的尺寸，进而满足现有采掘机械的机型，保证截割部的实际使用需求。
28.因此，本实用新型提供的截割部，能够降低截割部的能耗，解决了现阶段该领域的难题。
29.永磁同步电机1采用永磁体提供励磁，省去了容易出问题的集电环和电刷，故电动机的结构较为简单，降低了加工和装配费用，经济性较好，同时，提高了电动机运行的可靠性，安全性能较好；且因永磁同步电机无需励磁电流，没有励磁损耗，故提高了电动机的工作效率和功率密度，能够更好的满足截割部的实际使用效果，降低截割部的成本，提高了截
割部的经济性，同时还能够提到截割部的工作效率，降低工作能耗。
30.本具体实施方式提供的截割部，行星减速机2可以为一级行星减速机，一级行星减速机相较于二级行星减速机2，传动结构更加简单，降低了减速机的故障率；同时，一级行星减速机的效率更高，能够进一步降低截割部的能耗。
31.行星减速机可以降低电机的转速，同时增大输出转矩；行星减速机的级数由行星齿轮的套数决定；在实际需求中，可能一套行星齿轮无法满足较大的传动比，故有时需要两套或者三套来满足用户较大的传动比的要求。同时，由于增加了行星齿轮的套数，所以二级或三级减速机的长度会有所增加，且工作效率亦会有所下降。
32.上述截割部采用一级行星减速机，能够缩短减速机的长度，从而控制截割部整体结构的尺寸；同时，还能够提高减速机的实际工作效率，进而提高截割部的工作效率，以保证截割效果。
33.相较于传统截割部中采用的二级行星减速机，一级行星减速机具备以下优势：一级行星减速机的体积较小，占地面积小，能够控制截割部整体结构的外形尺寸，进而满足现有采掘机械的机型；一级行星减速机的工作效率更高，能够提高截割部的工作效率。
34.本具体实施方式提供的截割部，电机驱动系统采用永磁同步电机1，永磁同步电机1相较于异步电机，具备低速大扭矩的特点，永磁同步电机1的工作效率可以达到90％以上，具有较好的节能效果；并且，驱动系统还采用一级行星减速机，相较于二级行星减速机，一级行星减速机的结构更加简单，在实际使用时，能够降低减速机的故障率；同时，一级行星减速机的效率更高，实际使用的能耗较低，能够实现采掘机械的自适应截割。
35.上述截割部采用永磁同步电机1和一级行星减速机相结合的驱动方式，在需要40000nm以上的大扭矩输出时，能够避免永磁同步电机1的体积过大，从而保证截割部能够匹配现有采掘机械的机型，保证截割部的实际装配和使用需求。
36.本具体实施方式提供的截割部，还可以包括联轴器4，永磁同步电机1可以通过联轴器4与行星减速机2相连接；采用联轴器4实现永磁同步电机1和行星减速机2的连接，能够提高二者之间连接的稳固性。
37.联轴器的种类较多，按照被连接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为：固定式联轴器和可移式联轴器；其中，固定式联轴器主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，结构一般较简单，容易制造，且两轴瞬时转速相同，主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。可移式联轴器主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方，根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。
38.进一步，刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如万向联轴器、链条联轴器等；弹性可移式联轴器、即弹性联轴器，利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。
39.在实际使用时，可以根据实际需要对联轴器的种类进行选择；选择时先应根据工作要求选定合适的类型，然后按照轴的直径计算扭矩和转速，再从有关手册中查出适用的型号，最后对某些关键零件作必要的验算。
40.在条件允许的情况下，可以采用弹性的联轴器4，进而在永磁同步电机1与行星减速机2传动连接时，能够起到缓冲、减振以及提高轴系动态性能的作用。
41.本具体实施方式提供的截割部，还可以包括旋转轴5，行星减速机2的输出端可以通过旋转轴5与截割头组件3相连接，请参见图1，该设置能够提高行星减速机2与截割头组件3连接的稳固性，同时，能够迎合截割部实际的设计需求。
42.本具体实施方式提供的截割部，还可以包括伸缩部6；旋转轴5与截割头组件3之间可以设有伸缩部6，请参见图1，伸缩部6的两端可以分别与旋转轴5和截割头组件3相连接，且伸缩部6能够沿自身长度方向伸缩，进而实现截割头组件3的前进和后退，以满足实际的截割需求。
43.上述伸缩部6的存在，能够直接通过控制伸缩部6的伸缩，来实现截割头组件3向前或向后移动，从而在截割头组件3进行掘进作业时，无需对采掘机械进行前后移动，能够提高采掘机械的工作效率，同时，能够进一步降低截割部的能耗。
44.本具体实施方式提供的截割部，行星减速机2的输出端可以通过花键7与旋转轴5相连接，花键7的设置能够提高行星减速机2和旋转轴5连接的稳固性，保证截割部整体结构的连接强度，进而保证截割头组件3的顺利工作。
45.花键7由内花键和外花键组成，内、外花键可以均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键可以为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。花键联接是平键联接在数目上的发展，花键为标准结构；平键常用于具有过盈配合的齿轮或联轴器与轴的联接。通常花键没有过盈的情况，因而被联接零件需要轴向固定。采用花键实现连接固定，能够提高联接的承载能力，对中性好；同时，花键的制造成本较高，需用专用刀具进行加工。
46.本具体实施方式提供的截割部，还可以包括变频器8，变频器8用于调节永磁同步电机1的供电频率，进而能够通过调节永磁同步电机1的供电频率来调节永磁同步电机1的转速，从而对截割头组件3的转动进行控制。
47.变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备；变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成；变频器靠内部igbt的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的；同时，变频器还具有保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
48.本具体实施方式提供的截割部，还可以包括控制器，控制器用于控制旋转轴5的转速。
49.进一步，还可以包括编码器9，编码器9用于将永磁同步电机1的转动信息发送至控制器；永磁同步电机1可以采用高精度的编码器9来实现旋转信号的反馈，进而将永磁同步电机1的转动信息发送给控制器，进而在编码器9和控制器的配合下，能够对旋转轴5的转动速度进行准确的控制，从而精准的控制截割头组件3的转动速度；进而实现截割部在不同工况、不同工作面、不同运动状态下的自适应截割，提高实际使用效果。
50.编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器能够把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
51.其中，增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小；绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字
码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
52.更详细的，本具体实施方式提供的截割部，主要包括：永磁同步电机1，行星减速机2，截割头组件3，联轴器4，旋转轴5，伸缩部6，花键7，变频器8、编码器9，控制器；其中，永磁同步电机1的输出轴通过联轴器4与行星减速机2的输入端相连接，行星减速机2的输出端通过花键7与旋转轴5相连接，旋转轴5通过伸缩部6与截割头组件3相连接，进而将永磁同步电机1和行星减速机2组成的驱动机构的动力传递至截割头组件3，从而带动截割头组件3转动，以实现对目标物的截割。
53.在变频器8的配合下，能够实现对永磁同步电机1供电频率的调节，从而调节永磁同步电机1的输出转速，进而实现对截割头组件3转速的控制；同时，可以采用高精度的编码器9，编码器9将永磁同步电机1的转动信息传递至控制器，进而在编码器9和控制器的配合下，实现对截割头组件3转速的精准控制，进而能够更好的满足实际的工作需要。
54.本具体实施方式还提供一种采掘机械，包含有上述的截割部，故该采掘机械亦在本实用新型权利保护的范围内。
55.上述采掘机械可以包括采煤机、掘进机、掘锚机等，或者包含有上述截割部的其它采掘设备。
56.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。