[發明專利]一種采煤機高可靠性機電液短程截割傳動系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410227486.2
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN103982181A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 楊陽;鄒佳航;秦大同;孫冬野;胡明輝;胡建軍;劉振軍;劉永剛
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E21C31/02
• 分類號: E21C31/02;E21C35/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及采煤機技術領域，特別涉及一種采煤機的截割傳動系統及控制方法。

背景技術

目前，采煤機截割傳動系統所應用的原理都是電機帶動機械齒輪傳動，放大傳輸轉矩，實現采煤截割，現有采煤機存在以下主要缺點：

一、現有采煤機截割部的傳動結構對采煤機的搖臂提出了非常高的要求，使得搖臂不但結構復雜、加工難度大、生產成本高，而且最重要的一點是搖臂在重載工況下的受力變形會帶來齒輪傳動系統破壞，從而導致其可靠性降低。

二、現有采煤機主要是通過調節牽引速度來使截割功率保持在設定功率附近，而截割滾筒的轉速不能調節。實際工作過程中要使截割滾筒在截割過程中按合理切削厚度進行切割，發揮整機最大的截割功效的能力，則牽引速度與截割滾筒轉速需要保持一定的關系，所以截割滾筒的轉速需要根據牽引速度大小進行調節。

三、采煤機受載情況比較惡劣，常伴有強沖擊和振動，現有采煤機截割傳動系統的抗沖擊能力不理想，長期在強沖擊和振動工況下工作傳動部件容易損壞。

四、采煤機某個傳動部件損壞后即失去采煤能力，導致停工，使得采煤企業蒙受巨大的損失。

因此現有采煤機截割傳動系統面臨重載搖臂變形，截割滾筒不能調速，抗沖擊能力不理想和部件損壞導致停工的問題，要從根本上解決這些問題，需要設計一種新型截割傳動系統。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種采煤機高可靠性機電液短程截割傳動系統及控制方法，以解決現有采煤機截割部傳動系統易在重載工況搖臂變形情況下損壞、截割滾筒不能調速、抗沖擊能力不理想和部件損壞導致停工等問題。

本發明采煤機高可靠性機電液短程截割傳動系統，包括截割電機、液壓傳動系統、齒輪傳動系統、截割滾筒、控制器、數據采集裝置和處理器；

所述截割電機的動力輸入液壓傳動系統，所述液壓傳動系統的動力輸入齒輪傳動系統，所述齒輪傳動系統的動力輸入截割滾筒；

所述數據采集裝置包括檢測截割滾筒轉速的滾筒轉速傳感器,檢測液壓傳動系統工作壓力的壓力傳感器和檢測采煤機牽引速度的速度傳感器；

所述處理器與控制器電連接，且處理器還與滾筒轉速傳感器、壓力傳感器和速度傳感器電連接；

所述處理器用于：根據所述壓力傳感器檢測到的液壓傳動系統工作壓力值和所述滾筒轉速傳感器檢測到的截割滾筒轉速值，計算出采煤機截割部實際輸出功率值，并判斷截割部實際輸出功率值是否在設定功率附近；根據速度傳感器檢測到的牽引速度值和牽引速度與截割滾筒轉速最佳對應關系計算出最佳截割滾筒轉速值，并判斷滾筒轉速傳感器檢測到的截割滾筒轉速值是否接近計算出的最佳截割滾筒轉速值；

所述控制器用于根據所述處理器的判斷結果控制所述牽引速度和所述截割滾筒的速度。

進一步，所述液壓傳動系統包括主回路和輔助回路；所述主回路包括由泵組、定量馬達組和控制閥組組成的閉式回路；所述輔助回路包括熱交換回路和補油回路，所述熱交換回路由背壓閥、冷卻器和背壓單向閥串聯組成，所述主回路的部分高溫油液經背壓閥、冷卻器、背壓單向閥回流至油箱；補油回路由補油電機、補油電機驅動的補油泵、油箱、設置在補油泵入口的粗過濾器、設置在補油泵出口的精過濾器、串聯設置在補油回路中的補油單向閥以及溢流閥組成。

進一步，所述齒輪傳動系統包括動力耦合機構、第一級行星輪系和第二級行星輪系；所述動力耦合機構包括一個中間齒輪和若干個與中間齒輪外嚙合的周邊齒輪；所述第一級行星輪系的太陽輪與中間齒輪同軸固定連接，所述第一級行星輪系的行星架和第二級行星輪系的太陽輪固定連接，所述第二級行星輪系的行星架與截割滾筒連接，所述第一級行星輪系和第二行星輪系的齒圈固定設置；所述定量馬達組的各定量馬達的動力輸出端分別與各周邊齒輪同軸固定連接。

進一步，所述采煤機高可靠性機電液短程截割傳動系統還包括輔助電機、檢測輔助電機電流的檢測器和檢測定量馬達轉速的馬達轉速傳感器，所述齒輪傳動系統包括動力耦合機構、第一級行星輪系和第二級行星輪系，所述動力耦合機構包括一個行星輪系、若干與行星輪系的齒圈外嚙合的周邊齒輪和用于制動動力耦合機構齒圈的制動器；

所述動力耦合機構的太陽輪和輔助電機的轉子同軸固定連接，所述動力耦合機構的各周邊齒輪和定量馬達組的各定量馬達的動力輸出端同軸固定連接；所述動力耦合機構的行星架與第一級行星輪系的太陽輪固定連接，所述第一級行星輪系的行星架和第二級行星輪系的太陽輪固定連接，所述第二級行星輪系的行星架與截割滾筒連接，所述第一級行星輪系和第二行星輪系的齒圈固定設置；